罐底油泥的特性及除油處理工藝研究

周寶龍

(吉林工業職業技術學院，吉林 吉林 132013)

1 含油污泥的主要來源

含油污泥的主要來源可分為原油開采產生含油污泥、油田集中運輸過程產生含油污泥及煉油廠污水處理廠中產生的含油污泥。大多數情況下探討的含油污泥都是指罐底油泥和落地油泥。含油污泥的成分較為復雜，其中含有大量的細菌、老化的原油及固體懸浮物等固體廢物，原油為最主要成分。油泥中含有大量的毒害化合物，其中部分化合物有著三致效應。含油污泥中大多含有酚類、苯系物等物質。大多數含油污泥的含油率為10%～50%，含水率為40%～90%。這種含油污泥不易進行沉降，脫水效果較差，黏度較高，污泥的固相顆粒水密度和油密度差小、顆粒呈細小狀。這些因素是導致含油污泥不易出油脫水、粘度較大的主要原因。落地油泥是指從石油管線中泄露出的石油，一般與雜草、礫石和泥沙混合構成，在進行石油開采過程中，作業外排、事故排放、洗井及井口散落都會導致出現大量的含油污泥和落地原油。伴隨著我國油田的設計及生產活動的日益增加，油田落地的產出量和含油污泥產量與日俱增，對自然環境也造成了嚴重污染，這些含油污泥的體積龐大、產出量較大、含水率較高，一旦未經過處理直接進行排放，會占用大量耕地。同時導致污泥中含有的大量病原菌和重金屬如汞、鋅、鉻、銅及寄生蟲對周圍環境造成污染，對附近空氣、土質土壤及水資源造成損害，資源無效損耗的現象較為嚴重。并且降解困難的毒害物質如放射性核素、多氯聯苯、二噁英等也會產生惡臭氣體，造成環境污染。

2 國內外關于罐底含油污泥特性的研究概述

水、乳化油或固體異物、吸附油及無機鹽共同組成了含油污泥。含油污泥在水中呈現穩定的懸浮乳狀液體系，由于其帶電性和水合作用能夠形成穩定的分散狀態，通過多相分離模式進行處理難度較大，也會一定程度上增加進行處理的成本和技術難度。同時由于承載油類基質的類型較為豐富，統稱為含油污泥的成分極為復雜，各自性質各異，處理技術也有不同的多樣需求。目前國內外對含油污泥的處理技術豐富多樣，但進行處理的最終目的特性集中表現為資源化、減量化及無害化[1]。

3 基于含油污泥特性的處理工藝技術進展

3.1 資源化特性處理技術要點分析

3.1.1 溶劑萃取處理技術

溶劑萃取技術是通過利用相似相溶的原理，選擇一種有機溶劑作為萃取劑，將含油污泥中的原油進行回收利用。相關研究結果表明，當溶劑與污泥比例為1∶8時，進行5次溶劑萃取后的抽提率能夠達到近99.8%，同時由于抽提次數的不斷增加，油品中的重組分比例不斷增大，在經過5次抽提后，剩余油為大于500℃的重組分，能夠將其視為不溶于石油醚的瀝青質[2]。這種萃取劑在進行回收利用的過程中會出現部分遺失，進行處理的成本較高。發展溶劑萃取處理技術的關鍵在于應開發出具有一定性價比的萃取劑，在進行萃取后應對其進行進一步處理，由此也能夠得出萃取溶劑處理技術應和其它類型的處理處置方法進行聯合應用的結論[3]。

3.1.2 化學熱洗技術處理

化學熱洗處理技術是將含油污泥進行加水稀釋后進行加熱，同時投入一定量化學試劑后，將油進行聚散分離或從固相表面托福的污泥除油措施。這種技術在乳化較輕、含油量較高的落地原油和油礫等回收油處理中有著較多應用。相關學者通過聯合生物處理和化學熱洗處理技術對煉油廠中的含油污泥進行處理，結果表明污油的回收率能夠達到近93%，再經過好氧生物處理技術后，石油去除率能夠達到95%以上[4]。

