油田含油污泥处理技术研究进展

2015-10-21秦金霞

当代化工 2015年7期

关键词：污泥油田

秦金霞

摘要：含油污泥处理是目前油田亟待解決的问题之一。介绍了国内外含油污泥处理技术的研究进展，主要处理技术有溶剂萃取处理技术、焚烧处理技术、热解处理技术、生物处理技术、调剖处理技术等，并介绍了国内部分油田的含油污泥处理工艺。

关键词：含油污泥；溶剂萃取；焚烧；生物处理

中图分类号：TE 991 文献标识码： A 文章编号： 1671-0460（2015）07-1715-03

Research Progress of Oily Sludge Treatment Technologies

QIN Jin-xia

（Engineering Technology Research Institute of Xinjiang Oilfield Company， Xinjiang Karamay 834000，China）

Abstract： The treatment of oily sludge has become an urgent subject of the oil field. In this paper， research progress of oily sludge treatment technologies was introducd， such as solvent extraction treatment technology， incineration treatment technology， pyrolysis treatment technology， biological treatment technology， profile treatment technology. At last， some oily sludge treatment processes used in domestic oil fields were discussed.

Key words： oil sludge； solvent extraction； incineration treatment； biological treatment

在油田污水处理过程中，尤其是稠油污水处理及复合驱污水处理，会产生大量的含油污泥。含油污泥露天堆积、存放，对生态环境和人类健康造成危害，并存在诱发燃烧等安全隐患[1]。同时，在生产高峰期时，因没有相应的设施及设备处置含油污泥，经常出现含油污泥不能及时拉运而影响正常生产的情况。因此，实现含油污泥资源化、无害化处理成为石油工业亟待解决的课题之一。

1 含油污泥处理技术现状

1.1 含油污泥处理来源

含油污泥主要来源有三种：（1）原油开采过程中产生的落地油泥，在开采时部分原油放喷或被油管携带至地面，渗入土壤形成；（2）原油生产、处理过程中产生的罐底油泥，由接转站、联合站的各种油罐、沉降罐、脱水罐等产生；（3）炼油厂污水处理站产生的污泥，由隔油池、反应罐、浮选单元等产生，这类污泥含水量高，并携带有油、悬浮物、各种化学试剂[2]。

1.2 含油污泥主要特点

含油污泥的成分较为复杂，其中含有大量的原油、固体悬浮物、盐类、细菌等，还有开采及水处理过程中加入的聚合物、破乳剂、净水剂、絮凝剂等大量水处理剂。含油污泥是一种较为稳定的悬浮乳状液体系[3]，其比阻是一般污泥的约40倍，可压缩性系数大约20倍，属于难过滤污泥[4]，同时其中的固体颗粒呈絮凝状，粒径较小，含水率高，体积庞大，所以很难实现固液分离[5]。

1.3 含油污泥主要处理技术现状

国外如加拿大MG工程公司采用的是机械脱水工艺，配套有自己专有药剂；荷兰吉福斯公司采用的是调质-机械脱水-生物处理技术；德国HILLER公司采用的是调质-机械脱水-电化学工艺；新加坡的CLEANSEAS公司采用了机械脱水+美国ADTU热解吸工艺；法国、德国的石化企业多采用焚烧的方式[6]。目前，国内外含油污泥的处理技术主要有：

（1）溶剂萃取处理技术

溶剂萃取处理技术的原理即“相似相溶”原理。这种技术是用有机溶剂萃取含油污泥中的石油类物质，达到处理油泥的目的。车承丹[7]使用氯仿和石油醚萃取含油污泥中的石油类物质，除油率达到90%以上；将多级萃取与其他工艺结合处理含油污泥，处理效果更为有效，如“化学破乳-多级萃取-机械分离”等。

溶剂萃取处理技术尚处于试验阶段，其优点是能够有效地分离回收含油污泥中的石油类物质，但是成本高昂；研发高效低廉的萃取剂是此种技术应用于实际的关键。

（2）焚烧处理技术

焚烧处理技术是将含油污泥脱水、固化后，按一定质量比例与原散煤混合焚烧，产生的热量可以用于油区供热等，焚烧后的灰渣可以用于矿区铺路，达到含油污泥的资源最大化利用。

目前美国、德国、法国的石化企业多使用旋转炉或流化床焚烧炉来处理含油污泥，焚烧产生的热能可用于发电、供热等，焚烧后的灰渣可用于修路或埋入灰渣填埋场[8]。王东[9]等以辽河油田含油污泥进行了焚烧技术研究，确定了含油污泥与散煤的混合比例、燃烧的热效率、燃烧污染物含量，试验表明辽河油田含油污泥混合焚烧处理方式可行。但是焚烧法处理含油污泥需要助燃燃料，存在粉尘、SO2污染。

（3）热解处理技术

含油污泥热解处理技术是将热分解和蒸馏在隔氧高温的状态下溶为一体，将污泥转变为固、液、气三相，固相主要为残炭与无机矿物质，液相以水、常温燃油为主，气相为二氧化碳、甲烷等[10]。

热解技术处理含油污泥可以有效分离油与泥砂，回收油类及可燃气体，回收率高、适应性强、二次污染少。但该技术目前还处于试验阶段，工艺尚未成熟，工艺、设备要求都较高。

（4）生物处理技术

含油污泥的生物處理技术是通过微生物降解处理污泥中的石油烃类，主要分为生物地耕法、生物强化法和生物浮选法。

地耕法是利用土壤中的微生物对含油污泥中进行降解处理。可将含油污泥与处理厂的土壤充分混合，并投加营养物质，同时调节土壤的湿度和PH值，然后利用土壤中的微生物对含油污泥进行降解处理[11]。

