苏北油田含油污泥处理技术研究与应用

文 _ 蒙美进 李慧 华东石油局试采大队

苏北油田含油污泥处理技术研究与应用

文 _ 蒙美进 李慧 华东石油局试采大队

含油污泥是油田开发生产的主要污染源之一，也是影响油田环境一大难题。其中主要包括含油污水处理后的含油污泥、油田生产联合站原油储罐的清罐含油污泥及油田生产作业产生的含油固体废物。其中含油苯系物、酚类、蒽等毒性物质，具有恶臭气味，同时含有一定量的原油，如直接外排，有毒物质会污染水、土壤和空气，恶化生态环境。

根据《国家危险废物名录》规定，含油污泥属于危险废物（编号HW08）。因此寻找一种经济有效地油田含油污泥处理及利用技术，实现油田含油污泥无害化处理是十分必要的。

表1 含油污泥处理技术对比

1 含油污泥处理技术

油田含油污泥的处理方法主要有溶剂萃取法、离心分离法、热处理、生物处理法和固化焚烧法等方法。通过对这几种含油污泥处理技术的对比分析（表1），其中，焚烧技术较成熟、减容率高、无害化比较彻底，结合苏北油田生产实际情况，选择焚烧技术实现含油污泥的无害化处理及资源化利用效果最佳。

2 固化焚烧法处理含油污泥的工艺技术研究

2.1 含油污泥原样技术指标分析

对取自苏北油田不同地点的含油污泥进行物理性质、主要组分和发热量测定。

（1）岩相构成

表2列出某联合站的岩相构成分析结果，分析方法为X射线衍射分析法。

岩相分析结果表明，泥沙中的主要岩相组分为CaCO3，有利于固硫。

（2）物理性质

物理性质测定结果列于表3中。

表2 含油污泥XDR岩相分析结果

表3 含油污泥原样物理性质测定结果

表4 含油污泥原样组成测定结果

表5 堆积场含油污泥原样弹筒发热量测定结果

（3）含油污泥含油率和含水率

表4列出含油污泥原样含油率和含水率的测定结果。

（4）含油污泥固化发热量分析

含油污泥是一种密度稍大于水、粘度较大的粘稠状黑色半流体，极富粘附性。含油污泥的含水率和含油率随来源和存放时间不同而有很大差别，表5中列出的几种含油污泥原样的含水率10%～90%，含油率5%～55%（干重）；发热量随油泥砂含油率而变，1kg原油的发热量理论值为40000kJ（9700kcal），若含油污泥含10%的原油，则1kg含油污泥的发热量约为4000kJ（1000kcal）。

2.2 含油污泥固化物技术指标分析

通过调节固化剂配比和操作条件，利用含油污泥可生产出不同粒度的固化物产品。

（1）固化物含油率和含水率

对部分含油污泥固化物取样测定含水、含油率，测定结果见表6。

（2）发热量

对部分固化物发热量进行了检测，检测结果见表7。

表中列出的固化物的发热量6000～9000kJ/kg，平均折合为7366.25kCal/kg，若煤的低位发热量以5000 kCal/kg计，则含油污泥固化物的发热量约为同等重量煤的发热量的1/3。

3 含油污泥焚烧试验

在室内试验的基础上，进行苏北油田某联合站的燃煤锅炉工业规模的焚烧试验，锅炉型号为小型热水蒸汽锅炉，炉排为链条式，额定蒸发量为2t/h，额定蒸汽压力＜1.27MPa。

将从联合站内储油罐清罐清出的含油污泥，堆放1周脱水后，取1300kg与煤、助燃剂用固化设备进行混合固化，污泥比例设为10%，然后分批次运送至锅炉中进行焚烧，对加入油泥和不加入油泥时的锅炉烟气及煤渣进行检测，检测结果见表8。

