罐底油泥的特性分析及相关除油处理工艺

2020-01-08周宝龙

湖北农机化 2020年23期

周宝龙

(吉林工业职业技术学院，吉林吉林 132013)

石油是一种极为重要的资源，在国民经济中有着支柱性地位，不但对国家工业和农业生产有着关键作用，也和我们的日常生活有着紧密联系。石油在进行开采、炼制和运输过程中产出的含油固体废物被称为含油污泥。在对含油污水进行处理过程中出现的含油固体废物也被称为含油污泥。目前，我国每年要产出百万吨左右的含油污泥，同时由于石油化工产生的大量池底污泥、浮渣和生化污泥、油泥总量变得更加庞大，炼厂规模变大，含油污泥排放量也随之变大。

1 含油污泥的主要来源

含油污泥的主要来源可分为原油开采产生含油污泥，油田集中运输过程只能够产生含油污泥及炼油厂污水处理厂中产生的含油污泥。大多数情况下含油污泥都是指罐底油泥和落地油泥。含油污泥的成分较为复杂，其中含有大量的细菌、老化的原油及固体悬浮物等固体废物，原油为最主要成分。油泥中含有大量的毒害化合物，其中部分化合物有着三致效应。含油污泥中大多含有酚类、苯系物等物质。大多数含油污泥的含油率为10%～50%，含水率为40%～90%。这种含油污泥不易进行沉降，脱水效果较差，黏度较高，污泥的固相颗粒水密度和油密度差小、颗粒呈细小状。这些因素是导致含油污泥不易出油脱水、粘度较大的主要原因。落地油泥是指从石油管线中泄露出的石油，一般与杂草、砾石和泥沙混合构成，在进行石油开采过程中，作业外排、事故排放、洗井及井口散落都会导致出现大量的含油污泥和落地原油。伴随着我国油田的设计及生产活动的日益增加，油田落地的产出量和含油污泥产量与日俱增，对自然环境也造成了严重污染，这些含油污泥的体积庞大、产出量较大、含水率较高，一旦未经过处理直接进行排放，会占用大量耕地。同时导致污泥中含有的大量病原菌和重金属如汞、锌、铬、铜及寄生虫对周围环境造成污染，对附近空气、土质土壤及水资源造成损害，资源无效损耗的现象较为严重。并且降解困难的毒害物质如放射性核素、多氯联苯、二噁英等也会产生恶臭气体，造成环境污染。

目前，世界范围内都出现了石油资源紧缺的现象，通过一定措施，对石油落地及罐底油泥进行行之有效的回收处理，从而减少污染排放，改善周围土壤的环境。将其进行植被覆盖，为居民造福，能够在很大程度上避免资源浪费，提高石油资源的利用，为经济效益的提高提供重要作用。

2 国内外关于罐底含油污泥特性的研究概述

水、乳化油或固体异物、吸附油及无机盐共同组成了含油污泥。含油污泥在水中呈现稳定的悬浮乳状液体系，由于其带电性和水合作用能够形成稳定的分散状态，通过多相分离模式进行处理难度较大，也会一定程度上增加进行处理的成本和技术难度。同时由于承载油类基质的类型较为丰富，统称为含油污泥的成分极为复杂，各自性质各异，处理技术也有不同的多样需求。目前国内外对含油污泥的处理技术丰富多样，但进行处理的最终目的特性集中表现为资源化、减量化及无害化[2]。

3 基于含油污泥特性的处理工艺技术进展

3.1 资源化特性处理技术要点分析

3.1.1 溶剂萃取处理技术

溶剂萃取技术是通过利用相似相溶的原理，选择一种有机溶剂作为萃取剂，将含油污泥中的原油进行回收利用。相关研究结果表明，当溶剂与污泥比例为1∶8时，进行5次溶剂萃取后的抽提率能够达到近99.8%，同时由于抽提次数的不断增加，油品中的重组分比例不断增大，在经过5次抽提后，剩余油为大于500℃的重组分，能够将其视为不溶于石油醚的沥青质[2]。这种萃取剂在进行回收利用的过程中会出现部分遗失，进行处理的成本较高。发展溶剂萃取处理技术的关键在于开发出具有一定性价比的萃取剂，在进行萃取后应对其进行进一步处理，由此也能够得出萃取溶剂处理技术应和其它类型的处理处置方法进行联合应用的结论。

