含油污泥化學(xué)清洗廢液處理方法研究

李玉善 劉旭

（遼寧華孚環(huán)境工程股份有限公司，遼寧盤錦 124013）

1 引言

油田在生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生大量的落地油泥、罐底泥等含油污泥［1］。目前國(guó)內(nèi)處理此類含油污泥常用的方法有化學(xué)熱洗法、萃取法、超熱蒸汽噴射法、焚燒法以及生物處理等技術(shù)。萃取法［2］的優(yōu)點(diǎn)在于對(duì)含油污泥中油類物質(zhì)去除較徹底，可將大部分石油類物質(zhì)提取回收，但萃取劑需蒸餾回收循環(huán)使用，同時(shí)具有選擇性，一般需多級(jí)聯(lián)合處理才能實(shí)現(xiàn)污泥含油量達(dá)到《廢礦物油回收利用污染控制技術(shù)規(guī)范》（HJ 607—2011）中“含油污泥砂經(jīng)油砂分離后含油率小于2%”的控制標(biāo)準(zhǔn)。超熱蒸汽噴射［3］法適用于市政污水廠等產(chǎn)生的活性污泥，以及含油類浮渣等松散物料，處理后殘?jiān)吐士蛇_(dá)到《農(nóng)用污泥中污染物控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB 4284—1984）。焚燒法［4］的優(yōu)點(diǎn)是污泥經(jīng)焚燒后幾乎去除全部有毒有害物質(zhì)，無(wú)害化、減量化效果好；缺點(diǎn)是無(wú)法回收石油資源，焚燒過(guò)程中的煙氣產(chǎn)生二次污染，需進(jìn)一步處理。生物處理技術(shù)主要有地耕法和污泥生物反應(yīng)器法。生物處理技術(shù)主要適用于含油率較低的含油污泥，而且污泥中的原油不能回收，是對(duì)石油資源的一種浪費(fèi)?；瘜W(xué)熱洗法可對(duì)含油量較高、具有一定乳化性的落地原油和油砂的原油進(jìn)行回收處理，因其處理后污泥含油率可達(dá)到小于2%的技術(shù)指標(biāo)要求且處理工藝相對(duì)簡(jiǎn)單，清洗后廢液預(yù)處理后可回到油田污水處理系統(tǒng)，因此應(yīng)用較為廣泛。

含油污泥化學(xué)清洗過(guò)程中必須使用化學(xué)清洗劑，目前化學(xué)清洗工藝中經(jīng)常使用的化學(xué)清洗劑大致分為無(wú)機(jī)清洗劑和有機(jī)清洗劑兩大類。無(wú)機(jī)清洗劑是使用一種或多種堿性的無(wú)機(jī)化合物對(duì)含油污泥進(jìn)行破乳，進(jìn)而達(dá)到清洗目的；有機(jī)清洗劑是使用表面活性劑類化學(xué)物，利用表面活性劑自身的親水和親油基團(tuán)將含油污泥中油類物質(zhì)溶解于水中，進(jìn)而達(dá)到清洗效果的方法。隨著清洗技術(shù)的不斷發(fā)展，現(xiàn)已出現(xiàn)在一套清洗工藝中同時(shí)使用上述兩種清洗劑，以達(dá)到含油污泥油類含量更低的技術(shù)指標(biāo)要求。上述清洗廢液中無(wú)機(jī)清洗廢液具有強(qiáng)堿性和乳化均勻的特點(diǎn)，而有機(jī)清洗廢液雖為中性但因表面活性劑的存在，使清洗廢液具有極強(qiáng)的穩(wěn)定性，破乳非常困難。由此，如何科學(xué)經(jīng)濟(jì)地處理上述兩種清洗廢液使其重復(fù)利用或進(jìn)入油田污水系統(tǒng)再利用成為亟待解決的問(wèn)題。

針對(duì)上述問(wèn)題，本研究針對(duì)無(wú)機(jī)和有機(jī)兩種化學(xué)清洗廢液進(jìn)行了探索，針對(duì)不同化學(xué)清洗劑的特點(diǎn)，有針對(duì)性地選擇水處理劑進(jìn)行處理。經(jīng)研究表明，清洗后兩種清洗廢液均達(dá)到SS＜500 mg/L，pH為7.0 的技術(shù)指標(biāo)。

