含油污泥的综合治理

徐田阳，韩东敏，齐绪宽，王双双，聂燕飞，武启超

(中国石油大学胜利学院 应用化学系，山东 东营 257000)

含油污泥的综合治理

徐田阳，韩东敏，齐绪宽，王双双，聂燕飞，武启超

(中国石油大学胜利学院 应用化学系，山东 东营 257000)

在原油开采、储运及加工过程中会产生大量的含油污泥。含油污泥若得不到妥善处理，不仅会直接污染土壤危害健康，而且也是对石油资源的巨大浪费。本文综述了目前含油污泥的来源以及不同的处理方法，并比较了各种方法的优缺点。通过比较，萃取法被认为是一种比较有发展前景的处理方法。

含油污泥；萃取法；资源化油泥处理；溶剂萃取

石油是社会发展中不可缺少的资源，与每个人的生活息息相关，但在石油开采和加工过程中不可避免的产生含油污泥。含油污泥是指原油混入泥土污泥土杂质，其中油份不能直接回收而且可能污染环境的多种形态的混合物，在含油污泥中一般含油率约10%～50%,含水率约40%～90%[1]。据统计，我国的石油化工行业平均每年约生产80万吨的含油污泥，而且炼厂的规模越大，含油污泥的排放量越大。含油污泥成分非常复杂，含有大量的老化原油，固体悬浮物，以及细菌质等固体废物，其中原油是主要的成分。另外含油污泥中往往含有苯系物、酚类等物质[2]，如果含油污泥得不到妥善处理，将造成资源的巨大浪费同时也会对环境造成不可挽救的破坏。因此，采用合适的处理方法对含油污泥进行资源化处理，不仅可以减少环境污染，而且还能达到资源再利用的目的。

1 含油污泥的来源

1.1 开采原油产生的含油污泥

在原油开采的过程中，在原油处理系统中因加入大量的净水处理剂产生絮状体，与此同时管道的锈蚀或腐蚀产生的沉淀物都会形成含油污泥。在原油采集过程中产生的含油污泥往往具有脱水难、颗粒细、黏度大等特点。

1.2 原油运输过程中产生的油泥

原油在运输过程中会产生含油污泥，其主要来源于接转站的油罐、污水罐、隔油池的底层污泥 、烯烃加工厂、炼油厂的含油水处理设施中。此类含油污泥的成分非常复杂，包含大量的原油、沥青质、胶体及固体悬浮物、腐蚀产物等杂质，随着量积累慢慢的沉积到管道，罐体的底部形成大量的含油污泥。

1.3 炼化污水处理厂产生的油泥

炼油厂污水处理厂的含油污泥主要来源于隔油池底泥、浮选池浮渣、原油罐底泥等，俗称“三泥”[3]，其中，隔油池的底层污泥是含油污泥的主要形式。这些含油污泥组成各异，通常含油率在10%～50%之间，含水率在40%～90%之间，同时伴有一定量的固体。炼油厂中污水处理通常情况下是通过隔油、曝气、浮选的方法将石油类物质从水相中分离出来的，其中在隔油池的底部会形成高黏度的含油污泥。

1.4 罐区产生的含油污泥

在油品储存存放的过程中，储油罐中的油品里含有的少量杂质，因各组分的密度不同会发生沉降作用于是在油罐底部产生含油污泥。其中油库和加油站存储的多为成品油，比如汽油和柴油，大多数油库、加油站迫于工作量和安全需要，常年不清理储油罐，油罐内含油污泥可达几十厘米，进而产生一定量的含油污泥[4]。

2 含油污泥的危害

含油污泥因其体积庞大，并含有大量的有毒物质，直接进行排放会占用大面积的耕地，还会伴有非常难闻的气味，会对附近的土壤，水体、空气造成严重的污染。当含油污泥中的石油等烃类物质渗入土壤后，会在土壤颗粒表面黏着，直接影响土壤的通透性，从而造成土壤导水通路的阻塞，进而造成土壤渗水量的下降，透水性的降低，最终使土壤的性质发生改变，直接威胁到土壤中的微生物生存。植物的组织内部能够被含油污泥中的低分子烃类物质渗透，从而破坏植物的正常生理机制；而含油污泥中的高分子烃类会很容易在植株表面形成一层粘性膜，将直接阻塞植株的气孔，植株的水吸收作用以及呼吸和光合作用都会受到严重的影响，最终会造成植物根系的腐烂，植被的破坏将会引起生态系统中食物链的破裂，会导致生态系统中最初级生产者失去制造有机物和氧气的能力，人类以及其他生物的生存将受到威胁。含油污泥也会直接作用于人类，其中含有的硫化物，苯类，酚类等有害物质具有致癌、致畸、致突变的作用，严重危害人们的身体健康。

