油泥廢棄物排放狀況及處理技術(shù)

齊 峰(盤錦遼河油田金宇環(huán)保工程有限公司，遼寧盤錦 124109)

油泥廢棄物排放狀況及處理技術(shù)

齊 峰
(盤錦遼河油田金宇環(huán)保工程有限公司，遼寧盤錦 124109)

油泥是油田普遍存在的主要廢棄物污染問題，早在1998年國家環(huán)?？偩志蛯⒂湍嗌傲袨槲ｋU廢物(廢物類別HW08)，要求含油泥砂等廢棄物必須進行無害化處理。本文簡述了水洗處理技術(shù)、生物處理技術(shù)和熱解氣化焚燒工藝，并對不同處理技術(shù)的優(yōu)缺點進行了比較。應(yīng)結(jié)合中國國情及成本等方面綜合考慮選用不同的處理方法，實現(xiàn)油泥的減量化、無害化、資源化、清潔化處理。

油泥；廢棄物；水洗；生物處理；焚燒

1.油泥沙的組成和性質(zhì)

含油污泥砂的組成非常復(fù)雜，由水包油、油包水及懸浮固體雜質(zhì)等，是一種性質(zhì)極其穩(wěn)定的體系，并含有大量老化原油、瀝青質(zhì)、蠟質(zhì)、膠體、固體懸浮物、鹽類、腐蝕產(chǎn)物、細菌等，同時包含生產(chǎn)過程中投加的凝聚劑、緩蝕劑、阻垢劑等水處理劑。通過對新鮮油泥以及經(jīng)過多年堆放的油泥分析表明在污水處理過程中產(chǎn)生的新鮮油泥含油量在333000～450400mg/kg之間，經(jīng)過長期堆放后油泥中部分組分被降解，油泥含油量在86000～127200mg/kg之間。通過對油泥中油成分進行柱層析分析，發(fā)現(xiàn)油泥中的油組分主要為飽和烴和芳香烴，膠質(zhì)和瀝青含量較少。

油泥中的多環(huán)芳烴具有較高的生物毒性。根據(jù)對某地油泥堆放場的調(diào)查結(jié)果，污染場地內(nèi)16種PAHs的檢出率為100%，w(PAHs)平均值為7770.7ng/g，周邊土壤的16種多環(huán)芳烴的檢出率為58.3%～100%，二苯并等檢出率相對較低，w(PAHs)平均值2038.8ng/g。從母體PAHs與污染物來源的關(guān)系和單組分比值可以看出，污染場地內(nèi)及周邊土壤的污染源是石油源和燃燒源的混合源。

2.油泥沙處理技術(shù)

目前處理含油泥的技術(shù)主要有:資源回收技術(shù)、無害化處理技術(shù)和綜合利用技術(shù)。資源回收技術(shù)包括溶劑萃取、水洗法、微乳洗滌、破乳等技術(shù)方法;無害化處理技術(shù)包括固定化處理技術(shù)、生物處理技術(shù)(堆肥法、耕地法、生物反應(yīng)泥漿法)和焚燒處理;綜合處理技術(shù)包括熱分解技術(shù)、制磚鋪路等。油泥砂主要處理技術(shù)介紹如下:

2.1 含有油泥砂的水洗技術(shù)

水洗技術(shù)的流程。含油泥砂與熱水、藥劑混合后，通過超聲波等的作用使水溶液及其中的化學(xué)藥劑與固體中的油充分接觸，利用水力沖洗作用和化學(xué)藥劑的破乳作用，使油、水、固三相分離，并將溶液中的浮油撇出，然后回收利用。懸浮液進入旋流器將固體砂粒分離，部分懸浮液進入離心機。利用離心原理進行固液分離，分離出來的固體砂含油小于1%，泥中含油小于3%(原泥砂含油平均為26.1%)。研究結(jié)果表明，應(yīng)保障洗滌水溫度在75度以上。洗滌法處理后砂含油0.8%，泥含油2.1%，達到了處理后泥含油3%。處理后的泥砂固化前及固化后的浸出液含油、COD、總鉻都能達到GB8978－1996污水綜合排放標準一級標準，即石油類小于5mg/L、化學(xué)需氧量小于60mg/L、總鉻含量小于1.5mg/L。洗滌過程中NaOH 或Na2CO3的量對洗滌效果有較大影響，一些情況下還要加入表面活性劑來提高處理效果。目前依靠熱水堿洗技術(shù)處理油泥砂的技術(shù)已在一些油田開始應(yīng)用，如勝利油田研發(fā)了油泥砂水洗成套技術(shù)設(shè)備。

2.2 生物處理技術(shù)