2 實(shí)驗(yàn)部分

2.1 實(shí)驗(yàn)儀器

實(shí)驗(yàn)所需儀器見表1。

表1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備及儀器

2.2 實(shí)驗(yàn)試劑

pH 調(diào)節(jié)劑，YJ－I，PAC，PM1－16，以上實(shí)驗(yàn)用試劑全部為自主合成。

2.3 清洗廢液處理實(shí)驗(yàn)方法

取100 mL 化學(xué)清洗廢液倒入100 mL 比色管中，分別投加不同濃度和類型的水處理劑產(chǎn)品，每投加一種水處理劑產(chǎn)品都要充分震蕩15 次后再投加第二種水處理劑，依次類推，最后震蕩完成后靜置30 min，取中層清液進(jìn)行相關(guān)指標(biāo)的檢測(cè)。

2.4 清洗廢液效果的評(píng)價(jià)方法

（1）懸浮固體

按照《水質(zhì) 懸浮物的測(cè)定 重量法》（GB 11901—1989）進(jìn)行。

（2）pH 值

按照《水質(zhì)pH 值的測(cè)定玻璃電極法》（GB 6920—1986）進(jìn)行。

3 結(jié)果與討論

3.1 無(wú)機(jī)清洗廢液處理實(shí)驗(yàn)

3.1.1 pH 值對(duì)無(wú)機(jī)化學(xué)清洗廢液處理效果的影響

在實(shí)驗(yàn)溫度80 ℃、PAC 投加量2 000 mg/L 及PAM 投加量300 mg/L 條件下，通過(guò)調(diào)整化學(xué)清洗廢液的pH 值，再加混凝和助凝劑的方式，對(duì)化學(xué)清洗廢液進(jìn)行處理。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表2。

表2 不同pH 值對(duì)化學(xué)清洗廢液處理效果的影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果

由表2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，在其他水處理劑相同的條件下，pH 調(diào)節(jié)劑投加量為13 500 mg/L 時(shí)，處理后的無(wú)機(jī)清洗廢液中懸浮物及含油量滿足項(xiàng)目技術(shù)指標(biāo)要求，因此以pH 調(diào)節(jié)劑為13 500 mg/L進(jìn)行后續(xù)實(shí)驗(yàn)。

3.1.2 PAC 投加量對(duì)無(wú)機(jī)化學(xué)清洗廢液處理效果的影響

在實(shí)驗(yàn)溫度80 ℃，pH 調(diào)節(jié)劑投加量13 500 mg/L（pH 為7.0）及PAM 投加量300 mg/L 條件下，考察PAC 不同投加量對(duì)清洗廢液的處理效果。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表3。

表3 PAC 不同投加量處理化學(xué)清洗廢液實(shí)驗(yàn)結(jié)果

由表3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，在其他水處理劑相同的條件下，PAC 投加量為1 400 mg/L 時(shí)，處理后的無(wú)機(jī)清洗廢液中懸浮物及含油量滿足項(xiàng)目技術(shù)指標(biāo)要求，因此以PAC1 400 mg/L 進(jìn)行后續(xù)實(shí)驗(yàn)。

3.1.3 不同PAM 對(duì)無(wú)機(jī)化學(xué)清洗廢液處理效果的影響

在實(shí)驗(yàn)溫度80 ℃，pH 調(diào)節(jié)劑投加量13 500 mg/L（pH 為7.0）及PAC 投加量1 400 mg/L 條件下，考察不同類型PAM 對(duì)清洗廢液的處理效果，PAM 投加量均為300 mg/L。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表4。

表4 不同類型PAM 處理化學(xué)清洗廢液實(shí)驗(yàn)結(jié)果

由表4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，在相同PAM 投加量的條件下，PM8 型PAM 對(duì)無(wú)機(jī)清洗廢液的處理效果最優(yōu)，處理后的無(wú)機(jī)清洗廢液中的懸浮固體及含油量可以達(dá)到無(wú)機(jī)清洗廢液技術(shù)指標(biāo)要求，因此選擇PM8 型PAM 作為最優(yōu)方案進(jìn)行后續(xù)實(shí)驗(yàn)。

3.1.4 PAM 不同投加量對(duì)無(wú)機(jī)化學(xué)清洗廢液處理效果的影響

在實(shí)驗(yàn)溫度80 ℃，pH 調(diào)節(jié)劑投加量13 500 mg/L（pH 為7.0）及PAC 投加量1 400 mg/L 條件下，考察PM8 型PAM 不同投加量對(duì)清洗廢液的處理效果。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表5。

