含油污泥處置工藝現狀及火電廠協同處置探索

鄭瑩瑩

（浙江泰誠環境科技有限公司 浙江臺州 318000）

引言

含油污泥是指原油或成品油混入泥土或其他介質，其中的油分無法直接回收且污染環境的多種形態混合物。從含油污泥來源來看，主要是石油開采、運輸、煉制及含油污水處理過程中產生。含油污泥具有毒性，伴隨惡臭味，其中硫化物、重金屬、礦物油等會給周邊水體、土壤及大氣造成污染。尤其是其中的重金屬污染物，對生態環境及人類生活環境具有一定的破壞性。

1 含油污泥特點

1.1 來源廣

含油污泥在原油開采、煉油廠、油田運輸環節都會產生，且不同來源污泥其含油特點也有差異。煉油廠含油污泥，含油率一般在10%-50%，并伴有固體，含水率約為40%-85%，往往來自浮選池浮渣、罐底泥等；油田運輸環節污泥主要來自接轉站、沉降罐、天然凈化裝置清理的油泥、油沙，尤其是一次/二次沉降罐、洗井水回收罐污水處理緩蝕劑、凝聚劑等藥劑的使用，約有1%底泥；原油開采產生的含油污泥含油量高、脫水難[1]。

1.2 成分雜

含油污泥成分十分復雜，組分種類繁多，主要成分有絮凝物、阻垢劑、代謝物、細菌、粘土、無機鹽、緩蝕劑、絮凝劑、有機物等，成分復雜增加了后期的處理難度及工藝選型。

1.3 臭味強

含油污泥生成后，經過一段時間放置會產生大量硫化物、硫醚、硫醇等惡臭物質，在轉運、存儲或者處理過程中，如設備選型或設計工作不到位，尤其是設備的密閉性不夠，極易產生二次惡臭污染問題。

1.4 隱患大

含油污泥在存儲或處理過程中極易產生污染環境事件或其他安全隱患，例如，含油污泥存儲時間過程，會產生揮發烴類物質，與空氣混合易產生爆炸性氣體。含油污泥在設備處理過程中一旦操作不當，也會造成爆炸等，因此，需要做好防爆工藝選型[2]。

1.5 難處理

含油污泥具有很強的穩定特性，含油污泥屬于多相體系懸浮乳化物，存在較難的脫水性，且含油污泥粘度大，含油污泥中存在較高的含水量[3]。此外，含油污泥顆粒帶電性，與水作用，使得含油污泥逐漸成為分散體系，在處理過程中存在脫水難度大等特點。

2 含油污泥處理標準及過程

2.1 處理標準

近年來，隨著環境治理力度的加大，以及生態環境保護的現實需要，國家、行業及地方相繼出臺了若干含油污泥污染治理標準（見表1），且標準要求越來越嚴，這也為含油污泥治理提供了可靠依據。

表1 含油污泥相關標準

2.2 處理過程

無害化、減量化、資源化是含油污泥處置應堅持的基本原則，無論選用何種工藝技術，在處理含油污泥時通常需經脫水、調質等若干過程。

（1）脫水。含油污泥脫水常用到濃縮法、干化法、干燥法和機械脫水法工藝，處理的含油廢水主要為自由水、附著水、間隙水和化學結合水等（見表2）。

表2 含油污泥脫水方法及效果（%）

（2）調質。脫水處理后，還需要進一步對其進行調質，分離油、水、渣三相[4]。脫水后，水包油、油包水及懸浮固體組成脫水后的黑色粘稠含油污泥濃縮液，需要利用重力沉降該污泥濃縮液。濃縮液中顆粒物表面吸附同種電荷，電荷互相排斥，經充分乳化，脫穩難度大，難以分離油、水、泥渣。此時，需要添加相應的調質劑，分離原油與固體顆粒物、油滴聚合、加入化學藥劑隨固體雜質沉降，最終實現水-油-固三相分離。

