油田含油污泥污染与国内外处理、处置技术

王茹(中国石油长庆油田分公司技术监测中心，陕西 西安 710021)

0 引言

油田在进行生产过程中会产生大量的含油污泥，这些含油污泥的来源主要有两个方面：一方面是原油从地层中被开采出来后，会储存在各种容器和回收水池中，导致地面设施中出现污泥淤积，因此要定期对各种容器进行清理。另一方面是进行油井作业或者集输管道穿孔所形成的落地污泥。由于这些含油污泥中含油大量的危险元素，如果随意排放或者简单处理都会对水源、大气以及植被造成污染。世界各国对含油污泥的处理方法各不相同，因此国内外很多油田都在积极开发和研究含油污泥处理技术，从而实现含油污泥的无害处理。

含油污泥中含有大量的烃类有机物会对环境造成严重危害，当含油污泥中的石油挥发进入大气层后，会造成大气中烃类物质超标现象，含油污泥中的石油进入土壤中后会造成地表水和地层水的污染，导致水生态系统的严重破坏，不仅如此，还会对土壤中的微生物和植被造成严重危害。严重的情况下会使很多物质发生变质，出现致癌性，通过直接或间接途径对人体的生命健康带来危害。通过对含油污泥进行系统分析，得出含油污泥的特点，含油污泥是非常珍贵的二次资源，对含油污泥进行二次处理，利用合适的方法对含油污泥进行回收利用，不仅能回收大量能源，增强油田企业的经济效益，还能够减少污染情况的发生。

1 国外含油污泥处理处置技术概述

1.1 高温裂解工艺

利用高温对含油污泥进行无害处理是重要的发展方向，石油在高温环境下能够发生裂解或者氧化反应，从而实现无害化的处理方式。在无氧条件下对含油污泥进行高温处理，含油污泥中的烃类物质会在复杂的裂化反应以及水和反应过程中发生分离，经过冷凝处理后可以回收利用[1]。热解析方式不同与非营销处理技术，热解析的目的是将含油污泥中的污染物进行氧化分解，从而达到预期目标。根据工作温度范围不同，热解析系统又分为高温解析系统和低温解析系统。高温解析系统对含油污泥处理比较彻底，处理完成以后，符合国家相关排放标准，能够直接进行排放。

1.2 机械脱水工艺

含油污泥的黑色粘稠浓缩液经过脱水处理后会发生沉降，含油污泥中的成分比较复杂，主要由悬浮固体、油包水、水包油组成，黑色粘稠浓缩液属于多项胶体体系。机械脱水工艺利用各种处理技术将含油污泥进行三相分离，将含油污泥中分离出来的油可以回收到脱水站或者炼油厂进行相关处理；分离出的水需要回收到污水处理厂或者实行回注循环使用；分离出的固体污泥需要进行相关处理，才能够实现满足排放标准。在进行机械脱水工艺中，由于含油污泥中的颗粒物都是同电荷物质，从而相互排斥。在进行乳化处理后，使含油污泥中的水、油、泥的分离过程比较复杂。国外学者认为，对含油污泥进行调制需要进行两个步骤操作：第一步利用适当方式将粉末固体调节剂加入含油污泥中，使固体调节剂和含油污泥进行充分混合，第二步加入絮凝剂，能够有效促进含油污泥的脱水处理。在含油污泥中加入适量的电解质，可以使电解质优先附加在粒子表面上，增加含油污泥电荷密度，能够使粒子更加分散，为油能够从固体颗粒物表面更好脱附。通过大量数据表明，当含油污泥中的含油量大于10%时，采用亲水性表面活性剂比较好，含油污泥中的含油量小于4%时，选择亲油性表面活性剂比较好。加拿大某公司通过专用化学配方可以将烃类物质从含油污泥中分离出来。

1.3 萃取工艺

萃取工艺的主要原理是采用有机溶剂来作为萃取剂，进而实现有机物相容的作用，采取萃取工艺对含油污泥进行处理，可以将含油污泥中的原油提取出来，目前国外研究者对含油污泥萃取技术正处于研发阶段，该萃取技术主要是利用高温高压的方式将气态物质压缩成液态物质，形成萃取剂，因为该萃取剂的溶解能力比较强并且化学性能稳定，因此该萃取剂可以进行重复利用。常见的萃取剂可以利用甲烷、乙烷、丙烷、二氧化碳等，这些物质的临界压力低，密度小，容易进行压缩并且原材料比较廉价，是最好的萃取剂。萃取工艺的优点是能够对含油污泥中的石油类物质进行大量提取；萃取工艺的缺点是工作周期长，相关的处理工艺比较复杂，在进行处理过程中会造成资源浪费的情况，导致萃取工艺成本比较高，因此该方法并没有得到广泛推广。

1.4 生物处理技术

生物处理技术的方法比较多，主要包括生物反应器法、堆肥法、生物强化法等，主要的利用原理是通过微生物的新陈代谢，将含油污泥中的石油物质进行降解，从而转化成水和二氧化碳。最常见的工艺为：将生物处理所需要的物质和含油污泥进行充分融合，利用机器进行定期搅拌，使微生物能够充分反应，生物处理技术的周期比较长，时间大多都在4 到6 个月，利用生物技术处理过的含油污泥可以直接进行排放或者用于农用污泥，实现资源的回收再利用。生物处理技术的优点是绿色环保对含油污泥的处理比较彻底，在进行处理过程中，不需要添加任何化学药剂，不会对环境造成污染。美国炼油厂已经采用生物技术来处理含油污泥，并且已经进入商业化的步伐[2]。通过研究发现，如果能够有效控制生物化合物浓度，并将微生物控制在合理范围内，生物处理技术的运行费用甚至比焚烧处理的费用要低，含油污泥中的有机物能够在微生物的作用下被分解，从而实现资源回收的目标。含油污泥的生物处理技术主要分为以下几种。

