含油污泥的处理方法

2018-03-20起泽华

石油库与加油站 2018年2期

关键词：含油废弃物污泥

起泽华

〔中国石化销售有限公司华南分公司昆明管理处楚雄站云南楚雄 675000〕

含油污泥是石油勘探行业及石油化工行业生产时形成的油泥与油砂，产生量多、重质油成分高、处理难度大、再利用方式少，对周边环境极易造成不利影响，是固体废物处理当中很重要的课题。

1 含油污泥的定义、来源及危害

1.1 含油污泥的定义

含油污泥就是指被丢弃的、含油的固体和泥状物质。含油污泥主要来源于石油生产和消费活动。人们在开发利用石油以及制造石油产品的过程中都会不可避免地产生含油污泥。

1.2 含油污泥的来源

1.3 含油污泥的危害

1.3.1 占用大量土地

目前很多城市根据环保要求，一般将含油污泥按指定地点堆放，无论最后如何处理，在堆放过程中势必造成堆积量越来越大，占地也就越来越多。据估算，每堆积10 O00t废物，约需占地1亩。这些垃圾不仅占用了大量土地，直接影响农业生产、妨碍了城市环境卫生，而且覆盖了大批绿色植物，大面积地破坏了地球表面的植被，破坏了自然环境的优美景观，更重要的是破坏了大自然的生态平衡。

1.3.2 污染土壤

含油污泥在堆置过程中，有害轻质组分容易渗入地面，造成土壤污染。这些具有渗透性的油品大多属于轻质非水相液体（LNAPL），具有易挥发、粘度小、运移速度快等特点。在泄露的情况下首先污染附近土壤，进而渗入地下水系统，对人类的健康造成极大危害。在欧美等发达国家广泛用于轻油污染治理的工程技术有土壤蒸汽抽取（Soil Vapor Extraction）、空气喷射（Air Sparging）、生物通风（Bioventing）等，都具有良好的可操作性，并已取得显著的治理效果。但尽管如此，含油污泥有长期的滞留性和不可稀释性，一旦造成环境污染，往往很难补救恢复。其中，污染成分的迁移转化，如浸出液在土壤中的迁移是一个缓慢的过程，其危害可能在数年至数十年后才能发现。

1.3.3 污染水体

近日（5日），拱北海关下属闸口海关在拱北口岸查获了一名澳门女子携带并身藏4瓶拉图酒庄出产的2004年份葡萄酒入境，企图蒙混过关入境被识破。据了解，该葡萄酒在中国内地单瓶售价5000元以上。目前，该案正由海关缉私部门跟进调查处理。

含油污泥可随天然降水流进河流、湖泊，或以较小颗粒随风飘迁、落入水域，造成地面水的污染；可随渗沥水渗到土中，进入地下水，使地下水受污染；废渣若直接排入河流、湖泊或海洋，危害是不言而喻的。

1.3.4 污染大气

含油污泥在适宜的温度和湿度下，其含有的某些有机物被微生物分解，释放出部分有害气体，从而造成对大气的污染。同时细粒、粉末受到风吹日晒，也会加重大气的粉尘污染。

2 含油污泥处理办法

对于含油污泥的治理与处置，目前常见的主要有填埋、焚烧、固化和化学稳定处理等方法。

2.1 填埋法

填埋法又可分为海洋处置和陆地处置两大类。

海洋处置主要分为海洋倾倒与远洋焚烧两种方法。海洋倾倒是将含油污泥直接投入海洋的一种处置方法。它的根据是：海洋是一个庞大的废弃物接受体，对污染物质能有极大的稀释能力。进行海洋倾倒时，首先要根据《海洋环境保护法》有关法律规定，选择处置场地，然后再根据处置区的海洋学特性、海洋保护水质标准、处置废弃物的种类及倾倒方式进行技术可行性研究和经济分析，最后按照设计的倾倒方案进行投弃。