生物修復(fù)包括堆肥法，耕作處理，生物泥漿反應(yīng)器等方法。核心是利用微生物對石油烴的降解作用來消除油泥中的石油烴污染。堆肥法是將含油廢棄物與適當?shù)牟牧舷嗷旌喜⒊啥逊胖?，使天然微生物降解石油烴類的過程。含油污泥的堆肥處理需提供氧氣、菌種和營養(yǎng)，為保持油泥的疏松狀態(tài)，還需加入填充劑。在油泥中添加砂子，成熟油泥堆肥，廚余廢物堆肥及木屑，經(jīng)過一年時間的堆肥，石油烴的降解率分別達到了62%，51%，74%和49%。采用草炭與油泥共同堆肥技術(shù)處理陳化油泥也達到了較好的處理效果。當溫度＞20℃，添加菌劑5%的情況下，投加肥料5%，客土20%，控制水分30%和pH7的條件對含油污泥可獲得較好的生物修復(fù)效果。

堆肥技術(shù)處理油泥存在以下問題:(1)多數(shù)添加的廢棄物如牛糞等自身的降解速度要先于和快于較難降解的石油烴(2)一些堆肥過程的添加物的降解會造成石油烴濃度在處理過程中有升高的現(xiàn)象。(3)堆肥物質(zhì)與油泥中的污染物會產(chǎn)生吸附－解吸作用影響石油烴的生物可利用性、生物降解性并改變其可提取性。(4)堆肥過程中的不均勻性影響采樣及測定結(jié)果。一些專家認為在堆肥過程中采用總石油烴總量變化比用濃度變化可以更好地反應(yīng)石油烴的降解情況。植物－微生物修復(fù)技術(shù)近年來得到了較多的應(yīng)用。在植物－微生物聯(lián)合生物修復(fù)中，降解性取決于有機污染物通過植物－微生物系統(tǒng)吸收和代謝能力，利用植物及其根際微生物共存體系可以凈化土壤中有機污染物。植物－微生物聯(lián)合體系能促進有機污染物的快速降解、礦化。其基本原理為:(1)植物根區(qū)分泌物刺激了細菌的轉(zhuǎn)化作用;(2)植物還可為微生物提供生存場所并可轉(zhuǎn)移氧化，使根區(qū)的好氧轉(zhuǎn)化作用能夠正常進行。

2.3 熱解氣化焚燒工藝

熱處理技術(shù)以其處置徹底、減容減量效果好、能量回收率高等優(yōu)點。應(yīng)用熱天平和管式熱解研究表明油泥最宜熱解終溫為823K，熱解油產(chǎn)率可達40.36%，所得熱解油的化學(xué)組成與柴油相似，可以回收利用。遼河油田開發(fā)了油泥的熱解氣化焚燒工藝。熱解－燃燒過程的主要化學(xué)反應(yīng)包括油泥熱及產(chǎn)物的燃燒反應(yīng):先使物料在中溫缺氧條件下裂解，得到的氣體與足夠的空氣充分混合后，在高溫燃燒室進行預(yù)混燃燒，這種方法使擴散混合條件得到改善，可以很快完成燃燒反應(yīng)，從而抑制了焦油及不完全燃燒產(chǎn)物的生成。熱解產(chǎn)物的燃燒過程包括:熱解焦(C)與氧氣發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生CO與CO2;熱解氣(燃氣)，如H2、CO、CnH2n等與氧氣反應(yīng)生成CO2和H2O的過程。熱解可在減量化的同時產(chǎn)生一些重要的副產(chǎn)物，而且使得廢棄物更加穩(wěn)定化。特別是熱解能夠通過分解和揮發(fā)將含毒有機物從廢棄物中去除。另外，無氧熱解方法能使一些重金屬(Cu，Pb和Zn)穩(wěn)定在固相中。

3.不同處理技術(shù)的比較

各種不同處理方式各有優(yōu)缺點。溶劑萃取法雖是一種較佳的資源化、無害化處理方法，但因未能研發(fā)出性價比高的萃取劑及萃取劑的損失問題而未得到推廣應(yīng)用。最近有用超臨界水氧化處理油田含油污泥的報道，但操作條件較苛刻，費用高。認為油泥處理技術(shù)還存在能源消耗過大、資源回收率不高、缺乏經(jīng)濟有效的手段及缺乏對聚合物驅(qū)油所產(chǎn)生的油泥的有效處理技術(shù)等問題。實際生產(chǎn)中應(yīng)根據(jù)油泥的不同性質(zhì)，結(jié)合國情及成本等方面綜合考慮選用不同的處理方法，實現(xiàn)油泥的減量化、無害化、資源化、清潔化處理。

［1］劉秀平．遼河稠油泥砂碳化處理技術(shù)［J］．石油地質(zhì)與工程，2008，22(6):129－130．

［2］卜淑君．石油化學(xué)工業(yè)固體廢物治理［M］．北京:中國環(huán)境科學(xué)出版社，1992．

［3］楊繼生，徐輝．油泥砂處理技術(shù)研究(上)［J］．上?；?，2008，33(5):23 －25．

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1007-6344（2016）04-0111-01