表5 PM8 型PAM不同投加量處理化學(xué)清洗廢液實(shí)驗(yàn)結(jié)果

由表5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，隨著PAM 投加量的增加，處理后的無(wú)機(jī)清洗廢液中的懸浮固體及含油量逐漸降低，結(jié)合無(wú)機(jī)清洗廢液技術(shù)指標(biāo)要求，選擇PAM 投加量為100 mg/L 作為最佳使用量。

3.1.5 不同溫度對(duì)無(wú)機(jī)化學(xué)清洗廢液處理效果的影響

在pH 調(diào)節(jié)劑投加量13 500 mg/L（pH 為7.0）、PAC 投加量1 400 mg/L 及PM8 型PAM 100 mg/L條件下，考察不同溫度對(duì)清洗廢液的處理效果。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表6。

表6 不同溫度條件下處理化學(xué)清洗廢液實(shí)驗(yàn)結(jié)果

由表6 實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，隨著溫度的升高處理后的無(wú)機(jī)清洗廢液中的懸浮固體及含油量逐漸降低，結(jié)合無(wú)機(jī)清洗廢液清洗后的溫度，選擇70 ℃作為最佳溫度條件。

3.2 有機(jī)清洗廢液處理實(shí)驗(yàn)

3.2.1 YJ－I 不同投加量處理有機(jī)化學(xué)清洗廢液實(shí)驗(yàn)結(jié)果

在實(shí)驗(yàn)溫度60 ℃，pH 調(diào)節(jié)劑1 000 mg/L，pH值為7.0，PAC 投加量2 000 mg/L 及PAM 投加量300 mg/L 條件下，通過(guò)調(diào)整化學(xué)清洗廢液的YJ－I投加量，再加混凝和助凝劑的方式，對(duì)化學(xué)清洗廢液進(jìn)行處理。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表7。

表7 YJ－I 不同投加量處理化學(xué)清洗廢液實(shí)驗(yàn)結(jié)果

由表7 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出，隨著YJ－I 投加量的增加，處理后有機(jī)清洗廢液中懸浮物含量逐漸降低，綜合處理成本及技術(shù)指標(biāo)要求，確定YJ－I 投加量為500 mg/L 作為后續(xù)實(shí)驗(yàn)投加量。

3.2.2 PAC 投加量對(duì)有機(jī)化學(xué)清洗廢液處理效果的影響

實(shí)驗(yàn)參數(shù)為實(shí)驗(yàn)溫度60 ℃，pH 調(diào)節(jié)劑投加量為1 000 mg/L，PM8 型PAM 投加量為300 mg/L。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表8。

表8 PAC 不同投加量處理化學(xué)清洗廢液實(shí)驗(yàn)結(jié)果

由表8 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出，隨著PAC 投加量的增加，有機(jī)清洗廢液中懸浮物含量逐漸降低，3 號(hào)實(shí)驗(yàn)可以達(dá)到技術(shù)指標(biāo)要求的懸浮物＜500 mg/L，后續(xù)實(shí)驗(yàn)以PAC 2 000 mg/L 作為投加量。

3.2.3 PAM 投加量對(duì)有機(jī)化學(xué)清洗廢液處理效果的影響

實(shí)驗(yàn)參數(shù)為實(shí)驗(yàn)溫度60 ℃，pH 調(diào)節(jié)劑投加量為1 000 mg/L，PAC 投加量為2 000 mg/L。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表9。

表9 PAM 不同投加量處理化學(xué)清洗廢液實(shí)驗(yàn)結(jié)果

由表9 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出，隨著PAM 投加量的增加，有機(jī)清洗廢液中懸浮物含量略有降低，4 號(hào)實(shí)驗(yàn)可以達(dá)到技術(shù)指標(biāo)要求的懸浮物＜500 mg/L，因此后續(xù)實(shí)驗(yàn)PAM 投加量選擇100 mg/L 進(jìn)行。

4 結(jié)論

通過(guò)含油污泥化學(xué)深度清洗實(shí)驗(yàn)，確定出最佳工藝參數(shù)為：

（1）無(wú)機(jī)清洗廢液：pH 調(diào)節(jié)劑13 500 mg/L、PAC 1 400 mg/L 及PM8 型PAM 100 mg/L、實(shí)驗(yàn)溫度80 ℃；

（2）有機(jī)清洗廢液：PAC 2 000 mg/L、PM8 型PAM 300 mg/L、YJ－I 500 mg/L、實(shí)驗(yàn)溫度60 ℃。