3 国内外处理含油污泥的方法

3.1 减量化处理

含油污泥减量化处理方法主要包括污泥脱水、焚烧、干化等。

含油污泥最简单方便的减量化处理技术是污泥脱水，一开始是为了方便运输而去通过脱水处理，主要是采用机械分离的方法来减少污泥含水量。 含油污泥中粒子之间的密切接触可以防止粒子的沉降，产生一定的压缩及过滤阻力迫使含油污泥脱水。近年来污泥过滤应用最广泛的仪器主要是板式压滤机和离心机。其中三相离心机的应用在逐年提高，同时研究还发现，在分离过程中加入一定量的破乳剂会起到较好的效果，过滤废弃物也可以达到环保要求。

焚烧是污泥处理较为彻底的方法，焚烧具有迅速实现减量化和无菌的目的。当前通过焚烧的方法可以达到产能的目的，通过焚烧产生的热量可以加以利用，焚烧后的残渣可以用来制造建筑材料，但是焚烧产生的大量的有毒有害气体使得焚烧处理含油污泥的方法成为争论的焦点。

污泥干化简单的讲就是通过日光照射蒸发掉含油污泥中存留的水分，这种方法具有投资少、操作简单的优点。但这种处理方法也有很多的缺点，包括它会占用非常大面积的土地，以及工作环境的不确定性和会造成干化场地卫生质量下降，如果含油污泥的黏度过大，需要加入大量的化学试剂，这样会造成费用增加；污泥填埋经过多年发展技术已经成熟，但是污泥填埋需要认识到对环境长期危害，填埋含油污泥只是减缓了环境污染产生的时间，地下水可能会因污泥中的有害成分渗漏被污染，填埋场周围的空气也会被有毒气体污染，通过这些可以说明污泥填埋处理不是可以长期依靠的方法。

3.2 资源化处理

资源化处理方法有溶剂萃取法、微乳液法、焦化法以及作为油田调剖剂等。

含油污泥的萃取主要是指液固萃取，其原理与溶剂萃取相似，是根据相似相溶原理来选择合适的萃取剂对所需的物质进行萃取，这里所需的成分主要是指油泥中的油分，而萃取后的萃取液可以通过蒸馏来循环使用，已达到资源化处理的目的。含油污泥沉降处理后，将污泥中的固体杂质分离出来，将油和水的流体装入萃取装置，将油分萃取出来进行下一步处理用作燃料用油，萃取后的污泥可用作煤固体燃料。通过上边的污泥萃取可以实现原油回收利用。在1987年英国石油公司阿兰斯炼油厂含油污泥溶剂萃取工艺得到工业化应用成功。流程是：通过机械分离，去除大部分油泥油泥和水。处理后的油泥再采取不同的萃取剂进行循环处理，其中第一循环用轻烃溶剂对含油污泥进行萃取处理；第二环与重溶剂去除多环芳烃；第三回收轻烃除去溶剂残留的第二环。在固定期间固定剂后要提取泥饼浆，减少含油污泥中的金属浸出即可，最后将处理后的液体在压滤机中脱水，得到污泥后进行填埋处理。这种工艺方法可以达到废物环保排放，但是能耗较高。中国石油大学的李美容教授通过化学破乳，溶剂萃取以及机械分离相结合的技术处理的含有污泥脱油率较高。而李慧敏教授采用的热洗+助溶剂萃取的处理工艺，能够使油泥中的含油量降到0.3%之下，完全可以满足国家排放标准，其具有降低环境污染能耗低，操作简单方便等优点[5]。萃取法具有很多优点，但是萃取剂价格较高，这造成高效萃取溶剂的发展成为萃取法处理油泥的瓶颈；为了弥补萃取法的缺点，提高萃取效果，近年来出现了微乳液萃取、萃取法与冻融法相结合的工艺等。Hu等采用采用溶剂萃取与冻融结合的方法处理含油污泥，发现冻融方法的应用可使甲乙酮和乙酸乙酯的原油回收率从40%提高到60%[6]，微乳是一种外观分散体系。微乳液在含油污泥回收油分的过程中具有十分重要的环保意义，微乳液可以降低含油污泥的黏度，提高含油污泥的流动性，进而提高含油污泥的回收效率从而可以达到环境保护的要求。

