石油污染土壤修復技術及其發展綜述

俞梅 姚佳斌 田文鋼 蔣尚 劉勇

摘要：石油工業是現代工業發展的重要基礎，油泥是石油開采過程中產生的主要固體廢棄物，是一種不可再生資源。我國待處理油泥總量龐大，若不進行合理處置隨意丟棄，污染物質進入土壤及地下水，會造成極大的環境污染問題。本文根據我國的石油污染現狀，介紹了多種油泥處置技術的原理及工藝流程，并探討了油泥處置工藝的發展趨勢。

關鍵詞：石油污染;土壤修復技術;發展綜述

中圖分類號：X53 文獻標識碼：A 文章編號：2095-672X（2020）12-00-01

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2020.12.049

A summary of remediation technology and development of petroleum contaminated soil

Yu Mei，Yao Jiabin，Tian Wengang，Jiang Shang，Liu Yong

（Shanghai Aojiang Ecological Environment Technology Co.，Ltd.，Shanghai 200120，China）

Abstract：The petroleum industry is an important foundation for the development of modern industry. Oil sludge is the main solid waste produced in the process of petroleum exploitation and a non-renewable resource. The total amount of sludge to be processed in China is huge. If it is discarded without reasonable disposal， pollutants enter the soil and groundwater， which will cause great environmental pollution problems. Based on the status quo of petroleum pollution in China， this article introduces the principles and process flow of various sludge disposal technologies， and discusses the development trend of sludge disposal technologies.

Key words：Petroleum pollution;Soil remediation technology;Development review

1 石油污染土壤現狀

我國石油企業年生成的落地原油約為70萬t，其中約有1/10會進入土壤環境[1]。而這其中80%以上的原油會留存在表層50 cm以上的土壤中[2]，石油污染多位于生態脆弱地區，新疆，遼寧等多個區域有大量油泥需要處理，主要特點是危害大、難監管，治理技術不成熟，實際處置率僅為17.45%。

石油污染土壤主要包括兩大類：一類是石油烴污染土壤，石油分解產物污染，石油的主要成分是烴類（烷烴、環烷烴和芳香烴），約占97%-99%;非烴類化合物（含氧化合物、含硫化合物、含氮化合物、膠質和瀝青質）通常只占石油成分的1%-2%[3]。另一類是油泥污染，油泥污染來源包括：石油開采產生污油泥。廢棄的鉆井泥漿和鉆井巖屑等。油品運輸、儲存產生污油泥。運輸原有滴漏，儲存不當造成原油滴漏，滴漏的原油與其他介質混合形成的油泥。油品加工產生三泥，隔油池底泥、浮選浮渣和剩余活性污泥。油泥中存在大量的苯系物、酚類、蒽、芘等有惡臭的有毒物質，屬于多相體系，成分非常復雜。目前市場上的石油污染修復技術主要有熱水洗修復技術，異位熱脫附修復技術，高溫無氧干餾修復技術，超聲波修復技術和化學氧化修復技術。

2 石油污染土壤修復技術

2.1 熱水洗修復技術

油泥熱水洗技術主要是以表面活性劑及其他助劑的熱水溶液對油泥進行多次預混調質處理，然后經混合攪拌靜置沉淀，再通過臥螺離心設備等工藝設施實現油、水、泥三相的分離，分離出的油相經處理后進入儲油罐，清洗液可再循環利用，待達到一定濃度后可進入水處理設備處理后再循環利用，可節約水資源的使用，剩余的污泥則進行脫水再外運處置。

工藝路線：（1）預處理：油泥進入油泥熱洗設備之前，所有的油泥首先進行破碎處置，接著進入振動篩進行粗細料的分離。分離后的粗料經粗料洗滌機洗滌后達標后資源化利用;分離后的細物料進入油泥熱洗設備。（2）清洗攪拌：分離的細物料（5mm以下）經熱水洗滌、攪拌，預計經過噴洗后的篩上物主要為砂礫等，達標后資源化利用，未達標將再次進入清洗攪拌水箱進行水洗。振動篩的篩下泥漿（粒徑小于5 mm）隨后進入臥螺離心機，進行泥漿濃縮和脫水，實現固相和液相分離。（3）油水分離：液相油水到油水分離槽，控制熱洗溫度70℃，加入化學洗滌液，能使污染物大顆粒變成小顆粒的效果，保證了對污染物質全面清洗，加快油污的剝離，并可循環清洗。分離油和水，油經儲油罐儲存，分離后的污水精處理后達標排放。

2.2 異位熱脫附修復技術

異位熱脫附方法是指含石油污染土壤通過間接加熱，將含石油污染土壤加熱至目標污染物的沸點以上，通過調節燃燒器的溫度控制土壤的加熱溫度，通過回轉窯的旋轉頻率控制土壤停留時間，通過對加熱溫度和停留時間的控制來確保土壤中污染物分離徹底。熱脫附技術是一種目前國際上廣泛應用的含油污泥無害化處理工藝，在國內市場普及率也較高。此工藝污染少，可對烴蒸汽回收利用，且占地面積較少，單位時間處理量大，反應過程可控。但反應條件要求較高，適用于含水量不高，經過預處理后的油泥。

