淺談油泥砂處理系統及工藝選擇

沈立軍

中石化綠源地熱能開發有限公司山東分公司

淺談油泥砂處理系統及工藝選擇

沈立軍

中石化綠源地熱能開發有限公司山東分公司

在油田開采及含油污水處理過程中產生產生大量油泥砂，現已被國家列為危險廢物。因此，開展油泥砂無害化處置技術研究是目前油田環保工作的一項重要任務。本文對油泥砂的基本性質進行了概括。本著綠源環保、經濟高效的理念，綜合研究表明固化焚燒法處置油泥砂具有徹底無害化、綜合利用能源、投資少、成本低、節省巨額排污費等優點，具有一定的環境效益和社會效益，有利于油田企業的持續健康發展。

油泥砂；處理系統；工藝選擇

1 油泥沙的組成和性質

含油污泥砂的組成非常復雜，由水包油、油包水及懸浮固體雜質等，是一種性質極其穩定的體系，并含有大量老化原油、瀝青質、蠟質、膠體、固體懸浮物、鹽類、腐蝕產物、細菌等，同時包含生產過程中投加的凝聚劑、緩蝕劑、阻垢劑等水處理劑。通過對新鮮油泥以及經過多年堆放的油泥分析表明在污水處理過程中產生的新鮮油泥含油量在333000～450400mg/kg之間，經過長期堆放后油泥中部分組分被降解，油泥含油量在86000～127200mg/kg之間。通過對油泥中油成分進行柱層析分析，發現油泥中的油組分主要為飽和烴和芳香烴，膠質和瀝青含量較少。

油泥中的多環芳烴具有較高的生物毒性。根據對某地油泥堆放場的調查結果，污染場地內16種PAHs的檢出率為100%，w(PAHs)平均值為7770.7ng/g，周邊土壤的16種多環芳烴的檢出率為58.3%～100%，二苯并等檢出率相對較低，w(PAHs)平均值2038.8ng/ g。從母體PAHs與污染物來源的關系和單組分比值可以看出，污染場地內及周邊土壤的污染源是石油源和燃燒源的混合源。

2 油泥砂的特點

油泥砂為油井產出液中含有的大量泥砂在油氣集輸、污水處理系統大罐罐底沉積而成，其中顆粒直徑≥74μm的為油砂，＜74μm的為油泥，油泥砂具有以下特點：

1)其成分隨地質條件、生產工藝的不同而異，還和污水水質、處理工藝、加入藥劑的種類、排污方式及管理水平等有直接的關系，含水率、含鹽較高。

2)成分復雜，處理難度大。在采油過程中，特別是在三次采油過程中，大量使用各種化學劑，增加了含油污泥的處理難度。

3)有害成分多數超過排放標準。大部分含油污泥中存在的砷、汞、鹽類等有害物質超過排放標準，直接排放會造成嚴重的環境污染。

4)含有較高可利用的熱值。含油污泥中的污油和可燃物質含量較高，污水處理系統中的污泥含油為2%-10%，原油處理壓力容器和大罐排除的污泥中含油為25%-40%。

3 油泥砂的危害

3.1 環境危害

油泥砂的環境危害主要是由它所含有的有害有機組分和重金屬組分產生的。油泥砂中含有的烴類物質，特別是一些對生態環境毒害較大的芳烴類物質，可揮發進入大氣，造成空氣污染。油泥砂在氣溫較高時揮發釋放出烴類物質特殊臭味，這種臭味既影響工作環境，又影響人體健康。排放或堆放在地面中的油泥砂中的微量有害重金屬及某些有機物可通過所含污水的滲出或經雨水淋漓進入土壤和地下水，對土壤和地下水造成污染。

3.2 影響生產

含油泥沙的存在使回注水中懸浮物的含量嚴重超標，可堵塞地層，導致油層吸水能力嚴重下降，注水壓力不斷升高。大顆粒泥沙沉積在污水凈化罐、油水分離罐、污水池中，不斷的沉積縮短清罐周期，影響生產正常進行。

3.3 當地環境保護部門的要求

當地環保部門近幾年來加大了環境監管力度，要求在公司建設危險廢物處理場，嚴格執行國家環保政策法規。

3.4 減少排污費用的需要

根據排污費征收使用辦法，油泥砂屬于危險廢物，如果不能對其進行有效處理，將每噸征收1000元的排污費，并進行處罰，且并不免除治理責任。為了徹底根治油泥砂的污染問題，保護環境，促進油田企業可持續發展，對油泥砂進行合適的處理和處置就非常緊迫和必要。

4 油泥砂處理工藝選擇

目前，綜合國內外公開的文獻資料，含油污泥的處理主要有以下幾種方法：溶劑萃取法、離心分離法、生物處理法和固化焚燒法等方法。

4.1 溶劑萃取法

溶劑萃取法應用汽油或其他有機溶劑對含油污泥反復進行沖洗，直到沖洗污泥達到規定標準，然后將污泥和有機溶劑進行分離。將含有原油的有機溶劑進行加熱蒸餾，回收有機溶劑重新利用。該方法的特點是能夠實現含油污泥中大部分原油的回收，具有很高的原油回收率，清洗過程也比較簡單，清洗后的污泥的含油量能夠達到規定的標準。但是汽油或其他有機溶劑具有揮發性，有的甚至具有毒性，在操作上具有一定的危險性，另外在溶劑的回收利用過程中需要消耗大量的熱能和較為復雜的蒸餾回收設備，操作復雜，成本非常高。

4.2 離心分離法

固液分離法應用固體和液體以及液體之間的密度的差異，或借助機械離心力的作用，投加合適的藥劑，使固相的泥砂和液相的水、原油實現分離。國外采用的分離技術主要有固液兩相分離技術和固/液/液三相離心分離技術。離心分離技術是目前國外工業化應用較為廣泛采用的含油污泥的處理方法。該方法的特點是可以回收大多數的碳氫化合物，并且通過集裝箱式的設備組合安裝實現移動作業，另外還可以與國外較為盛行的自動化清罐技術匹配使用，處理工程簡單。該項技術的難點是復雜的機械裝置和工藝，設備投資大，處理效果控制難度大。

4.3 生物處理法

生物處理法是利用自然界或人工篩選的微生物，利用微生物的代謝活動，分散剝離或者降解污泥中的原油，從而實現含油污泥的處理。根據調研的情況，生物處理法主要包括：直接生物處理和生物修復等兩個方面。一般處理過程先是通過一定的前處理工藝(有的采用加入有機溶劑進行萃取，有的加入表面活性劑分離原油)，回收大部分原油，然后用生物法處理污泥。生物處理較為簡單，處理效果理想，處理和操作成本較低。但處理時間較長，受溫度、水分等外部環境影響較大。

4.4 固化焚燒法

在油泥中加入合適的固化劑和助燃劑，將其轉化為仿煤燃料，然后按比例摻入煤中，用作燃煤鍋爐的燃料，既能夠有效地回收油泥中的含油類物質的熱值，又能無害化處理油泥，該方法簡便易行，經濟實用。

綜合以上對比分析，固化焚燒法是目前處置油泥砂的最佳方法，具有很好的應用前景。

結語

油泥是油田普遍存在的主要廢棄物污染問題，早在1998年國家環保總局就將油泥砂列為危險廢物(廢物類別HW08)，要求含油泥砂等廢棄物必須進行無害化處理。因此就需要結合我國國情及成本等方面綜合考慮選用不同的處理方法，實現油泥的減量化、無害化、資源化、清潔化處理。

[1]高鵬.勝利油田利用生化法處理含油泥砂研究[J].油氣田環境保護，2006，03：30-32+61.