含油污泥處理技術(shù)概述

常潤桐

摘 要： 簡(jiǎn)要介紹了含油污泥的來源和物理化學(xué)性質(zhì)，從工藝原理上簡(jiǎn)要介紹了含油污泥無害化處理技術(shù)和資源化利用技術(shù)及各種技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)，并就含油污泥處理技術(shù)發(fā)展方向進(jìn)行了淺要探討。

關(guān)鍵詞： 含油污泥;處理技術(shù);資源化

【中圖分類號(hào)】X741 ? ? 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A ? ? 【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.29.157

1 引言

石油化工行業(yè)是工業(yè)發(fā)展中的支柱產(chǎn)業(yè)，其在為社會(huì)帶來經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，也引發(fā)了系列環(huán)保問題。在石油的勘探、開采、運(yùn)輸、儲(chǔ)存及煉制等過程中均會(huì)產(chǎn)生含油污泥，其產(chǎn)生量相當(dāng)于原油總產(chǎn)量的至少1.5%[1]。含油污泥已被國家列入《國家危險(xiǎn)廢物名錄》中HW08廢礦物油與含礦物油廢物類別，危險(xiǎn)特性為毒性（Toxicity，T）。含油污泥中含有大量的烴類化合物和重金屬離子，其隨意排入環(huán)境中會(huì)破壞土壤的通透性、污染水體，嚴(yán)重污染環(huán)境。通過減量化和無害化處置含油污泥，既可以解決其環(huán)境污染問題，又可以回收有用的烴類物質(zhì)。文章總結(jié)了含油污泥無害化處置的各類技術(shù)，比較了其優(yōu)缺點(diǎn)，并淺要探討了處理技術(shù)發(fā)展方向。

2 含油污泥物理化學(xué)性質(zhì)

含油污泥難以自然降解，是水、固體、PHC和金屬的穩(wěn)定W/O乳液[2]，pH值通常在6.5-7.5之間，化學(xué)成分含量變化范圍較大，這取決于原油來源、儲(chǔ)運(yùn)方式和加工工藝。含油污泥中總石油烴（TPH）的質(zhì)量分?jǐn)?shù)一般在15-50%之間，水和固體的含量分別在30-85%和5-46%之間[3]。含油污泥中有機(jī)物包括脂肪族、芳香族、含氮硫氧化合物和瀝青質(zhì)。瀝青質(zhì)和樹脂因其含有親水性官能團(tuán)，故可以起到親油乳化劑的作用。根據(jù)美國石油學(xué)會(huì)（API）報(bào)告，煉油廠含油污泥中的重金屬濃度一般為鋅（Zn）為7-80mg/kg，鉛（Pb）0.001-0.12mg/kg，銅（Cu）32-120mg/kg，188鎳（Ni）17-25mg/kg，鉻（Cr）27-80mg/kg[4]。

3 含油污泥處理技術(shù)

含油污泥性質(zhì)復(fù)雜，處理工藝也不盡相同，從大方向上可分為無害化處理和資源化利用。下面簡(jiǎn)要介紹幾種具有使用價(jià)值的含油污泥處理技術(shù)。

3.1 含油污泥無害化處理技術(shù)。焚燒法處置油泥是在過量空氣和加入輔助燃料的條件下使含油固體污泥完全燃燒的過程，通常采用回轉(zhuǎn)密和流化床作為焚燒爐。在回轉(zhuǎn)密焚燒爐中，燃燒溫度通常在900-1200℃，停留時(shí)間約30min[3];在流化床焚燒爐中，燃燒溫度在730-760℃之間，停留時(shí)間可達(dá)數(shù)天[5]。雖然焚燒法處理油泥得到了一定應(yīng)用，但也存在一些發(fā)展的限制，如高含水率的油泥需要通過脫水提高油泥燃料品質(zhì)，為了穩(wěn)定燃燒溫度焚燒通常需要添加輔助燃料。含油污泥固化處置是將含油污泥與能聚結(jié)成固體的材料混合使其穩(wěn)定固化于結(jié)構(gòu)高度完整材料中，處理成本低廉[6]。但畢竟烴類物質(zhì)未轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì)，故固化產(chǎn)物需妥當(dāng)處置。 堆肥法是將含油污泥與適當(dāng)?shù)牟牧舷嗷旌隙阎贸闪隙?，利用微生物代謝反應(yīng)來降解烴類的方法。處理過程中常添加氮磷等營養(yǎng)物質(zhì)來提高微生物活性[1]。堆肥處理占地小、成本低，缺點(diǎn)是處理時(shí)間長(zhǎng)[7]。含油污泥新型氧化處理工藝是指將化學(xué)氧化劑加入含油污泥中將其有機(jī)成分通過氧化反應(yīng)分解為CO2、H2O和無機(jī)鹽等物質(zhì)以達(dá)到無害化處置的目的。氧化劑主要為一些強(qiáng)氧化性物質(zhì)，如芬頓試劑、O3、次氯酸鹽、高鐵酸鹽和過硫酸鹽等。該類方法所需氧化劑和設(shè)備成本較高，且無法回收有用物質(zhì)。