焦化法主要是对污泥中油份的深度热解来处理含油污泥的，这是一个烃类物质的热转化过程。这种方法回收率高，处理彻底，但是反应器成本高，能耗高，一般情况下大型的油田、炼厂清罐时才可能满足要求；油田调剖技术，这种方法是通过添加适量的添加剂使含油污泥中的水、沙和油提高其悬浮的时间，最终得到乳状液。从而达到改善注水效果的目的。近年来，各大油田在注水井调剖的实验中将含油污泥大量应用其中，并取得了一定的成就达到了增油的目的。

4 含油污泥的萃取法处理意义

萃取法对当前社会发展具有十分重要的现实意义。其主要的原理是利用“相似相容”的原理，利用萃取剂将含油污泥中的原油进行萃取利用。萃取法处理彻底，回收率高等显著的优点，其关键意义是耗能较低，这可以节省大量的处理成本，使的油泥处理具有更大的经济可操作性。而萃取后的萃取液可以通过蒸馏的方法进行循环利用，进而降低处理的成本，具有较高的经济效益。目前国内外通常采用常见的石脑油等工业产品或者较宽沸程的组合性溶剂作为萃取剂，这些溶剂的萃取效果不尽相同，因此研发一种绿色环保、经济可行的萃取剂具有十分重要的现实意义。

5 结语

当前含油污泥的处理已经成为困扰我国环境保护和石油工业健康发展的难题，这与我们的日常生活此息息相关，因此去选择合适的方法来处理含油污泥所造成的污染是迫在眉急的事情。含油的污泥脱水、含油污泥的干化、含油污泥的焚烧、含油污泥的填埋等减量化处理和对含油污泥进行溶剂萃取等多种资源化处理的方法对处理困扰我国环境保护和石油工业健康发展的难题具有重要意义。随着社会的发展，环境保护的要求不断提高以及含油污泥处理研究技术的不断深入，资源化处理会成为今后发展的重点，而资源化处理是最具有显著优点的，其耗能低、可循环性、处理彻底等特点将决定了其在工业化发展道路上重要的地位。因此对含油污泥进行萃取法研究具有十分重要的意义。

[1] 王 丹.油田含油污泥处理技术研究[D].大庆:东北石油大学，2011.

[2] 杨 岳,李常青,巫树锋,等.炼油业含油污泥的资源化干化-萃取组合处理研究[J].石化技术与应用,2012,30(1):74-77.

[3] 何 浩，王爱军，张志庆，等.新疆油田含油污泥的特性研究[J].油气田环境保护,2009,19(3):31-32.

[4] 贾贤补,周利坤,任卫国.新型含油污泥处理技术的分析与探索[J].山西科技,2012(1):62-63.

[5] 李 琛,李浩飞.含油污泥资源化利用研究现状[J].炼油与化工,2011(2):4-6.

[6] Hu G,Li J,Hou H.Acombination of solvent extraction and freeze thaw for oil recovery from petroleum refinery wastewater treatment pond sludge[J].Journal of Hazardous Materials,2015,283:832-840.

(本文文献格式：徐田阳，韩东敏，齐绪宽，等.含油污泥的综合治理[J].山东化工,2017,46(5):141-142,146.)

Comprehensive Treatment of Oily Sludge

XuTianyang,HanDongmin,QiXukuan,WangSuangshuang,NieYanfei,WuQichao

(Shengli College,China University of Petroleum,Domgying 257000,China)

A large amount of oily sludge will be produced in the process of crude oil extraction, storage and transportation. Oily sludge, if not properly handled, will not only directly endanger the health of the soil pollution, but also a huge waste of oil resources. In this paper, the sources and different treatment methods of oily sludge are summarized, and the advantages and disadvantages of various methods are compared. By comparison, the extraction method is considered to be a promising treatment method.

oily sludge;extraction method;the resources of sludge treatment;solvent extraction

2017-01-25

中国石油大学胜利学院教学科研处资助项目(20141004)；国家级大学生创新创业训练计划(201513386011)

徐田阳(1992—)，男，山东淄博人，学生；通讯作者：韩东敏，女，山东东营人，讲师，硕士学位，主要从事工业催化研究。

X703

A

1008-021X(2017)05-0141-02