3 含油污泥處理工藝現狀

含油污泥處理工藝包括物理法、化學法、生物法及聯合工藝處理技術，每一類處理工藝又包括若干不同處理技術，且不同的處理工藝有其適用領域和特點。

3.1 物理法

（1）焚燒法。焚燒法處理含油污泥，是通過高溫爐（800℃-1200℃）將含油污泥高溫焚燒的一項傳統的處理工藝。焚燒法處理含油污泥可將污泥中的有機物、油類物質燃燒分解，成為穩定殘渣。原油具有可燃性，含油污泥中雖然殘留部分原油，但污泥的含水率高，需輔助加入助燃劑方可燃燒。燃燒法處理含油污泥，其燃燒過程中會產生二氧化硫、二噁英等污染物，隨著燃燒煙氣的排放而進入生態環境，易造成二次環境污染，且焚燒前還需對污泥進行預處理，增加處理成本。

（2）固化法。將水泥、黏土、改性劑等固化劑加入至含油污泥，使其具有一定機械強度，將有害成分固定于污泥中，無法滲出環境。固化法處理含油污泥具有操作簡便，步驟少等特點，適用于大量含油污泥的處理。且固化法處理含油污泥，還可將固化后的污泥用作建筑材料或路基填充物，實現廢物二次再利用。

（3）超聲波處理技術。利用聲場的聲空化效應、機械效應及熱效應處理含油污泥。超聲波作用下含油污泥內部乳化體系溫度升高，降低內部乳化體系穩定及束縛能力，分離油泥膠體界面，破壞乳化體系穩定性，利用超聲波分解特性處理污泥乳化體系內污染物。超聲波處理技術是種高效、清潔處理工藝，無二次污染。該項技術尚處于試驗階段，設備及反應器結構優化尚在研究環節，且超聲探頭貴，大面積推廣應用較少。

（4）熱解法。熱解法處理含油污泥，又叫干餾法，是將含油污泥物處于隔絕空氣條件下，加熱含油污泥，使其固相、油相和水相發生水合和裂化等復雜反應，最終將含油污泥轉化為氣、液、固三種形態物質，再對其進行分離。熱解法處理含油污泥可使主要污染物分離，產生液體油相和烴類氣體等可回收物，提高處理效果。而且熱解法處理含油污泥產生的殘渣可通過深加工制成催化劑、燃料、絮凝劑等產物，具有一定的經濟效益。目前，熱解法處理含油污泥技術較為成熟，在我國的長慶、遼河、吉林等地油田得到廣泛推廣和使用。該工藝技術的不足是能耗大、工藝復雜、成本高，前期投入大。

3.2 化學法

（1）化學清洗法。將熱水、化學試劑加入含油污泥，利用化學試劑的卷起、乳化、溶解和增溶等改變含油污泥中油液相、油泥界面性質。化學清洗法處理含油污泥的目的是要實現油泥水三相分離，沖洗掉污泥表面原油，降低污泥含油粘度。該法具有穩定性、成本低、易操作和高回收率等優勢，但不足是易造成二次污染。

（2）萃取法。萃取法處理含油污泥，是將含油污泥中的石油類物質從污泥中提取，分離回收原油。溶劑萃取法作為典型的液-固萃取法，可短時間里將含油污泥中的石油提取至萃取劑，再利用蒸餾技術將石油與萃取劑分離提純。溶劑萃取法處理含油污泥可重復利用萃取溶劑，具有一定的經濟性、適應性強和操作簡便的特點，但投資成本高，尚未大規模推廣。此外，萃取法還包括超臨界流體萃取。即通過改變壓力、溫度，分離萃取劑與被萃取物，從而實現將含油污泥中的油萃取出來。與傳統溶劑萃取不同，超臨界流體萃取工藝具有萃取時間短、萃取劑量少等優勢。

（3）超臨界水氧化技術。利用超臨界水為反應介質，以氧氣、空氣及過氧化氫為催化劑，實現高溫高壓條件下自由基反應，有機物降解，實現含油污泥的無害化處理。超臨界水氧化技術效率高、速度快，能徹底降解含油污染物，不足之處是工藝成本高，重金屬難消除。

