含油污泥化學(xué)處理方法
——以勝利油田為例

沈陽萬益安全科技有限公司 黃志紅 侯文良 韓 鋼 耿志超

含油污泥化學(xué)處理方法
——以勝利油田為例

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隨著對地下原油開采力度的不斷加大，尤其是注水量的增加和三次聚合物驅(qū)采油的廣泛應(yīng)用，在油田生產(chǎn)施工中，含油污泥的產(chǎn)出量逐漸增多，對環(huán)境的影響愈來愈大。這種含油污泥已被列入《國家危險(xiǎn)廢棄物名錄》中的含油廢物類。按照《農(nóng)用污泥中污染物控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB 4284-84），為防止污染，污泥中礦物油最大含量不得超過3 000mg/kg。同時(shí)，含油污泥的產(chǎn)生也會造成石油資源的嚴(yán)重浪費(fèi)。勝利油田含油污泥的含油率為10%～30%（干重），含水量為50%～90%，按平均含油率20%（干重）計(jì)算，每年約有3萬t左右的原油沉積其中。本文，筆者以勝利油田含油污泥為研究對象，提出一種全新的含油污泥無害資源化處理技術(shù)。

一、含油污泥的性質(zhì)分析

1. 含油污泥的組成分析。準(zhǔn)確測定含油污泥的組成是處理含油污泥的關(guān)鍵，對不同的組分通常采用不同的分析方法：含油量分析采用淋浸法，含水量分析參考《石油產(chǎn)品水分測定方法》（GB/ T 260-1977）。根據(jù)以上方法可以看出，測量勝利油田孤東采油廠的含油污泥樣品中油、水、泥沙的比例，含油污泥的含油率為50.1%，明顯高于《農(nóng)用污泥中污染物控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB 4284-84）中污泥類含油污染物控制標(biāo)準(zhǔn)3 000mg/kg，按常規(guī)處理方法進(jìn)行填埋或焚燒，必將造成一定的環(huán)境污染和資源浪費(fèi)。

2. 含油污泥原油組分分析。用芳烴化合物色-質(zhì)譜圖測量污泥中原油烴類化合物的組成，結(jié)果表明，含油污泥中有害芳烴的含量較高，如果焚燒或者填埋處理，仍會對環(huán)境造成一定不良影響。由于含油污泥中的原油輕質(zhì)烷烴的含量較高，如果回收利用，具有很高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

二、含油污泥處理的室內(nèi)研究

含油污泥組成復(fù)雜，采用單一的方法，處理效果不理想。實(shí)驗(yàn)采用化學(xué)與微生物綜合處理技術(shù)，具體包括含油污泥的化學(xué)前期處理和微生物后期處理。

1. 化學(xué)前期處理實(shí)驗(yàn)。化學(xué)前期處理采用溶劑萃取法，該方法首先將水、有機(jī)溶劑X及表面活性劑Y以一定的比例混合，對含油污泥進(jìn)行反復(fù)沖洗，直至達(dá)到規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。然后，將泥沙、水及原油進(jìn)行分離。將含有原油的有機(jī)溶劑進(jìn)行加熱蒸餾，提取原油的同時(shí)回收有機(jī)溶劑X重新利用。進(jìn)行含油污泥化學(xué)前處理的目的是回收污泥中的多數(shù)原油，降低含油量。

（1）化學(xué)前期處理影響因素分析。化學(xué)前期處理過程中，泥水比及表面活性劑的活性是影響處理效果的重要因素。

（2）泥水比。所謂的泥水比就是在含油污泥清洗過程中污泥質(zhì)量和加水質(zhì)量的比值。實(shí)驗(yàn)得出泥水比對處理效果的影響關(guān)系是：泥水比越小，含油污泥的處理效果越好，但是考慮水的應(yīng)用費(fèi)用，實(shí)驗(yàn)將泥水比定為1∶7。

（3）實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析。根據(jù)多次污泥處理實(shí)驗(yàn)得出：化學(xué)前期處理后污泥為含油量為3.2%～4.0%，含油量大幅度降低。多數(shù)黏附在泥沙顆粒表面的原油可以得到很好的清洗和剝離，但是對于一些親油性顆粒，原油浸入內(nèi)部，吸附力較大，表面活性劑難以將其很好的清洗。但這樣處理過后的含油率仍然不符合《農(nóng)用污泥中污染物控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB 4284-84），因此，必須進(jìn)行進(jìn)一步處理。

2. 微生物后期處理實(shí)驗(yàn)。微生物后期處理就是通過人工篩選細(xì)菌，利用微生物的新陳代謝活動，分散剝離或者消耗泥沙顆粒內(nèi)部的原油，從而完成對含油污泥的處理。該過程首先是將優(yōu)選菌種注入化學(xué)前期處理后的低含油污泥中，再在中間過程回收部分原油，直到處理后污泥的污染指標(biāo)達(dá)到排放要求。

（1）主要原理。微生物的新陳代謝可以消耗原油中的重?zé)N、膠質(zhì)和瀝青質(zhì)，同時(shí)代謝過程中生成部分表面活性劑，最后將原油從泥沙表面及內(nèi)部剝離出來。從微生物處理過程及原理可以看出，優(yōu)勢菌種的篩選是決定處理效果的重要因素。

（2）實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析。通過對常規(guī)采油細(xì)菌的原油降解實(shí)驗(yàn)以及反復(fù)適應(yīng)和馴化、遺傳修飾及組合實(shí)驗(yàn)，獲得了以原油為唯一碳源生長、共生性良好、具有較好協(xié)同能力的3個(gè)菌組。菌種鑒定結(jié)果為CY1菌屬、CY2菌屬、CY3菌屬，菌組優(yōu)勢菌種的呼吸類型主要為好氧型，最終代謝產(chǎn)物為二氧化碳和水，沒有污染物產(chǎn)生，實(shí)現(xiàn)了廢物無害化。

三、結(jié)論

1. 室內(nèi)及現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)表明，與含油污泥焚燒、填埋固化處理相比，該方法具有更好的環(huán)保效益和經(jīng)濟(jì)效益。

2. 含油污泥的生化處理方法具有過程簡單、操作安全、處理徹底、經(jīng)濟(jì)收益和環(huán)保效益大等優(yōu)點(diǎn)，基本實(shí)現(xiàn)了油田含油污泥處理的減量化、資源化和無害化。

3. 微生物處理法篩選培育出了高效降解重?zé)N、膠質(zhì)和瀝青質(zhì)的優(yōu)勢菌種，應(yīng)用于含油污泥的處理中，效果很好；另外，對微生物采油也可提供一定的指導(dǎo)。

4. 針對勝利油田含油污泥現(xiàn)狀，采用該方法進(jìn)行污泥處理，效果良好，同時(shí)也給其他油田的污泥處理提供了很好的借鑒。