远洋焚烧，是利用焚烧船将含油污泥在船上进行焚烧的处置方法。废物焚烧后产生的废气通过净化装置与冷凝器后，形成冷凝液排入海中，气体排入大气，残渣倾入海洋。

陆地处置的方法有多种，包括土地填埋、土地耕作、深井灌注等。土地填埋是由传统的堆放和填地处置发展起来的一项处置技术，也是目前处置含油污泥的主要方法。按法律划分又可分为卫生填埋和安全填埋。

卫生土地填埋法是处置一般固体废弃物使之不会对公众健康及安全造成危害的一种处置方法，主要用来处置城市垃圾。通常把运到土地填埋场的废弃物在限定的区域内铺撒成一定厚度的薄层，然后压实以减少废弃物的体积，每层操作之后用土壤覆盖，并压实。压实的废弃物和土壤覆盖层共同构成一个单元。具有同样高度的一系列相互衔接的单元构成一个升层。完整的卫生土地填埋场是由一个或多个升层组成的。在进行卫生填埋场地选择、设计、建造、操作和封场过程中，应该考虑防止浸出液的渗漏、降解气体的释出控制、臭味和病原菌的消除、场地的开发利用等问题。

安全土地填埋法是卫生土地填埋方法的进一步改进，对场地的建造技术要求更为严格。土地填埋场必须设置人造层或天然衬里；最下层的土地填埋物要位于地下水位之上；要采取适当的措施控制和引出地表水；要配备浸出液收集、处理及监测系统，采用覆盖材料或衬里控制可能产生的气体，以防止气体释出；要记录所处置的废弃物的来源、性质和数量，把不相容的废弃物分开处置。含油污泥多选用该种方法。

2.2 焚烧法

为了对固体废弃物进行无害化处理，减少废弃物体积，许多国家对垃圾采用焚烧处理方法。焚烧的原理就是在高温条件下，使氧化有机物分解成小分子，最后变成CO或HO等无机物。氧化必须完全，这是焚烧含油废弃物的基本要求。为了达到这一要求，必须防止可能发生的氧化不完全或合成等反应，以避免和控制不完全燃烧产物和有害气体（如CO、HC、HCl、SO等）造成二次污染。因此对含油废弃物的焚烧，在工艺、设备和运行操作等方面都有严格的要求。焚烧大致分为干燥、燃烧和烧透三个阶段。干燥阶段是通过将烟气送至物料层而形成热辐射和热空气的热交换两个途径，使垃圾得以干燥。在燃烧阶段，绝大部分垃圾要燃尽，因此要使垃圾与足够的空气接触，物料必须充分翻动，以保证其充分燃烧，烧透阶段要使难燃料及焦化残渣完全烧透。这一阶段的必要条件是小风量，对物料层进行深度拨打，废弃物与氧化剂接触良好，具有可靠的燃烧时间，炉壁衬砌可靠，以便有效的保持热量。焚烧产生的热能，可用来生产蒸汽或电能，也可用于供暖或生产需要。根据国外相关研究人员的计算，每5t废弃物可节约1t标准燃料。废弃物焚烧的好处是把炉渣和灰分中的可分解性物质降低到最低限度，焚烧后可减少废弃物体积90% （取决于其灰分的不同而不同），便于土地填埋处理。常见的焚烧炉有开敞式和多室式。前者适用于处理高热量的易分解、易蒸发的废弃物，防止在燃烧过程中发生爆炸。后者（在高温和无氧或极少氧气存在下进行）可较经济地利用热量。对于含油固体废弃物的处理，采用热解法比焚烧法更为有利。因为热解法在密闭条件下进行，很少产生污染问题，处理能力大，燃料可以由本身解决，还可回收油类等产品，费用约为焚烧费用的27%。

2.3 固化和化学稳定处理

固化和化学稳定是指通过物理化学方法将有害含油污泥固定或包容在惰性固化基材中的一种无害化处理过程。

固化处理的目的是使废弃物中所有污染成分呈化学惰性或被包容起来，以便运输、利用或处置。因此，理想的固化产物应具有良好的抗渗透性，良好的机械特性，以及抗浸出性、抗干湿、抗冻融特性。这样的固化产物可直接在安全土地填埋场处置，也可用作建筑的基础材料或道路的路基材料。固化方法可以根据固化基材及固化过程分为六类：水泥固化、石灰固化、热塑性材料固化、有机聚合固化、自胶结固化、玻璃／陶瓷固化。

