大型油田含油污泥無害化處理技術(shù)及其應(yīng)用研究

馬 躍

（大慶藍(lán)星環(huán)保工程有限公司，黑龍江大慶 163114）

0 引言

油田含油污泥是一種危險(xiǎn)廢物，具有比較大的危害性，對(duì)環(huán)境容易造成比較大的污染。本文將全面分析其危害性及無害化處理的現(xiàn)實(shí)意義。首先，含油污泥對(duì)土壤的危害非常明顯[1]。如果含油污泥不加處理任意堆放填埋，將占用大量的農(nóng)用耕地，加重土地資源的緊缺。同時(shí)，含油污泥會(huì)改變土壤的原本性質(zhì)，影響土壤植被的生長，致使土壤微生物群種無法存活，土壤生態(tài)系統(tǒng)遭到破壞[2]。因此，對(duì)油田含油污泥進(jìn)行無害化處理具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。無害化處理可以減少污泥對(duì)環(huán)境的危害[3]，降低對(duì)土地資源的占用，減輕對(duì)土壤和生態(tài)系統(tǒng)的破壞，減少有毒有害物質(zhì)對(duì)人類和環(huán)境的危害。這不僅有助于保護(hù)環(huán)境[4]，還可以提高油田生產(chǎn)的安全性和可持續(xù)性[5]。

結(jié)合上述分析，本文提出大型油田含油污泥無害化處理技術(shù)及其應(yīng)用研究，并通過實(shí)際測(cè)試的方式，分析驗(yàn)證了設(shè)計(jì)處理技術(shù)的應(yīng)用效果。

1 大型油田含油污泥無害化處理技術(shù)設(shè)計(jì)

為了解決油田含油污泥帶來的危害，本文設(shè)計(jì)了一種無害化處理技術(shù)，其具體的實(shí)現(xiàn)步驟主要分為含油污泥預(yù)處理、含油污泥化學(xué)氧化處理、活性炭吸附處理、生物處理處理、深度處理及尾氣處理六個(gè)步驟[6]。

1.1 含油污泥預(yù)處理

由于含油污泥中含有大量的原油和水分，因此首先需要進(jìn)行預(yù)處理，將含油污泥進(jìn)行破碎和混合均勻，破碎的目的是使污泥中的原油和水分盡可能均勻地分散在每個(gè)顆粒中，混合則是為了使污泥中的各種成分充分混合在一起，以利于后續(xù)處理[7]。其具體的處理過程如圖1所示。

圖1 含油污泥預(yù)處理過程

按照?qǐng)D1所示的方式，首先，需要接收含油污泥。可以從油田的污水處理系統(tǒng)中接收，也可以從含油污泥池中接收。接收的含油污泥可以是固體狀態(tài)，也可以是半固體狀態(tài)[8]。其次，對(duì)于接收的含油污泥需要進(jìn)行破碎處理。破碎的目的是將含油污泥中的原油和水分盡可能均勻地分散在每個(gè)顆粒中。采用的破碎設(shè)備可以是顎式破碎機(jī)、對(duì)輥破碎機(jī)或者多功能破碎機(jī)等。接著，破碎后的含油污泥需要進(jìn)行混合均勻處理?；旌系哪康氖鞘购臀勰嘀械母鞣N成分充分混合在一起，以保證后續(xù)處理的順利進(jìn)行。采用的混合設(shè)備可以是攪拌機(jī)或者混合機(jī)等[9]。

最后，經(jīng)過預(yù)處理后的含油污泥可以進(jìn)行儲(chǔ)存或者運(yùn)輸。儲(chǔ)存時(shí)需要注意采取防雨、防塵等措施，以保證含油污泥的質(zhì)量和安全。運(yùn)輸時(shí)需要采用適當(dāng)?shù)倪\(yùn)輸工具，以保障含油污泥的運(yùn)輸安全和及時(shí)到達(dá)目的地。