3.2 減量化特性處理技術要點分析

3.2.1 超聲波預處理技術

超聲波預處理技術是一種新型的污泥預處理技術，主要通過超聲波對污泥產生局部發熱和海綿效應等作用，提高污泥脫水能力。根據相關研究結果表明，短期內進行低強度的超聲波處理能夠將污泥含水量降低至90%以下，同時能夠減少絮凝劑用量約30%～60%。但如使用的超聲波處理時間過長或功率過大時，也會導致污泥內部結構發生改變，污泥黏度加強，脫水性能發生大幅度降低[5]。同時由于超聲波會破壞菌膠團，污泥會出現升高現象，縮短后續生化處理需要的時間，變化量與使用超聲波的溫度、聲強及操作時間成正比關系。目前關于應用超聲波技術的含油污泥除油研究較少。據相關文獻表明，使用超聲波弱空化狀態的除油率能夠達到90%以上[6]。由此能夠得知超聲波技術對于含油污泥的處理影響較為多樣，應對除油效果、污泥類型及脫水效果對后續處理的影響進行綜合考慮，以此確定超聲波預處理使用的功率和時間等內容，將影響結果作為首要的參考依據[7]。

3.2.2 含油污泥調質技術

據相關文獻表明，有機高分子絮凝劑能夠有效破壞交替穩定，從而改善污泥的脫水性能，將污泥含水量降至90%以下。但由于使用有機高分子絮凝劑時會產生一定殘留物質，這部分殘留物不易被生物進行降解，單體有著“三致”效應和強烈的神經毒性，容易對環境造成二次污染。由此，研究開發適用范圍廣，無毒無害、絮凝效果較高及對自然環境無法造成二次污染的生物絮凝劑，逐漸成為了世界各國石油開采相關工作人員的重點問題。目前已經面市的微生物絮凝劑由糖蛋白、蛋白質、纖維素、粘多糖等高分子化合物，這些絮凝劑的生產成本較高，作為污泥調理劑進行使用的相關報道較少[8]。積極開發新型的生物絮凝劑，降低生產投資成本，監測生物絮凝劑對后續處理措施的影響是今后技術發展的重點內容。

3.3 穩定化特性處理技術要點分析

3.3.1 含油污泥固化處理技術。

含油污泥的固化處理技術是指將含油污泥進行固化，或包容于惰性固化基材中的一項無害化處理過程。目前廣泛應用的是水泥固化劑。在1971年開始，國內部分油田如大慶油田、四川油田、勝利油田等開始逐漸應用固化處理技術。據相關研究結果表明，固化產品的含油量、浸出液及有毒元素能夠隨著水泥量的增加而逐漸減少，通過將污泥和水泥量進行配比，能夠滿足污水綜合排放標準，同時添加適量的添加劑，使固化產品的抗壓強度能夠滿足填埋的相關標準要求[9]。通過對固化處理技術的原理進行深入研究后能夠發現，固化后的污泥密實程度有著較大提升，這也是污泥強度提高的核心因素。

3.3.2 含油污泥焚燒處理技術

將經過脫水濃縮預處理后的含油污泥送至焚燒爐后進行焚燒，溫度約為900～1600℃，經過30min焚燒后，對灰渣進行進一步處理，防止造成污染。焚燒處理技術減容效果十分明顯，處理較為安全，能夠有效消滅病原菌。目前我國處理含油污泥的主要措施即為焚燒處理技術，主要應用的焚燒爐類型可分為流化床式、方箱式、回轉爐、固定床式等。焚燒處理技術的燃燒裝置處理成本較高，每噸污泥約耗油19kg。據相關研究結果表明，使用塑料與含油污泥進行混合焚燒，能夠提供較為良好的焚燒條件，從而有效降低煙氣排放量，極大程度地減少了成本投入，但也會產生一定量如多環芳香烴類型的有害物質。這種塑料聯合技術目前主要應用于處理市政污泥，對于含油污泥的應用報道較少。

4 結語

目前我國罐底油泥處理技術工藝已有較大進步，但具體工藝上仍有一定不足，如焚燒處理易造成二次污染，含油污泥調質成本較高等。油田領域是國家經濟發展的關鍵支柱型事業，對于社會和工業有著不可替代的作用，相關工作人員應積極探究，努力建設我國油田事業，優化油泥處理工藝。