在我国，固化方法主要用于处理放射性废弃物。用于处理含油固体废弃物尚在研究之中。

2.4 其他方法

（1）调质机械分离技术发展了很多高效高分子凝絮剂，可以极大地改变污泥颗粒构成，破坏其中的胶体稳定性，提升污泥脱水功能，进行机械脱水。脱水设备有板框型压滤机、真空过滤机、带式压滤机、卧式卸料螺旋离心机等。首先加入破乳剂进行搅拌，再进入离心机中，将泥、水、油三相分离。其中泥水比、破乳剂选择、反应温度、搅拌强度是除油的关键。研究发现，存在时间很长的含油污泥，要用聚氧乙烯月桂基醚和十二烷基苯磺酸钠进行复配，制作破乳剂。破油效果最好的其他三个条件是：搅拌时间40 min，搅拌温度70℃，搅拌强度400 r／min，泥水比1∶10。用化学破乳加三相离心分离的办法，污泥中原油的回收率可以超过90%，达到减少排污总量、重复利用、降低成本的目标。

（2）高温处理技术在国外应用范围比较广泛，污泥在无氧条件下，被加热到水沸点与烃物质裂解温度之间。再进入到分离塔中进行闪蒸。闪蒸过程中，水与轻质烃用蒸发再冷凝的办法回收，无机物与重质烃在分离塔中提出。因为处理含油污泥第一步是加热到一定的温度，所以就有了分离回收烃类物质的条件。高温环境中，烃类物质黏度下降，可以提升其在固态无机物里的脱出率。对于矿物油含量很大的污泥，能应用重质矿物油发生焦化反应的优势，在高温条件中让矿物质深度裂解，使之形成化学性质相对比较稳定的多馏分轻质油与石油焦，再回收轻质油。高温处理同普通的离心作用、生物处理、带压过滤等相比，具有以下特点，首先是高温处理设备同其余工艺相似，利用现有设备改造可满足除污要求。再者，高温处理工艺能用凝法回收烃蒸汽，有机组分不会溢到大气中。第三，高温处理工艺工作环境密封，占地面积小，外围污染机率小。

（3）溶剂萃取被广泛应用于除去污泥夹带的油与有机物工作中。方法是用萃取剂把含油污泥进行溶解，经过离心搅拌后，绝大多数有机物都会被分离出来，再用萃取液予以蒸馏，溶剂可以由混合物内分离后循环应用，回收油用来回炼。溶剂萃取通常在室温条件下进行，萃取效果同溶剂比成正相关，可是溶剂比越大，萃取设备工作负荷也会越大，耗能也就会越多。经过萃取以后，很多泥渣都可以达到示范处理技术标准。若泥渣中有大量残余重油，则需要进行再次萃取，选择分子量较高的烃当作萃取剂，还可以用蒸汽蒸馏的办法代替再次萃取。对于处理过的萃取泥渣，可以在320～480℃的条件下，以N2吹扫出里面的油气，再蒸馏处理萃取完成的含油污泥。这种办法脱油率可以超过90%。

（4）生物处理在目前来讲属于一种有效的处理办法，也是处理含油污泥的主要发展方向。它的主要原理是微生物与石油烃类碳源的同化降解，让其达到最终的矿化，变为彻底无害的无机质：H2O与CO2。这种生物降解的办法按机理划分可以有两个发展方向，首先是在油污点内加入化肥、细菌与生物吸附剂，这些生物制剂要满足降污能力高、自然形成等条件。再者是曝气，在油污点投入有氮磷成分的化肥，刺激微生物群活性。生物法虽然在菌种培养与筛选降解菌上有困难，但是因为具有处理效果好、费用低、环境影响小等优点，仍不失为一项优良的处理技术。