3.2 含油污泥資源化利用技術(shù)。含油污泥萃取分離技術(shù)是將有機(jī)溶劑按一定比例加入油泥中并充分混容，含油污泥中水和固體顆粒等物質(zhì)因不溶于有機(jī)溶劑，油相組分與溶劑相似相溶，從而達(dá)到分離油類物質(zhì)的目的。溶劑與油相物質(zhì)的混合物通過后續(xù)蒸餾法法分離來獲得油相和回收萃取溶劑。溶劑萃取工業(yè)化最大障礙是溶劑需求量過大，有機(jī)溶劑成本偏高，且易造成二次環(huán)境污染。含油污泥離心分離技術(shù)是利用含油污泥中水、油、固三相密度的差異通過離心機(jī)使其分離。通常會(huì)通過輔助加熱降低粘度、添加破乳劑破壞油/水界面膜等方式來提高分離效率。含油污泥離心分離技術(shù)成熟，適用于規(guī)?；瘧?yīng)用。但預(yù)處理階段的加熱和添加劑會(huì)造成處理成本增加。含油污泥熱解技術(shù)是指在200-900℃無氧氛圍中對(duì)油泥進(jìn)行分段升溫?zé)峤庖苑蛛x有機(jī)化合物。熱解處理的優(yōu)勢(shì)包括通過熱解可以將含油污泥中油相轉(zhuǎn)化為液態(tài)燃料類產(chǎn)物并分離出以達(dá)到回收有用燃料的目的，同時(shí)重金屬也可以穩(wěn)定固化于固相中。熱解工藝的缺點(diǎn)在于前期脫水和后期熱解均能耗較高。含有污泥微波輻射處理是利用水分子高介電損耗性質(zhì)，在微波輻射過程中水分子可以吸收更多的微波能量，通過水分子進(jìn)行擴(kuò)張運(yùn)動(dòng)和表面包圍電荷重排現(xiàn)象將水油界面膜變薄及破壞油水界面的雙電層，同時(shí)油分子和水分子各自的碰撞加強(qiáng)，使油分子和水分子分別凝聚在一起，最終達(dá)到兩相分離效果[8]。

4 結(jié)論與展望

所有含油污泥處理技術(shù)均是以最有效和最環(huán)保的方式回收利用或處置含油廢物，且每種方法都有自身的優(yōu)缺點(diǎn)。通過多種方法組合處理含油污泥可獲得更好效果，雖然鮮見報(bào)道[3]。選擇何種處理方法主要取決于含油污泥理化性質(zhì)和處理量、當(dāng)?shù)胤珊铜h(huán)境因素以及所涉及的建設(shè)和運(yùn)營成本。

此外，國內(nèi)外對(duì)含油污泥處理的技術(shù)研究大多集中在對(duì)其中有機(jī)物的去除或利用方面，很少有研究污泥中重金屬在處理前后的變化。含油污泥中的重金屬在污泥處理過程中會(huì)逐漸累積，雖然通過后期焙燒等過程可將其穩(wěn)定固化，但仍可能對(duì)環(huán)境和人體造成危害。建議研究者們?cè)谔岣吆臀勰嘤袡C(jī)物去除或利用率技術(shù)的同時(shí)，能將現(xiàn)有的重金屬控制技術(shù)整合到含油污泥處理中。

參考文獻(xiàn)

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