含油污泥堆肥式處理劑的研究＊

付茜

（中國地質大學地球科學與資源學院）

含油污泥堆肥式處理劑的研究＊

付茜

（中國地質大學地球科學與資源學院）

研制一種新型含油污泥處理劑——維生素D“協同”羥基磷酸鈣誘導植物和動物纖維處理劑處理含油污泥。實驗室評價及對某油田聯合站原油儲罐中含油污泥處理試驗表明，該處理劑處理效果良好，堆放10 d后，能將污泥中96%以上的原油分解。

含油污泥；處理劑；生物降解；堆肥式

0 引 言

含油污泥是石油化工行業的主要污染物之一，含有大量老化原油蠟質、瀝青質、膠體、固體懸浮物、細菌、鹽類、酸性氣體和腐蝕產物等［1］，已被國家作為危險廢物（HW08）進行管理［2］。若含油污泥得不到及時有效地處理，將會對生產區域和周邊環境造成不同程度的影響。研究發現，原油對土壤的污染，造成污染物的生物累積、放大，不僅影響糧食產量，更重要的是原油污染物進入食物鏈，危害人類健康。國內外常用焚燒法、生物處理法、熱洗滌法、溶劑萃取法、化學破乳法、固液分離法等處理含油污泥［3-7］，但這些方法因投資、處理效果及操作成本等原因，未能在國內普及應用，導致我國含油污泥問題一直難以得到有效解決［8］。付亞榮提出了含油污泥的分子滲透處理［9］和生物降解處理［10］的新方法，將土壤中85%～95%的原油分解，被污染土壤達到環境可接受的條件，但在工藝設計、原油降解菌種和反應控制上仍有困難［11］。本文研究使用維生素D“協同”羥基磷酸鈣誘導植物和動物纖維形成的含油污泥處理劑處理含油污泥，能將污泥中96%以上的原油分解。

1 技術原理

維生素D“協同”羥基磷酸鈣誘導植物和動物纖維經過發酵產生各種微生物，與含油污泥混合后，利用微生物的降解作用對含油污泥進行生物降解。微生物將含油污泥中的污染物作為營養物質供自身的生長和繁殖，其代謝產物為簡單的有機或無機物質如甲烷、二氧化碳和水等。含油污泥中的降解微生物在好氧條件下，在加氧酶（香豆粉和維生素D）的催化作用下，有機物氧化為二氧化碳、水及其它最終產物，電子受體為原子氧；厭氧呼吸時，其他無機物作電子受體（骨粉中的Ca2＋，Mg2＋，Na＋，Cl－，HCO3－，F－及檸檬酸根等離子），將含油污泥中的有機物氧化為甲烷，硫酸鹽還原為硫化物，硝酸鹽還原為氮氣或氨鹽。含油污泥發酵過程不依賴于氧，而依賴有機物（羥基磷酸鈣、香豆子粉、香豆粉、梨樹葉粉、香附子、棉花秸桿粉、甘蔗渣）作為電子受體，產物為二氧化碳、乙酸、丙酸鹽等，最終被土壤吸收，轉化為ω-羥基脂肪酸，通過β-氧化降解成乙酰輔酶，分解成二氧化碳和水。

2 含油污泥處理劑的合成

2．1處理劑的合成

含油污泥的處理劑各組分質量百分比為［12］：羥基磷酸鈣：5．5%～6．0%；香豆子：8．0%～8．5%；香豆粉：13．5%～15．5%；梨樹葉粉：12．5%～13．0%；香附子：5．0%～5．5%；骨粉：7．5%～8．0%；棉花秸桿粉：10．5%～11．0%；甘蔗渣：8．5%～9．0%；維生素D：0．05%～0．1%；其余為鈣基膨潤土。制備方法：將香豆子、香豆粉、梨樹葉粉、香附子、骨粉、棉花秸桿粉、甘蔗渣、維生素D、鈣基膨潤土、羥基磷酸鈣等十種原料按質量百分比加入WLD-3．0臥式螺帶混合機，在33 r／min的轉速下混合2．5 h，得到含油污泥處理劑。

2．2處理劑的評價

加入含油污泥處理劑后，土壤中存在的無機和有機膠團、微生物等滲透至石油污染物中，通過微生物的代謝和分解，使污染物不斷地吸附、分解、遷移和轉化。含油污泥中除各種烴類、膠質瀝青質外，極有可能存在含有甾體、皂苷等非石油類有機物質，造成常用原油含量測定方法——重量法［12］的最終測定結果比實際含油量偏高。因此，采用皂化法［13］對含油污泥處理劑進行評價。

