含油污泥無(wú)害化處理技術(shù)研究

鄭祥林

（大慶華凱石油化工設(shè)計(jì)工程有限公司，黑龍江大慶 163000）

油田資源的開發(fā)過(guò)程中，面臨著各種復(fù)雜的開采環(huán)境，以砂巖地層的油田開發(fā)為例，其在開采過(guò)程中往往會(huì)產(chǎn)生大量的泥沙，這些泥沙一旦在污水罐中沉積，就會(huì)形成有毒、有害的含油污泥。若不對(duì)這些固體廢物加以處理，不僅會(huì)造成原油資源的浪費(fèi)，還會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的生態(tài)破壞與環(huán)境污染等問(wèn)題。因此，各個(gè)油田企業(yè)需要順應(yīng)可持續(xù)發(fā)展理念下的發(fā)展要求，根據(jù)油田開發(fā)的具體情況，科學(xué)進(jìn)行含油污泥的無(wú)害化處理，促進(jìn)油田企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

1 含油污泥的來(lái)源與組分

1.1 含油污泥的來(lái)源

由于油田生產(chǎn)過(guò)程比較繁雜，使得含油污泥的來(lái)源具有多樣性，在很多環(huán)節(jié)都會(huì)產(chǎn)生含油污泥，主要包含：①修井過(guò)程中，往往需要借助于特定的容器、塑料膜或者其他防滲透材料等來(lái)進(jìn)行井筒流體的回收，即使在此情況下，也存在少量井筒流體的泄漏，當(dāng)這些泄漏的井筒流體與地面鋪墊沙層接觸以后，當(dāng)清理以后，會(huì)逐步形成以沙子為主的固體含油污泥。②在采出水處理過(guò)程中，經(jīng)由特殊的處理工藝，比如沉降、浮選、過(guò)濾等有效實(shí)現(xiàn)了懸浮固體的排出，當(dāng)這些懸浮固體被排出以后，經(jīng)由濃縮、壓濾等過(guò)程，逐步產(chǎn)生了脫水污泥，再加上這些固體顆粒物很細(xì)，最終形成含油污泥。③在原油集輸系統(tǒng)內(nèi)，油水分離罐、原油儲(chǔ)罐等往往需要定期清理，及時(shí)排出罐內(nèi)的相關(guān)雜質(zhì)，但是，從排出物的構(gòu)成來(lái)看，含油物質(zhì)相對(duì)較大，而沙石、泥是雜質(zhì)的主要類型，這種情況下也會(huì)產(chǎn)生一定量的含油污泥。④主要是在井場(chǎng)、站場(chǎng)、管道滲漏等產(chǎn)生的污染物，在對(duì)這些污染物加以清理的過(guò)程中，石塊、塑料等雜質(zhì)極易混入其中，形成綜合污泥。

1.2 含油污泥的組分

從當(dāng)前我國(guó)油田資源開發(fā)的現(xiàn)狀來(lái)看，含油污泥內(nèi)包含了各種類型的物質(zhì)，比如在采出水處理設(shè)施排脫水污泥中，含水量、含油量與固體顆粒含量分別在70%～80%、10%～15%、5%～10%，而固體顆粒粒徑在50～100μm。而其他類型的含油污泥，其90%以上的固體顆粒粒徑在100μm 以上。從幾種不同的含油污泥類型來(lái)看，油罐底污泥中的含油量最高，而井場(chǎng)污泥與綜合污泥中，固體顆粒的含量相對(duì)較高。

2 含油污泥危害

對(duì)油田的含油污泥而言，其內(nèi)部含有的各種物質(zhì)相對(duì)較多，比如烷烴、環(huán)烷烴、芳香烴、膠質(zhì)、瀝青質(zhì)及石蠟等，從這些物質(zhì)的構(gòu)成來(lái)看，其物質(zhì)組成與原油存在高度的相似性，如果在油田開發(fā)過(guò)程中，不重視對(duì)含油污泥的處理，直接將其堆置于自然環(huán)境中，會(huì)導(dǎo)致存放區(qū)域內(nèi)極大的生態(tài)破壞，最終導(dǎo)致嚴(yán)重的生態(tài)與環(huán)境問(wèn)題。此外，含油污泥中還存在一部分的油氣，這些油氣在存放過(guò)程中會(huì)逐步被揮發(fā)，對(duì)周邊的空氣質(zhì)量等產(chǎn)生了極大的威脅。而含油污泥中原油的存在，甚至?xí)l(fā)土壤內(nèi)部石油類物質(zhì)超過(guò)特定的標(biāo)準(zhǔn)，最終引發(fā)土壤板結(jié)等問(wèn)題。

3 含油污泥無(wú)害化處理技術(shù)

3.1 高溫?zé)峤馓幚砉に?/h3>

3.1.1 原理

高溫?zé)峤夤に囀呛臀勰嗵幚碇袘?yīng)用最為廣泛的處理工藝，在應(yīng)用此種處理技術(shù)進(jìn)行含油污泥的處理過(guò)程中，需要保持在絕氧的條件下，對(duì)污泥分梯度加以加熱處理，在250～350℃加熱過(guò)程中，污泥中的一些揮發(fā)性有機(jī)物等逐步被揮發(fā)出來(lái)。在350～500℃，重質(zhì)油在加熱過(guò)程中逐步被高溫裂解。而在500℃以上，瀝青質(zhì)、膠質(zhì)等逐步被裂解與揮發(fā)，在此過(guò)程中，逐步裂解形成小分子烴類物質(zhì)與聚合成焦炭物質(zhì)，而揮發(fā)出的氣體物質(zhì)等經(jīng)由冷凝等處理以后可以被回收，有效實(shí)現(xiàn)了對(duì)含油污泥的處理。高溫?zé)峤庵饕肆呀馀c聚合過(guò)程。