生物强化法是将微生物菌剂投加到含油污泥中，达到降解处理含油污泥的目的。Gallego等[12]研究筛选出了4中微生物菌剂，该菌剂对直链烷烃的降解率为44%，环烷烃的降解率为85%，芳香族或者硫化芳香族为31%～55%。

国内学者李大平等[13]提出了生物浮选法，该法利用微生物产气和表面张力改变的生物浮选除去含油污泥中的大部分油并回收。该法目前处于试验阶段，最佳运行条件下，除油率达95%以上，但工艺复杂且成本高。生物处理法条件复杂，周期长，易造成土壤及水污染。

（5）调剖处理技术

含油污泥来源于地层，与地层有良好的配伍性，且具有较好的抗盐性和耐剪切等特性。目前发展的含油污泥调剖剂可分为5种体系：含油污泥乳化悬浮体系、含油污泥固化体系、凝胶颗粒型含油污泥体系、有机凝胶型含油污泥体系及含油污泥聚合物溶液体系[14]。

顾燕凌等[15]针对长庆陇东油田悦29区，采用60%～75%含油污泥堵剂+15%～25%凝胶堵剂+10%～15%高浓度凝胶堵剂的段塞组合，进行了4井次试验，工艺成功率达100%。共有油井14口，见效6口井，日产油增加8.12 t。尚朝辉等[16]采用树脂型固化剂SD或SG，研制出的含油污泥调剖剂固化时间4h以上，适应稳定60～90 ℃，在老河口油田应用15井次，对应油井见效率达92%，调剖剂吨成本降低30%。2007年以来，大庆油田[17-19]研制了含油污泥聚合物体系，该体系中聚合物质量分数0.08%～0.14%，污泥质量分数1%～6%，采用污水配液，在北4-8丙水56井注入调剖剂6 526 m3，处理含油污泥267.2 t，注水井吸水剖面明显改善，累计增油1 135.2 t，调剖效果显著。

含油污泥调剖处理技术在国内各油田有一定应用，在配伍性好的地层适用。

2 国内各油田含油污泥处理现状

2.1 大庆油田含油污泥处理

大庆油田针对其含油污泥含油30%，含水40%，含固体废物30%的特点开发了热化学清洗工艺，辅以高效离心分离方式，形成了预处理-调质-离心处理工艺。使用该工艺处理后，污泥含水降至70%以下，含油降至2%以下，可用于铺垫井场或通井路。

大庆油田依靠此技术建成了“北一区含油污泥处理站”、“杏V-Ⅱ含油污泥处理站”、“宋芳屯油田含油污泥处理站”，污泥处理规模达40 m3/h[20]。

2.2 中原油田含油污泥处理

中原油田对含油污泥分别做了污泥减量化技术和污泥无害化技术研究。

减量化技术包括预氧化降污泥技术和复合碱污泥回用技术。预氧化降污泥技术采用的是在处理流程首端投加ClO2，该氧化剂兼起除铁、杀菌、混凝沉降作用。应用表明，系统pH值由8.5降7.5，调整系统pH值的石灰投加量由原来的550 mg/L降至250 mg/L，污泥产出量减少60%以上。复合碱污泥回用技术核心是通过投加除铁剂使Fe2+转化为Fe3+，再投加复合碱调整pH，应用表明，与改性技术相比，石灰投加量由原350 mg/L降至150 mg/L，产泥量下降60%左右。

污泥无害化技术是将不经深度处理的污泥投加一定量的调质剂后回注地层。污泥资源化技术包括污泥用作调剖剂和用作烟气脱硫。污泥用作调剖剂污泥消耗量小，处理成本高。污泥用作烟气脱硫还在试验阶段，工艺尚未成熟[21]。

2.3 长庆油田含油污泥处理

长庆安塞油田、姬塬油田对含油污泥处理技术进行了研究。

安塞油田每年产生大量的含油固体废弃物，包括含油污泥、含油彩条布、含油塑料布和污油桶、各类油毛毡、尼龙袋及清洗出的油、蜡等。安塞油田建立了污泥处理站，应用污泥调剖、微生物降解等技术，基本消除了含油污泥；对于其它的含油固体废弃物，采用回转式焚烧炉处理，处理后取得了显著效益，并满足各项环保要求。

姬塬油田含油污泥含水含油较高，采用加水稀释-加热搅拌-加药破乳-混凝沉降-离心处理技术，使的含油污泥中油、泥、水三相分离，有效的降低了含油污泥中的污染物含量[22， 23]。

2.4 江汉油田含油污泥处理

江汉油田为了处理含油污泥，在对含油污泥进行组分分析的基础上，对含油污泥最佳掺煤量、腐蚀性、燃烧值及气体成分进行了测试。研究表明，江汉油田含油污泥高含水、高含盐、高腐蚀、低含油、低燃烧值及江汉地区多雨、空气湿润等原因，焚烧处理技术不适宜[24]。

2.5 吉林油田含油污泥处理

吉林油田在含油污泥处理中使用超热蒸汽喷射技术，实现了含油污泥中油、水与固体三相分离，处理后的油含水率低于0.5%，处理后的粉末灰渣中含油低于0.3%，含水低于10%。因设备本身问题，还需对设备进一步调试、改造[25]。

3 结束语

国外对含油污泥的资源化无害化处理研究较早，已开发了多种处理工艺和设备，并在现场进行了试验和应用。国内这方面的研究起步较晚，但近几年环保意识增强以及法律法规等的更加完善，含油污泥的资源化无害化处理已成为必经之路。同时含油污泥的处理技术有了一定进展，在试验和现场应用都取得一定效果。因此，各油田应根据含油污泥的特点、组成、性质，引进先进处理技术和设备，开发适合自身特点的处理工艺及管理方式，逐步实现含油污泥彻底的资源化、无害化处理。

参考文献：

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