取2．0 kg無水原油、2．0 kg泥土，將原油與泥土攪拌均勻后，按15%的量加入含油污泥的處理劑，并加入2%的水混合均勻，裝入容器密封，10 d后按皂化法測定其原油含量為1．48%［12］，含油泥土由黑色變為泥土褐色，臭味消失，處理效果見表1。

表1 實驗室含油污泥處理劑處理效果

3 現場應用

3．1堆放處理方法

將含油污泥收集到鋪有防滲塑料布的場地上，加入含油污泥的處理劑，混合均勻，邊翻動邊加入2%的水混合均勻后，堆成梯形體或圓錐臺體，并用防滲塑料布將其蓋嚴。控制含油污泥與含油污泥處理劑的質量比在（100∶15）～（100∶20）。

3．2堆放處理時間

由于來源不同，含油污泥性質差異較大，烴類含量和組分有所不同，因此堆放處理時間不盡相同。例如，對某油田聯合站原油儲罐中清理出的含油污泥處理，加入15%含油污泥處理劑，自堆放第10 d開始取樣測定含油污泥中的原油含量，檢測數據見表2。

表2 含油污泥中原油含量檢測數據

由表2可知，堆放10 d后，含油污泥中的原油含量已經降至1．9%以下，處理效率在96%以上。10～15 d，原油含量略有變化，總體處理效率均在96%以上，說明處理劑處理效果良好。最終確定堆放處理時間為12～15 d。

4 結束語

含油污泥是石油生產的伴隨品，綜合利用方式少、處理難度大，是影響油田及周邊環境質量的一大難題，其處理和處置一直是人們關注的熱點。維生素D“協同”羥基磷酸鈣誘導植物和動物纖維形成的含油污泥的處理劑，能將污泥中96%以上的原油分解，處理效果良好。

［1］ 宋秀艷，周鑫宏，蘇永新．國內外含油污泥的處理現狀和發展前景［J］．新疆石油科技，2009，19（2）：51-54．

［2］ 馬俊．大慶油田含油污泥資源化利用技術與實踐［J］．油氣田環境保護，2013，23（2）：14-16．

［3］ Oolman T，Castakli FJ，Bebrens GP，et al．Biotreat Oily Refinery Wastes［J］．Hydrocarbon Processing，1992（8）：67-69．

［4］ Nordrum S B，Leroy Fyock，Margaret Findlay．Treatment of Production Tank Bottom Sludge by Composting［C］．Washington，D．C．：SPE，1992．

［5］ Hall D W，Sandrin J A，McBride R E．An Overview of Solvent Extraction Treatment Technology［J］．Environmental Progress，1990，9（2）：98-105．

［6］ 李凡修．國外含油污泥處理技術［J］．石油化工環保，1989（4）：53-54．

［7］ Fluch H W，Perchthaler H．Separation of Oil and Water from Oil Refinery Sludge［J］．Filtration＆Separation，1982（9）：18-22．

［8］ 李巨峰，操衛平，馮玉軍，等．含油污泥處理技術與發展方向［J］．石油規劃設計，2005，16（5）：30-32．

［9］ 付亞榮．環境可接受的含油污泥分子滲透處理［J］．長春理工大學學報（自然科學版），2012，35（4）：192-193．

［10］付亞榮．含油污泥的生物降解處理新方法［J］．油氣田環境保護，2013，23（2）：36．

［11］張學佳，紀巍，康志軍，等．土壤中石油類污染物的自然降解［J］．石化技術與應用，2008，26（3）：273-278．

［12］付茜．一種處理含油污泥的方法：中國，201310474085．2［P］．2013-09-07．

［13］蔡徇．土壤中石油類污染物的測定方法［J］．油氣田地面工程，2011，30（8）：40-41．

1005-3158（2014）04-0023-02

2013-10-23）

（編輯 李煜）

10．3969／j．issn．1005-3158．2014．04．008

＊專利項目：國家發明專利“一種處理含油污泥的方法”（專利號：201310474085．2）。

付茜，中國地質大學（北京）地質工程專業在讀碩士，研究方向：沉積學的學習和研究。通信地址：北京市海淀區學院路29號中國地質大學（北京）地球科學與資源學院S1301-13，100083