3.1.2 化学热洗技术处理

化学热洗处理技术是将含油污泥进行加水稀释后进行加热，同时投入一定量化学试剂后，将油进行聚散分离或从固相表面托福的污泥除油措施。这种技术在乳化较轻、含油量较高的落地原油和油砾等回收油处理中有着较多应用。相关学者通过联合生物处理和化学热洗处理技术对炼油厂中的含油污泥进行处理，结果表明污油的回收率能够达到近93%，再经过好氧生物处理季淑厚，石油去除率能够达到95%以上。

3.2 减量化特性处理技术要点分析

3.2.1 超声波预处理技术

超声波预处理技术是一种新型的污泥预处理技术，主要通过超声波对污泥产生局部发热和海绵效应等作用，提高污泥脱水能力。根据相关研究结果表明，短期内进行低强度的超声波处理能够将污泥含水量降低至90%以下，同时能够减少絮凝剂用量约30%～60%。但如使用的超声波处理时间过长或功率过大时，也会导致污泥内部结构发生改变，污泥黏度加强，脱水性能发生大幅度降低。同时由于超声波会破坏菌胶团，污泥会出现升高现象，缩短后续生化处理需要的时间，变化量与使用超声波的温度、声强及操作时间成正比关系。目前关于应用超声波技术的含油污泥除油研究较少。据相关文献表明，使用超声波弱空化状态的除油率能够达到90%以上。由此能够得知超声波技术对于含油污泥的处理影响较为多样，应对除油效果、污泥类型及脱水效果对后续处理的影响进行综合考虑，以此确定超声波预处理使用的功率和时间等内容，将影响结果作为首要的参考依据。

3.2.2 含油污泥调质技术

据相关文献表明，有机高分子絮凝剂能够有效破坏交替稳定，从而改善污泥的脱水性能，将污泥含水量降至90%以下。但由于使用有机高分子絮凝剂时会产生一定残留物质，这部分残留物不易被生物进行降解，单体有着“三致”效应和强烈的神经毒性，容易对环境造成二次污染。由此，研究开发适用范围广，无毒无害、絮凝效果较高及对自然环境无法造成二次污染的生物絮凝剂，逐渐成为了世界各国石油开采相关工作人员的重点问题。目前已经面市的微生物絮凝剂由糖蛋白、蛋白质、纤维素、粘多糖等高分子化合物，这些絮凝剂的生产成本较高，作为污泥调理剂进行使用的相关报道较少。积极开发新型的生物絮凝剂，降低生产投资成本，监测生物絮凝剂对后续处理措施的影响是今后技术发展的重点内容。

3.3 稳定化特性处理技术要点分析

3.3.1 含油污泥固化处理技术

含油污泥的固化处理技术是指将含油污泥进行固化，或包容于惰性固化基材中的一项无害化处理过程，目前广泛应用的是水泥固化剂。从1971年开始，国内部分油田如大庆油田、四川油田、胜利油田等开始逐渐应用固化处理技术。据相关研究结果表明，固化产品的含油量、浸出液及有毒元素能够随着水泥量的增加而逐渐减少，通过将污泥和水泥量进行配比，能够满足污水综合排放标准，同时添加适量的添加剂，使固化产品的抗压强度能够满足填埋的相关标准要求。通过对固化处理技术的原理进行深入研究后能够发现，固化后的污泥密实程度有着较大提升，这也是污泥强度提高的核心因素。

3.3.2 含油污泥焚烧处理技术

将经过脱水浓缩预处理后的含油污泥送至焚烧炉后进行焚烧，温度约为900～1600℃，经过30min焚烧后完毕，焚烧后灰渣进行进一步处理，防止造成污染。焚烧处理技术减容效果十分明显，处理较为安全，能够有效消灭病原菌。目前我国处理含油污泥的主要措施即为焚烧处理技术。主要应用的焚烧炉类型可分为流化床式、方箱式、回转炉、固定床式等类型。焚烧处理技术的燃烧装置处理成本较高，每吨污泥约耗油19kg。据相关研究结果表明，使用塑料与含油污泥进行混合焚烧，能够提供较为良好的焚烧条件，从而有效降低烟气排放量，极大程度地减少了成本投入，但也会产生一定量如多环芳香烃类型的有害物质。这种塑料联合技术目前主要应用于处理市政污泥，对于含油污泥的应用报道较少。由于含油污泥热量更高，较为适用于焚烧处理技术，能够将其有害物质进行极大程度地去除，减少环境污染，处理过程也较为便利，但在焚烧过程中容易出现二次污染，相关工作人员应对这点加以重视。长远来看，这种污泥处理技术存在一定局限，不适用于提倡节能环保的当今时代要求，应进行一定改善后再投入使用。