3.1.2 工藝流程

污泥經(jīng)篩分預(yù)處理以后，經(jīng)儲(chǔ)料器逐步進(jìn)入高低溫分區(qū)加熱回轉(zhuǎn)爐內(nèi)，經(jīng)冷凝分離的不凝氣可以被用作整個(gè)裝置的燃料，實(shí)現(xiàn)循環(huán)的加熱處理過(guò)程。當(dāng)熱流經(jīng)過(guò)內(nèi)外殼體環(huán)空時(shí)，會(huì)自動(dòng)對(duì)內(nèi)殼進(jìn)行加熱，而此時(shí)，污泥會(huì)自動(dòng)加熱，經(jīng)由熱解以后，物料逐步被排出系統(tǒng)內(nèi)，而揮發(fā)出的油水混合物在水洗等都分離過(guò)程中，逐步成為液相與不凝氣，從液相經(jīng)油水分離器等，可以再次進(jìn)入系統(tǒng)內(nèi)加以循環(huán)與利用。

3.2 多梯度耦合處理工藝

3.2.1 原理

多梯度耦合處理工藝屬于一種物理處理技術(shù)，其在實(shí)際的處理過(guò)程中，主要是通過(guò)電磁感應(yīng)、分子震動(dòng)、慣性離心等作用，驅(qū)動(dòng)含油污泥實(shí)現(xiàn)時(shí)間與空間的耦合，隨后利用超聲波的各種效應(yīng)，使得含油污泥內(nèi)的各種物質(zhì)可以在這些作用與條件下逐步被分離，分離以后的各組分根據(jù)相同的物性加以集聚，實(shí)現(xiàn)了良好的處理效果。

在應(yīng)用多梯度耦合處理技術(shù)對(duì)含油污泥加以處理時(shí)，由于超聲波存在裂解與熱作用，使得分子鏈逐步斷裂，進(jìn)而使得大分子逐步被粉碎，降低了原油的黏度。而空化作用的存在加快了氧化還原反應(yīng)的發(fā)生，并且使得高分子物質(zhì)在此作用下更易解聚，膠結(jié)的瀝青質(zhì)分子鍵逐步斷裂，原油黏度降低。此外，海綿效應(yīng)的存在使得含油污泥內(nèi)的相關(guān)顆粒逐步團(tuán)聚、粒徑增大，當(dāng)其粒徑達(dá)到一定限度以后，顆粒之間會(huì)逐步發(fā)生碰撞、沉淀等作用。

3.2.2 工藝流程

應(yīng)用甩干機(jī)精細(xì)篩分以后的干料在粉碎系統(tǒng)的作用下直接被粉碎，這些被粉碎的物料粒徑逐步降低，經(jīng)高頻振動(dòng)篩加以篩分處理，其粒徑在超過(guò)篩分要求的出料逐步被返回粉碎系統(tǒng)重新加以粉碎處理，而細(xì)料則直接在漿化槽內(nèi)經(jīng)攪拌，形成相對(duì)均勻的粗漿料。而這些漿料經(jīng)漿料輸送泵加壓處理以后，逐步被運(yùn)送至漿化罐，高速切割攪拌使得其逐步形成相對(duì)均勻的細(xì)漿料。與此同時(shí)，罐頂自動(dòng)浮油派送裝置使得浮油逐步被排送于儲(chǔ)油槽內(nèi)。細(xì)漿料進(jìn)入耦合處理撬以后，在多梯度耦合處理作用下，罐頂自動(dòng)浮油排送裝置實(shí)現(xiàn)了浮油的排送、耦合處理以后，漿料在輸油泵作用下，實(shí)現(xiàn)了分離處理，分離以后的水、油等可以被回收與利用。

3.3 生物降解

生物降解也是一種有效的含油污泥處理工藝，其在應(yīng)用的過(guò)程中往往是利用微生物來(lái)對(duì)污泥中的一些有機(jī)物質(zhì)加以分解。微生物的生長(zhǎng)過(guò)程中，含油污泥中的石油類物質(zhì)逐步被消耗與降解，最終會(huì)形成二氧化碳等無(wú)機(jī)物。從該種處理工藝的應(yīng)用來(lái)看，其裝置運(yùn)行相對(duì)安全，且運(yùn)行過(guò)程中的能源消耗相對(duì)較低，成本投入少。但是，該種處理技術(shù)受到技術(shù)本身等的限制，導(dǎo)致該技術(shù)在含油率較高的污泥中，無(wú)法取得良好的處理效果。

4 結(jié)束語(yǔ)

在油田資源的開發(fā)過(guò)程中，含油污泥的來(lái)源廣泛，且含油污泥的處理技術(shù)相對(duì)多樣。為保障良好的處理效果，實(shí)現(xiàn)資源化利用，必須在處理過(guò)程中結(jié)合含油污泥的具體特點(diǎn)，應(yīng)用最為科學(xué)的處理技術(shù)，提高污泥處理的整體水平，實(shí)現(xiàn)有關(guān)物質(zhì)的回收利用等。