1.2 含油污泥基礎(chǔ)處理

完成預(yù)處理后，含油污泥中的有機(jī)物質(zhì)主要是原油和有機(jī)添加劑等。這些有機(jī)物質(zhì)需要被氧化分解為無機(jī)物質(zhì)。本文采用強(qiáng)氧化劑如過氧化氫、高錳酸鉀等作為氧化劑，將含油污泥中的有機(jī)物質(zhì)氧化分解為二氧化碳和水等無機(jī)物質(zhì)。同時(shí)，這些氧化劑還可以對(duì)固體雜質(zhì)進(jìn)行穩(wěn)定化處理，使得固體雜質(zhì)變?yōu)楦臃€(wěn)定的化學(xué)物質(zhì)，減少對(duì)環(huán)境的危害[10]。

經(jīng)過化學(xué)氧化處理后的含油污泥中，雖然大部分有機(jī)物質(zhì)已經(jīng)被氧化分解為無機(jī)物質(zhì)，但是仍然含有一定量的有機(jī)物質(zhì)和其他污染物，需要進(jìn)一步處理。本文采用活性炭的吸附性能，將化學(xué)氧化后的含油污泥引入活性炭吸附塔中，利用活性炭的多孔結(jié)構(gòu)和吸附性能，對(duì)含油污泥進(jìn)行吸附處理?；钚蕴磕軌蛭綒埩舻挠袡C(jī)物質(zhì)和其他污染物，進(jìn)一步降低含油量和污染物含量。

經(jīng)過活性炭吸附處理后的含油污泥仍然含有一定量的有機(jī)物質(zhì)和其他污染物，需要進(jìn)行生物處理。本文將活性炭吸附后的含油污泥引入生物反應(yīng)器中，利用微生物對(duì)剩余有機(jī)物質(zhì)進(jìn)行分解和轉(zhuǎn)化。微生物能夠?qū)⒂袡C(jī)物質(zhì)分解為簡(jiǎn)單的無機(jī)物質(zhì)如二氧化碳和水等，進(jìn)一步降低含油污泥中的有機(jī)物質(zhì)含量。

1.3 含油污泥深度處理

經(jīng)過生物處理后的含油污泥中，含油量和污染物含量已經(jīng)得到了很好的降低，但是仍然含有一定量的水分和殘留的有機(jī)物質(zhì)。本文采用深度處理方法——高溫焚燒方法，對(duì)生物處理后的含油污泥進(jìn)行減量化和資源化處理。高溫焚燒可以將含油污泥中的水分和殘留有機(jī)物質(zhì)轉(zhuǎn)化為水蒸氣和二氧化碳等無機(jī)物質(zhì)，實(shí)現(xiàn)含油污泥的減量化。圖2為含油污泥深度處理的具體實(shí)現(xiàn)流程。

圖2 含油污泥深度處理過程

焚燒過程中會(huì)產(chǎn)生一定量的尾氣，其中主要包括二氧化碳、水蒸氣，以及一些有害氣體如二氧化硫、氮氧化物等。為了確保尾氣達(dá)到國家排放標(biāo)準(zhǔn)，需要對(duì)尾氣進(jìn)行治理。本文采用吸收、吸附、催化氧化等尾氣處理方法，對(duì)尾氣進(jìn)行處理。這些方法可以將有害氣體轉(zhuǎn)化為無害的化學(xué)物質(zhì)如硫酸鈣、硝酸鈣等，同時(shí)也可以將水蒸氣轉(zhuǎn)化為液態(tài)水，從而實(shí)現(xiàn)尾氣的凈化處理。

