浅谈油泥砂处理系统及工艺选择

2017-03-09沈立军

环球市场 2017年8期

关键词：油泥有机溶剂含油

沈立军

中石化绿源地热能开发有限公司山东分公司

浅谈油泥砂处理系统及工艺选择

沈立军

中石化绿源地热能开发有限公司山东分公司

在油田开采及含油污水处理过程中产生产生大量油泥砂，现已被国家列为危险废物。因此，开展油泥砂无害化处置技术研究是目前油田环保工作的一项重要任务。本文对油泥砂的基本性质进行了概括。本着绿源环保、经济高效的理念，综合研究表明固化焚烧法处置油泥砂具有彻底无害化、综合利用能源、投资少、成本低、节省巨额排污费等优点，具有一定的环境效益和社会效益，有利于油田企业的持续健康发展。

油泥砂；处理系统；工艺选择

1 油泥沙的组成和性质

含油污泥砂的组成非常复杂，由水包油、油包水及悬浮固体杂质等，是一种性质极其稳定的体系，并含有大量老化原油、沥青质、蜡质、胶体、固体悬浮物、盐类、腐蚀产物、细菌等，同时包含生产过程中投加的凝聚剂、缓蚀剂、阻垢剂等水处理剂。通过对新鲜油泥以及经过多年堆放的油泥分析表明在污水处理过程中产生的新鲜油泥含油量在333000～450400mg/kg之间，经过长期堆放后油泥中部分组分被降解，油泥含油量在86000～127200mg/kg之间。通过对油泥中油成分进行柱层析分析，发现油泥中的油组分主要为饱和烃和芳香烃，胶质和沥青含量较少。

油泥中的多环芳烃具有较高的生物毒性。根据对某地油泥堆放场的调查结果，污染场地内16种PAHs的检出率为100%，w(PAHs)平均值为7770.7ng/g，周边土壤的16种多环芳烃的检出率为58.3%～100%，二苯并等检出率相对较低，w(PAHs)平均值2038.8ng/ g。从母体PAHs与污染物来源的关系和单组分比值可以看出，污染场地内及周边土壤的污染源是石油源和燃烧源的混合源。

2 油泥砂的特点

油泥砂为油井产出液中含有的大量泥砂在油气集输、污水处理系统大罐罐底沉积而成，其中颗粒直径≥74μm的为油砂，＜74μm的为油泥，油泥砂具有以下特点：

1)其成分随地质条件、生产工艺的不同而异，还和污水水质、处理工艺、加入药剂的种类、排污方式及管理水平等有直接的关系，含水率、含盐较高。

2)成分复杂，处理难度大。在采油过程中，特别是在三次采油过程中，大量使用各种化学剂，增加了含油污泥的处理难度。

3)有害成分多数超过排放标准。大部分含油污泥中存在的砷、汞、盐类等有害物质超过排放标准，直接排放会造成严重的环境污染。

4)含有较高可利用的热值。含油污泥中的污油和可燃物质含量较高，污水处理系统中的污泥含油为2%-10%，原油处理压力容器和大罐排除的污泥中含油为25%-40%。

3 油泥砂的危害

3.1 环境危害

油泥砂的环境危害主要是由它所含有的有害有机组分和重金属组分产生的。油泥砂中含有的烃类物质，特别是一些对生态环境毒害较大的芳烃类物质，可挥发进入大气，造成空气污染。油泥砂在气温较高时挥发释放出烃类物质特殊臭味，这种臭味既影响工作环境，又影响人体健康。排放或堆放在地面中的油泥砂中的微量有害重金属及某些有机物可通过所含污水的渗出或经雨水淋漓进入土壤和地下水，对土壤和地下水造成污染。

3.2 影响生产

含油泥沙的存在使回注水中悬浮物的含量严重超标，可堵塞地层，导致油层吸水能力严重下降，注水压力不断升高。大颗粒泥沙沉积在污水净化罐、油水分离罐、污水池中，不断的沉积缩短清罐周期，影响生产正常进行。

3.3 当地环境保护部门的要求

当地环保部门近几年来加大了环境监管力度，要求在公司建设危险废物处理场，严格执行国家环保政策法规。

3.4 减少排污费用的需要

根据排污费征收使用办法，油泥砂属于危险废物，如果不能对其进行有效处理，将每吨征收1000元的排污费，并进行处罚，且并不免除治理责任。为了彻底根治油泥砂的污染问题，保护环境，促进油田企业可持续发展，对油泥砂进行合适的处理和处置就非常紧迫和必要。

4 油泥砂处理工艺选择

目前，综合国内外公开的文献资料，含油污泥的处理主要有以下几种方法：溶剂萃取法、离心分离法、生物处理法和固化焚烧法等方法。

4.1 溶剂萃取法

溶剂萃取法应用汽油或其他有机溶剂对含油污泥反复进行冲洗，直到冲洗污泥达到规定标准，然后将污泥和有机溶剂进行分离。将含有原油的有机溶剂进行加热蒸馏，回收有机溶剂重新利用。该方法的特点是能够实现含油污泥中大部分原油的回收，具有很高的原油回收率，清洗过程也比较简单，清洗后的污泥的含油量能够达到规定的标准。但是汽油或其他有机溶剂具有挥发性，有的甚至具有毒性，在操作上具有一定的危险性，另外在溶剂的回收利用过程中需要消耗大量的热能和较为复杂的蒸馏回收设备，操作复杂，成本非常高。

4.2 离心分离法

固液分离法应用固体和液体以及液体之间的密度的差异，或借助机械离心力的作用，投加合适的药剂，使固相的泥砂和液相的水、原油实现分离。国外采用的分离技术主要有固液两相分离技术和固/液/液三相离心分离技术。离心分离技术是目前国外工业化应用较为广泛采用的含油污泥的处理方法。该方法的特点是可以回收大多数的碳氢化合物，并且通过集装箱式的设备组合安装实现移动作业，另外还可以与国外较为盛行的自动化清罐技术匹配使用，处理工程简单。该项技术的难点是复杂的机械装置和工艺，设备投资大，处理效果控制难度大。

4.3 生物处理法

生物处理法是利用自然界或人工筛选的微生物，利用微生物的代谢活动，分散剥离或者降解污泥中的原油，从而实现含油污泥的处理。根据调研的情况，生物处理法主要包括：直接生物处理和生物修复等两个方面。一般处理过程先是通过一定的前处理工艺(有的采用加入有机溶剂进行萃取，有的加入表面活性剂分离原油)，回收大部分原油，然后用生物法处理污泥。生物处理较为简单，处理效果理想，处理和操作成本较低。但处理时间较长，受温度、水分等外部环境影响较大。

4.4 固化焚烧法

在油泥中加入合适的固化剂和助燃剂，将其转化为仿煤燃料，然后按比例掺入煤中，用作燃煤锅炉的燃料，既能够有效地回收油泥中的含油类物质的热值，又能无害化处理油泥，该方法简便易行，经济实用。

综合以上对比分析，固化焚烧法是目前处置油泥砂的最佳方法，具有很好的应用前景。