由表8可见，加入含油污泥与煤、阻燃剂一起燃烧，其中多种物质基本能燃烧完全，锅炉的烟气及炉渣中有害物质的含量均小于国家规定的排放标准。

对含油污泥固化处理后按一定比例与煤、阻燃剂进行混合，作为燃煤锅炉燃料，同时燃烧后粉煤灰可以铺路、制砖、绿化或经过处理用作油水井调剖剂的原料，有效地解决了含油污泥的出路问题，杜绝了对周边环境的污染，实现了含油污泥的无害化处理。

表6 含油污泥固化物组成取样测定结果

表7 固化物弹筒发热量测定结果

表8 固化油泥焚烧时锅炉有害物质排放检测结果

4 处理工艺技术

2009年采油厂申报含油污泥处理技术方案，2010年初建设完成年处理量1万t规模的含油污泥固化处理站并投入运行。

（1）含油污泥处理工艺流程见图1。

（2）工艺流程

清池清罐污泥装车运至清罐油泥池，井场油泥装车运至井场油泥池。清罐油泥池内含油污泥经油泥螺旋输送提升机提升至固化混合系统，井场油泥池内含油污泥经铲车转运至固化混合系统，固化、助燃剂经粉体螺旋输送提升机提升至固化混合系统，含油污泥与固化、助燃剂在固化混合系统内充分搅拌混合后形成含油污泥固化物，含油污泥固化物在堆放场风干后（一般约5～10d）经造粒传送皮带系统送入造仿煤机，制成仿煤燃料，仿煤燃料装车外运至用户。

清罐油泥池及井场油泥池内油水溢流至油水回收池，经污水提升泵提升至陶思庄钻井作业废液处理站内污水池进行处理。

含油污泥堆积一段时间后，如遇到雨水季节，含油污泥存贮池中会蓄积部分雨水，但由于含油污泥沉积在池底部，而新进入的雨水，存在于油泥池的上部，不会发生混溶现象，所以池中含油污泥的含水量不会升高。在对含油污泥进行固化处理前，先要将含油污泥池上部的游离水（雨水和含油污泥渗出水）用移动式油水泵通过溢流孔打入油水池，所以雨水季节不会对含油污泥的处理造成影响。

5 技术应用与效果评价

建设配套的处理设施和设备，优化工艺流程。采用专用设备用固化剂对含油污泥进行固化，固化后为棕黑色粉末和细小颗粒的混合物，与锅炉燃煤湿合后，用于锅炉燃烧，按照燃烧指标，一般燃煤锅炉燃烧发热量为4000～6000kcal，含油污泥含油量一般在20%～40%，按发热量1000kcal计算，固化后发热量可达4625kcal，满足了锅炉对燃料发热量的要求，燃烧后的废渣送砖瓦厂做建材原料，对环境没有任何影响；根据二噁英在705℃以下相当稳定，高于此温度即开始分解的特性，层燃链条炉排燃烧充分，炉膛温度在800℃以上，烟尘再经过燃煤锅炉湿式除尘器处理，满足排放标准要求。

该处理站建成至今，已累计处理1万t含油污泥，给各油气集输站燃煤锅炉获得共1000多万大卡的热量，折合发热量5000kcal的燃煤2000多吨，每吨煤按300元计算，共节约能源费用60多万元，取得了良好的经济效益和环境效益。

6 结论语

（1）根据含油污泥处理工艺技术研究，优选工艺、优化设备设施配置，结合现场生产实际，充分考虑环境条件、经济因素和技术要求，成功解决了苏北油田油气开采过程中产生的含油污泥环保污染问题，同时充分利用了含油污泥的能量，变废为宝，取得了良好的社会效益。

（2）含油污泥中含油量较多的原因，一定的温度下具有很强的渗流的特殊性，以及固化助燃剂助燃，成功应用在现有的各油气集输站的各种锅炉中焚烧，满足锅炉燃料的要求。

（3）该固化焚烧处理技术的成功应用，为含油污泥的无害化、资源化、减量化寻找到了一种综合利用的方法，既有效利用了能源，又解决了含油污泥外排的问题，减少了环境污染。