3.3 生物法

（1）堆肥法。利用堆肥技術使微生物代謝過程中產生熱量，達到生物降解含油污泥中的石油烴的效果，使含油污泥中的有機物向腐殖質轉化。堆肥法處理含油污泥具有成本低、易操作，降低石油烴危害等優勢，但不足之處是工藝處理時間長。（2）生物反應器法。通過控溫、氧化、添加營養物等，將含油污泥與微生物所需營養物按比例混合制備成營養泥漿，通過微生物生長代謝，降低污泥中污染物含量的工藝方法。生物反應器法處理含油污泥可將處理后的固體回用，液體再利用。這種方法適用于較低含油污泥，高含油污泥處置效果較差。（3）生物浮選法。生物浮選法是近年來新型生物處理工藝，是浮選工藝與生物法組合工藝技術，利用微生物生長代謝時產生大量固相、液相和氣相的生物活性物，改變含油污泥體系表面張力，破壞含油污泥內部穩定體系，并對由此產生的油相回收利用，實現資源二次價值利用。生物浮選工藝復雜，難操作，尚處于實驗室研究階段。

近年來，隨著含油污泥處理工藝技術研究的深入，除上述物理法、化學法和生物法之外，還有相關聯合處理工藝技術，例如熱洗-調質-機械分離技術、電化學生物耦合處理技術，以及調剖技術、植物修復技術等。

4 含油污泥火電廠協同處置

為加快含油污泥減量化、資源化、無害化處置進程，部分地區開展含油污泥電廠協同處置研發與工程示范。現將某火電廠協同處置技術做一簡要分析。

4.1 工藝流程

將含油污泥通過車輛運輸至污泥干燥車間存儲，經污泥螺桿泵輸送至干燥機進行質熱交換，干燥后污泥經氣流輸送至旋風分離器，進一步進行風泥分離，經污泥粉碎機、避風卸料進入干泥輸送器，送入鍋爐爐膛，與鍋爐中燃煤一起燃燒；干燥器出口及污泥存儲倉、干化污泥輸送過程中臭氣經收集，由引風機送至鍋爐燃燒。

4.2 熱值評價

對含油污泥進行脫水處理，經脫水處理摻雜煤繼續燃燒，并根據燃燒產物確定最佳摻煤量。利用靜態掛片法評價含油污泥焚燒腐蝕性；根據氧彈式量熱計測量含油污泥燃燒熱值，評價含油污泥燃燒熱值。

4.3 結果分析

（1）含油污泥組分。對含油污泥進行組成分析，其中沉降罐含油量較高，為24.3%，其他均低于5%。（2）含油污泥摻煤燃燒評價。經摻煤燃燒，從結果來看，含油污泥摻煤量越大，燃燒越充分，當摻煤質量分數達58%時，燃燒最徹底，鑒于成本考慮，可選取摻煤燃燒質量分數為58%。（3）熱值評價。通過含油污泥焚燒熱值分析，該含油污泥燃燒熱值較低，需摻煤焚燒。（4）焚燒氣體產物分析。通過火電廠含油污泥焚燒過程中二氧化硫、氮氧化物質量及蒸餾水吸收液pH 值監測，通過監測發現，含油污泥焚燒產生的二氧化硫含量超過煤的3-8 倍，焚燒氣體蒸餾水吸收液pH 值低。（5）焚燒固體產物分析。含油污泥焚燒后，爐渣中氯離子、硫離子、碳酸氫根離子含量較高，摻煤燃燒后，該三種離子含量未明顯降低，因此，爐渣陰離子含量無明顯減少。

結語

近年來，隨著油田開采以及運輸活動的日益頻繁，產生的含油污泥量越來越多，做好含油污泥處理，選擇合適工藝技術，不僅具有較強的經濟效益，也能夠產生良好的環保效益。利用火電廠協同處置，做好含油污泥焚燒處理，能夠創造出一定的經濟效益，還可以減少含油污泥存量，但需要做好工藝選型，強化處理效果。