2 應(yīng)用測(cè)試

2.1 測(cè)試環(huán)境

以M油田為對(duì)象，測(cè)試本文技術(shù)的應(yīng)用效果。

首先，對(duì)M油田的基本情況進(jìn)行分析。在地質(zhì)條件方面上，油田位于某盆地內(nèi)，主要地質(zhì)構(gòu)造為凹陷，儲(chǔ)層主要為砂巖和碳酸鹽巖，地層深度約為116.3 m。在采出液的成分方面，采出液主要為原油和水，其中原油密度約為22.4 g/cm3，黏度12.85 mPa·s，含硫量約為5.69%，采出液的電阻率為2.30 Ω·m。在采出液的處理方式及排放情況方面，采出液主要通過自然沉降和電脫水工藝處理。處理后的污水部分回注地層，部分排放到周邊環(huán)境?；刈⒌貙拥奈鬯|(zhì)須達(dá)到國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，而排放到周邊環(huán)境的污水水質(zhì)須符合國家環(huán)保要求。對(duì)油田周邊的環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，其中，土壤主要為砂壤土和黏壤土，其中砂壤土約占32.4%，黏壤土約占40.1%。土壤pH為6.80，有機(jī)質(zhì)含量約為1.01 g/kg，重金屬元素含量符合國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。含油污泥主要來源于原油采出液處理過程中的脫水殘?jiān)驮O(shè)備維修時(shí)的油泥等。含油污泥的成分主要為原油、水分、固體雜質(zhì)和少量化學(xué)添加劑。其中原油含量約為5.46%，水分含量約為10.06%，固體雜質(zhì)含量約為8.06%。含油污泥中除了原油和固體雜質(zhì)外，還含有少量化學(xué)添加劑和其他有機(jī)污染物。

在此基礎(chǔ)上，分別將文獻(xiàn)[4]和文獻(xiàn)[5]設(shè)計(jì)的含油污泥無害化處理技術(shù)作為測(cè)試的對(duì)照組，分別對(duì)比不同處理技術(shù)的應(yīng)用效果。

2.2 測(cè)試結(jié)果與分析

經(jīng)過處理后，不同方法下的含油污泥具體成分變化情況如表1所示。

表1 不同方法下含油污泥具體成分情況對(duì)比表 %

結(jié)合表1所示的測(cè)試結(jié)果可以看出，在三種不同處理技術(shù)下，含油污泥的相關(guān)成分變化量均呈現(xiàn)出了不同程度的下降。

在文獻(xiàn)[4]處理技術(shù)下，含油污泥的含油量下降幅度為4.3%，水分含量的下降幅度為6.61%，固體雜質(zhì)含量的下降幅度為6.00%。

在文獻(xiàn)[5]處理技術(shù)下，含油污泥的含油量下降幅度為4.14%，水分含量的下降幅度為6.84%，固體雜質(zhì)含量的下降幅度為6.85%。

在本文設(shè)計(jì)處理技術(shù)下，含油污泥的含油量下降幅度為5.01%，分別高于文獻(xiàn)[4]方法和文獻(xiàn)[5]方法0.71%和0.87%；水分含量的下降幅度為6.61%，分別高于文獻(xiàn)[4]方法和文獻(xiàn)[5]方法1.35%和1.12%；固體雜質(zhì)含量的下降幅度為6.00%，分別高于文獻(xiàn)[4]方法和文獻(xiàn)[5]方法1.06%和0.18%。

綜合上述測(cè)試結(jié)果可以得出結(jié)論，本文設(shè)計(jì)的大型油田含油污泥無害化處理技術(shù)具有良好的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

3 結(jié)束語

油田含油污泥的危害不容忽視，而無害化處理對(duì)其具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。只有通過科學(xué)合理的處理方式，才能有效降低含油污泥的危害性，保護(hù)人類生存環(huán)境和健康。本文提出大型油田含油污泥無害化處理技術(shù)及其應(yīng)用研究，切實(shí)實(shí)現(xiàn)了對(duì)含油污泥的有效處理。借助本文的設(shè)計(jì)與研究，以期為實(shí)際的大型油田含油污泥無害化處理工作的開展提供有價(jià)值的參考。