含油污泥屬危險固體廢棄物，其特征污染物為石油，其危險特征為易燃性和毒性，石油中的輕組分具有易燃性，石油中的多環芳烴等具有毒性。在550℃的熱脫附溫度下，能夠徹底的實現絕大部分原油組分的解吸、多環芳烴的解吸以及少部分重組分的熱解。

工藝路線：（1）預處理：去除雜物，降低含水率和黏性。使用格柵去除大塊狀物料、木頭及布條;添加砂土混拌降低進料含水率和黏度。（2）熱處理：熱處理全過程處于完全封閉的狀態，油泥進入高溫熱脫附提取室，土壤中的污染物經過高溫解吸出來，由風機抽至尾氣處理單元中。（3）尾氣處理：熱解氣通過噴淋+除霧后，不凝氣進入燃燒室做燃料，冷凝液則通過油水分離進行水處理。

2.3 高溫無氧干餾修復技術

高溫無氧干餾修復技術是運用油泥中有機物的熱不穩定性，在無氧前提下加熱，當達到一定的溫度后，組成有機物的大分子結構中碳鍵和氫鍵發生斷裂，經重新組合形成小分子的不可凝可燃氣體（甲、乙、丙、丁烷、CO和氫氣）、可凝可揮發的油以及碳。裂解后生成的氣相、液相、固相，可資源化利用。

固相：碳粉殘渣，可以用作建筑材料。

液相：焦油、輕質油可以交由化工廠對其進一步提煉，提煉后可作為商品油。也可以回噴至爐膛作為熱源，支持運行能量平衡。

氣相：CO、甲乙丙丁烷等可燃氣體作為回用燃氣，用于支持運行能量平衡。

2.4 超聲波修復技術

將油泥漿化后，利用多梯度耦合功率超聲處理，促使油-水-固三項高效分離，并離心回收。多梯度耦合含油污泥處理技術采用了電磁感應、分子震動、慣性離心等多種作用在空間和時間上的優化耦合，是一種物理技術，使密度、粒徑及重量均不相同的成分相互分離，各組分再按照相同的物性而發生集聚，實現處理對象各成分的高效分離。

工藝路線：（1）預處理：含油污泥經由泥漿泵送入漿化槽經過高速攪拌，形成均質細漿料。（2）超聲波處理：細漿料進入處理撬超聲處理罐，每個撬內安裝6套多梯度耦合處理器、一套攪拌器;每個罐體下端安裝一套氣浮裝置。均質泥漿在超聲處理罐中作用時間為20-60min。利用超聲波的空化及機械效應將水分子與泥及其他成分進行有效的分離。（3）分離處理：物料經過超聲波處理后進入固液深度分離撬的緩存槽，緩存槽設有一套多梯度耦合處理器和氣浮裝置，提高分離效果。漿料通過輸送泵進入臥螺離心機，進行深度分離，分離后的廢水進入污水處理系統處理后可循環使用，分離出的污泥含水率約為40%左右。

2.5 化學氧化修復技術

化學氧化修復技術是針對土壤中的石油烴類物質，利用氧化劑的氧化性能，使石油烴組分氧化分解，變成無毒無害的物質，從而消除石油進入土壤后的污染。

可選用的化學藥劑包括，芬頓試劑：亞鐵鹽和雙氧水;過硫酸鹽：過硫酸鈉和檸檬酸;雙氧化體系藥劑：雙氧水和過硫酸鈉;高錳酸鹽。

可選用的工藝流程有：（1）異位化學氧化，將污染土壤從場地清理到特定的場所或裝置，使用器械設備將污染土壤和氧化藥劑攪拌均勻;（2）原位化學氧化。使用注射井將氧化藥劑直接注射到污染區域，注入方式為直壓注入。化學氧化藥劑與污染土壤中的污染組分發生氧化分解反應，從而達到修復的目的。

3 結論

石油污染土壤的處理工藝多種多樣，各有所長，但尚沒有任何一種技術可以作為處理所有類型石油污染土壤的理想方法，總體來說僅靠單一的處理工藝很難滿足環保要求，從目前的發展趨勢來看，將各種工藝有機組合，加強污泥的深度處理是發展趨勢之一。隨著各項處理技術的日臻完善，調質離心法、熱法、超聲波法等聯合處理措施將是污泥前處理的主要方向。同時，根據《中華人民共和國石油天然氣行業標準油田含油污泥處理設計規范（SY/T 6851-2012）》，鑒于含油污泥中成分復雜，應及時分級、分階段處理，從而達到含油污泥的無害化處理和資源化應用。

參考文獻

[1]任華峰，單德臣，李淑芹.石油污染土壤微生物修復技術的研究進展[J].東北農業大學學報，2004，35（3）：373-376.

[2]陳鶴建.原油在土壤中的滲透及降解規律[J].油氣田環境保護，2000（4）：14-15.

[3]楊斌，侯新村，范希峰，等.石油污染土壤的植物修復研究進展[J].環境工程，2012（30）：406-411.

收稿日期：2020-09-17

作者簡介：俞梅（1992-），女，漢族，大學本科，助理工程師，研究方向為土壤修復。