1.4.1 地耕法处理含油污泥

地耕法所采用的原理是将含油污泥平铺于地面，并定期进行翻耕、浇水等工艺，利用土壤中的微生物来降解污泥中的油，这些微生物的存在不仅可以处理油污土壤，而且还可以处理含油污泥，在利用地耕法处理含油污泥过程中，通常情况下会施加肥料来平衡土壤中的各种有机物，调节土壤的pH 值以及湿度来改善烃类的微生物降解条件。

具体流程为：将含油污泥和土壤进行混合平铺在露天环境下，铺设厚度大约在10cm 左右，经过风化干燥处理以后，向土壤中注入肥料，利用土壤中的微生物将含油污泥中的有机物进行降解，转化成为二氧化碳和水。

1.4.2 堆肥法

堆肥法的利用原理是将含油污泥和松散材料进行混合，其目的就是增加含油污泥的持水性和透气性，并将其成堆放置，利用微生物来降解含油污泥中烃类有机物，土肥法利用的微生物主要是细菌和真菌。根据含油污泥中的有机物可以分为好氧堆肥和厌氧堆肥，好氧堆肥应该在通风良好的环境下进行，依靠氧气可以有效降解有机物，温度在60℃左右的效果较好，而厌氧堆肥则是在氧气不足的情况下借助厌氧微生物来进行降解微生物。

1.4.3 生物泥浆反应器法

生物泥浆反应器法主要的利用原理是将营养介质和含油污泥进行混合，将含油污泥进行稀释处理成泥浆状，该方法溶解有机物的速度非常快，能够有效清除含油污泥对自然环境的影响，如果将其控制在最佳环境条件下，对含油污泥的处理速度会大大提高，生物泥浆反应器法与其他生物处理技术相比，该技术的处理效果能够提升25%，但是生物泥浆反应器法的操作工艺较为复杂，成本高，该方法的应用还处于研究阶段。

2 国内含油污泥处理处置技术概述

我国对含油污泥的处理处置技术起步比较晚，随着科学技术水平的不断提高，才有了一定的技术基础。从纵观发展角度来讲，我国很多油田采用的还是直接掩埋的方法来进行含油污泥处理，该方法不仅会占用大量的土地资源，并且掩埋之后含油污泥中的有机物不能够得到有效分解，不能分解的有机物会对环境造成严重污染，随着国家环保力度的不断增加，该方法已经逐渐被淘汰，在新形势和新技术环境下需要我国对含油污泥的处理处置技术理念进行更新，不断完善对含油污泥的处理技术。

2.1 焚烧处理

我国很多炼油厂都建有含油污泥焚烧装置，主要的作用是对油田或者炼油厂的污泥进行处理。但是在进行焚烧之前需要进行脱水处理，然后将含油污泥进行焚烧，利用该方法能够有效处理含油污泥中的污染物质，但是在进行焚烧处理的过程中，会形成二次污染，并没有对含油污泥中的石油烃类进行有效利用，会造成资源浪费的情况出现。

2.2 污泥回灌调剖技术

该技术的主要应用原理是利用含油污泥对地层有良好的配伍性，采取添加分散剂和悬浮剂等化学药剂能够得到污泥调剖剂，将污泥调剖剂投入注水井进行调剖，可以有效提高采油效果，该技术的应用能够有效解决油田在开采过程中的含油污泥和二次污染问题，该技术在我国华北油田的应用效果比较好，能够有效提高油井的开采量[3]。

2.3 调质-机械分离技术

该技术在国外的应用已经相当成熟，我国很多油田的含油污泥处理站已经采用了调质-离心处理工艺，并且已经从德国引进全套的离心处理装置，该装置是我国目前含油污泥处理体系中自动化程度较高的装置，该装置对含油污泥处理比较彻底，能够直接进行排放。此外还有很多的含油污泥处理技术，在进行无害处理的同时，还应当考虑含油污泥的资源再利用，将含油污泥制造成燃料，通过对含油污泥的处理可以制作成建筑材料以及橡胶制品等，不同的处理技术会带来不同的处理效果，应当根据实际情况来选择合适的处理技术，从而有效提升经济效益。

3 结语

油田在生产和加工过程中会产生不同性质的含油污泥，需要对含油污泥进行相关处理才能够进行排放。每种含油污泥的处理方法都有各自的特点和不足。从技术效果上分析，物理化学方法的表现效果最佳，从处理程度上上分析，利用焚烧方法效果最佳，使用高温裂解工艺的效果也比较不错，但是该方法的运行条件比较复杂，不适合大范围推广；萃取分离工艺能够提高原油的回收率，但是会给油污泥中添加新的污染物；采用生物分解方法所消耗的时间过长。因此可以看出，单纯一种技术在运行过程中有局限性，油田企业在进行含油污泥处理过程中，可以采用综合处理方法，学习国外先进的超声波与表面活性剂处理、生物技术降解等技术，实现自主创新，努力提高我国含油污泥处理技术。