武 哲
(西安石油大學,陜西 西安 710065)
隨著市場經濟的發展,工業生產規模不斷擴大,城市建設發展要求也越來越高,含油污泥處理技術也需要結合實際不斷進行創新。積極探索多元化無害化的含油污泥處置技術,成為城市建設領域關注的重要內容[1-3]。
含油污泥是在城市建設發展等過程中由于工業生產或污水處理等產生的有害物質。含油污泥中含有很豐富的一些元素,主要包括有機物、氮磷硫等等。如果含油污泥不能及時進行科學處理,直接將其排放,那么會導致含油污泥進入地表水系統。含油污泥中含有的豐富的有機物等會對水中的氧氣進行消耗,容易產生水富營養化的現象,還會導致水環境生態系統受到破壞。這主要是由于含油污泥中含有的一些銅、鋅、汞、鉛等元素和一些病原菌等有害物質,會對環境等造成很大的不良影響,進而出現整體的環境污染[4-8]。另外,含油污泥自身含有比較難聞的臭味。如果人體接觸等,會威脅人類的健康。為此國家非常注重含油污泥的處置工作,并通過政策立法的方式對含油污泥處理的工作予以規范。只有實施無害化處理,才能營造良好的社會生態環境。
含油污泥具有很多種類型。按照來源劃分,可以將含油污泥分成原油開采環節產生的污泥、油田集輸環節產生的污泥以及煉油廠污水處理等環節產生的污泥等。在原油開采環節,主要是由于在鉆井作業過程中通常會探測到油層,受到地壓的影響,在原油開發過程中下鉆環節容易引發井噴等情況,進而產生含油污泥。此外在原油開采環節還容易出現油管斷裂等問題,進而引發油泥污染情況。除了在原油開采環節以外,在油田集輸環節,將開采出來的原油進行收集、運輸等途中也有可能導致出現含油污泥,這主要是由于在運輸的過程中會受到環境等影響從而出現污水儲罐溢流等等,導致出現環境污染。另外,在煉油廠污水處理工藝應用的過程中煉油廠自身需要對相關的原材料進行工藝處理,煉油廠的含油污泥產量非常大,且含油污泥的成分也非常復雜,會大大增加處理難度,也不利于提升含油污泥的處置成效。
含油污泥自身具有很強的危害性,為此需要積極探究科學的處理工藝和技術來進行無害化處置,這樣才能更好地保護生態環境免受破壞,提升環境保護成效。通常情況下,含油污泥處理工藝會隨著生產工藝、技術水平等不斷提升,也會不斷進行升級和更新創新。加強含油污泥處理技術及應用情況分析,對提升含油污泥處置成效具有積極的影響。按照含油污泥處理工藝的不同,可以將含油污泥處理技術分成傳統的處理技術和現代化處理技術。
含油污泥處理技術,比較傳統的處置方法主要包括固液機械分離工藝、化學熱洗工藝、溶劑萃取工藝、填埋工藝、熱解工藝、生物處理工藝、焚燒工藝以及焦化工藝、表面活性劑洗滌處理工藝等。
①固液機械分離工藝。該技術是最為常見的一種含油污泥處理技術,主要通過固液分離,將含油污泥中的成分通過真空過濾、加壓處理以及滾壓處理、離心脫液處置等,處理成為水、油、渣三種物質;以此再進入到污水處理廠進行再次進行水處理,將油進入煉廠進行處置,并運用焚燒或者生物無害化處置的方式進行廢渣處置,實現含油污泥的分解和逐步分離處理。②化學熱洗工藝。該工藝主要是借助熱化學溶劑對含有污泥進行處置。比較常用的熱化學溶劑為混合堿。利用混合堿,將其和含油污泥中的一些物質進行結合,進而實現固體表面分離。隨后應用其他的熱化學溶劑進行再次處理和洗滌,形成油水分離的效果。③溶劑萃取工藝。該工藝主要是應用物質相似相溶的原理,通過對含油污泥種的有機物,利用有機溶劑作為萃取劑進行處理。這樣可以對含油污泥的油類物質進行溶解和抽取。隨后實施萃取液蒸餾實現油類物質和溶劑的分類處理,將處理后的油類物質進行回收利用,對生成的廢物殘渣等進行再次回收處理或填埋處置。④填埋工藝。該工藝操作非常簡便,主要是通過填埋的方式對含油污泥進行處理,但是由于含油污泥中含有的有害成分比較多,且比較復雜,所以這樣處理往往會存在較大的安全隱患。為此需要加強該處理工藝和其他工藝的融合應用,從而進行處理后再實施該工藝更為妥當。⑤熱解處理工藝。該工藝主要是借助熱處理技術,對含油污泥實施加熱處理,將含油污泥中含有的油類物質進行析出,實現含油污泥成分的分離,形成油渣、熱解液、熱解氣三相后進行再次循環處置利用。該技術需要嚴格控制不同工藝環節的處置溫度,要結合不同物質的沸點等進行科學分析,合理控制相關的溫度參數,從而保證處理效果。通常情況下經過熱解處理會將含油污泥生成油、水以及不凝氣、焦炭等多種物質,根據生產需要來進行回收利用或廢棄處理。⑥生物處理工藝。該工藝主要是利用微生物來對含油污泥中的有機物成分進行分解,從而更好地轉化為無害的物質,實現無害化處理。生物處理工藝有多種方法,比如地耕法、堆肥法、生物泥漿法、生物強化法等等。應用的微生物不同,處理的原理是相同的。⑦焚燒處理技術,該技術主要是借助有氧環節,對含油污泥進行氧化處理,進而將含油污泥轉化為二氧化碳、水等物質進行排放或利用。此外還有焦化處理工藝,該技術主要是利用高溫裂解以及熱縮合技術,分離含油污泥中的有機物大分子,轉化為小分子,再利用相關的熱轉化原理對相關的生成物質進行回收利用處理,通常會選擇焦炭作為處理原料進行處置。傳統的含油污泥處理工藝還有表面活性劑洗滌處理工藝,該工藝主要是利用表面活性劑等,對含油污泥中的石油烴實施分離處理,利用表面活性劑良好的親水和疏水特征實施分離處置。
在傳統含油污泥處理工藝的基礎上,相關人員不斷進行技術方法總結,形成了很多現代化的含油污泥處理技術,比如微波處理、超聲波處理、冷凍與解凍處理、電動力學技術以及光催化處理等等。
①微波處理工藝。該工藝利用熱解原理,借助微波自身的能量和含油污泥進行融合發生作用,從而實現固液相分離的技術,可以實現污泥的凈化處理。②超聲波處理工藝。該技術是利用超聲波的作用對含油污泥實施油相分離,從而實現油類物質聚焦脫離。③冷凍與解凍處理工藝,該技術是利用低溫環境,對含油污泥結構進行物理或化學反應處置,從而破壞原油污泥物質結構的成分,最終實現水油分離。此外還有電動力學工藝,該工藝是利用電滲透、電遷移等技術,借助外加電場對含油污泥予以處理。光催化處理工藝則是借助黑光、白光發生光催化反應的原理,將其作用于含油污泥中,進而將含油污泥中含有的有機碳、多環芳烴進行去除,減少對環境的損害。相比較傳統的處理工藝,含油污泥處理工藝現代化技術更加具有針對性,也更具環保性。
當前在含油污泥處理過程中,由于含油污泥自身含有的成分比較復雜,處理難度也比較大,在處理的過程中目前還存在不能滿足無公害的環保要求,處置過程中面臨諸多的環境污染等風險問題,在含油污泥處理技術等應用方面研究深度不夠,成熟的經驗方案等比較少等。為此需要相關的技術人員加強科研攻關,這樣才能不斷提升處置成效。未來含油污泥處理技術將向著以下幾個方向發展。
1)化學清洗處理工藝
目前歐洲等西方發達國家在含油污泥處理技術等方面的探索力度越來越高,也有很多比較成熟的經驗,其中通過在含油污泥處理過程中添加化學藥劑,進而可以實現含油污泥的相關物質提取,這樣可以將其中的石油和石油乳狀液進行破乳分離,以此實現資源的循環利用。我國也將在這方面進行深度探索,借鑒西方發達國家在這方面的處理經驗,從而不斷提升處置成效。
2)含油污泥電化學處理分離工藝及含油污泥生物-植物耦合修復工藝
通過不斷升級含油污泥處理技術,在傳統工藝和現代處理工藝不斷進行經驗總結的基礎上,逐漸開始探索含油污泥電化學處理分離工藝以及含油污泥生物-植物耦合修復工藝。前者是利用活性劑和含油污泥的作用進行電化學處理的一種技術,借助磁場、電場等作用將電解形成的物質進行沉淀和再次回收利用;后者是利用微生物將石油及其衍生物中的碳氫化合物進行處置,從而實現降解處理的一種技術。這些技術處理成本較低,且具有良好的處理效果,對環境等影響也比較小,所以值得提倡利用和深度研究。
此外,不同的環境,對含油污泥處理的要求也不同,還需要相關的技術人員不斷借鑒和吸收更多的外來經驗,總結傳統含油污泥處理工藝和現代含油污泥處理工藝的不同特點以及適用范圍,以此為基礎加強多元化技術的融合研究,從而推動含油污泥處理工作向著生態綠色環保以及低成本和產業化方向延伸、拓展。
總之,目前含油污泥處理等方面的技術比較多,不同的技術應用范圍不同,適用領域和條件也不同,在具體選擇應用的過程中還需要技術人員結合實際等不斷進行經驗探索與創新,這樣才能形成更多的有效處理技術和成果,提升污泥回收利用水平,實現更大的經濟社會生態效益。