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含油污泥治理技术

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油气田含油污泥治理难度大,多数油田还没有实现无害化、资源化处理,一般是采用脱水后堆放干化的方式,不但会占用大量土地,而且会对空气、水体、土壤等造成污染,企业也需要为此缴纳大量排污费用。进一步研究油气田含油污泥的治理技术,非常必要。

  1 含油污泥的处理标准

  油气田含油污泥的处理标准,通常取决于处理后污泥的用途,一般来说,国内外对于这类污泥的最终处置都是筑路、填埋,为避免对填埋区土壤造成不良影响,各国都对含油污泥处理后的重金属含量、油含量等提出了严格要求,例如美国、法国对填埋处置的含油污泥要求其含油量≤2%(油的质量分数),对筑路处置的含油污泥要求其含油量≤5%(油的质量分数)。

  我国对于含油污泥的处理也制定了相关标准,如《危险废弃物填埋污染控制标准》(GB 18598—2001)等,但并没有针对含油污泥处理后的含油量制定量化指标,只在《农用污泥中污染物控制标准》(GB4284—84) 中对污泥中的矿物含油量作出了规定,为≤0.3%(由的质量分数)[1]。对于含油污泥中的重金属含量,《农用污泥中污染物控制标准》(GB4284—84)也作出了规定,如ρ(Cu)为500 mg/kg,ρ(As)为75 mg/kg 等,也对重金属排放量进行了规定。

  2 油气田含油污泥治理技术

  2.1 减量处理

  减量处理是利用物理化学方法将污泥中的颗粒物分离出来,从而实现污染物减量化的处理措施,该方法具有成本低、易于操作的特点。微信图片_20200424090923.jpg

  2.1.1 机械脱水

  机械脱水是对含油污泥进行调质、分选等多种预处理后,然后高速离心,将油、水、泥三者相分离,然后再根据处理效果,利用固化技术、生物技术等进行辅助处理,实现含油污泥的无害化。一般来说其流程如下。

  1)用絮凝剂调节含油污泥的颗粒结构,增强含油污泥脱水性。

  2)用真空过滤脱水机、高速离心机等设备进行脱水。其中,絮凝剂是难降解的物质,处理不好会导致二次污染,因此选择适用范围广、无毒无害的高效、有机、高分子絮凝剂是需要考虑的关键问题,新出现的微生物分泌的高分子絮凝剂是一个较好的选择[2]。

  2.1.2 焚烧

  焚烧是污水处理厂处理含油污泥的主要办法。在将含油污泥脱水后,送入浓缩罐内,升温到60 ℃,然后加入絮凝剂,进行搅拌和重力沉降,再分层切水。含油污泥在经过上述处理后,可再次脱水并烘干,制成泥饼后在焚烧炉内焚烧,最后再对灰渣进行处理。焚烧处理的效果非常明显,可以去除多种有害物质,但焚烧过程中也会释放一些有害气体,对大气造成二次污染。最后,焚烧处理对设备的要求较高,这也是很多油气田所不具备的条件。

  2.2 固化处理

  2.2.1 固化处理

  固化是指将含油污泥固话,或包容于惰性固化基质的无害化处理手段,比较适用于含有CaCl2,Na-Cl 的含油污泥的处理,以及含油量较低的污泥的处理。当前,固化一般是采用水泥固化剂,可达到安全土地填埋处理的要求[3]。固化处理的效率较高,且处理后也可以进行资源化利用,但各油气田的含油污泥性质各异,针对性开发和使用固化剂是一个重要的研究方向。

  2.2.2 微生物处理

  生物处理是指利用微生物将含油污泥降解和矿化,最终转变为无害无机物质的技术。利用微生物对含油污泥进行处理,影响处理效果的因素包括以下几种。

  1)微生物的种类、菌种数量。

  2)微生物的生长环境,如营养物质的含水率、温度、氧气浓度等。

  3)污染物的生物化学特征。不同的微生物、对含油污泥的降解能力也不同,同时,多种微生物或菌株混合,往往能起到更为理想的降解效果[4]。

  其次,微生物处理的最终产物是水、二氧化碳等无害物质,不会对环境产生二次污染,也不会导致污染物转移,且费用不高,是含油污泥无害处理的重要研究方向。

  2.3 资源化处理

  2.3.1 热解

  在缺氧环境中,含油污泥中的有机质可以分解成固体碳、液态燃料油等,这都是可以再次利用的资源。相关研究发现,通过热解的方式对含油污泥进行处理,可以更有效地回收油气,再次开发残渣的利用价值,具有较好的效益。

  2.3.2 焦化

  焦化处理是利用渣油、重质油的焦化反应,实现高温裂解或热缩和的技术。从目前各油气田的实际情况来看,对含油污泥进行焦化处理的方式主要包括以下两种。

  1)先对含油污泥进行脱水处理,然后用合适的催化剂进行混合,放入焦化反应釜内,实现焦化反应,经过缩合、裂解后,产生不凝气、交谈、液相油品等。

  2)向含油污泥内添加适量的碳化添加剂、强度添加剂,然后通过焦化反应产生含碳吸附剂等产品。

  2.3.3 溶剂萃取

  溶剂萃取是指利用萃取剂来溶解含油污泥,在搅拌和离心后,利用萃取剂把油、有机物提取出来,再进行回炼,产生可供使用的燃料油。利用回收蒸馏技术,还可以对萃取剂进行循环利用。但需注意的是,萃取剂通常需要与其他技术共同应用才可以起到较为理想的回收效果,如与分散剂联合使用,与机械剂联合使用,与低频声波联合使用等。

  3 油气田含油污泥治理技术趋势展望

  目前,国外对于含油污泥的处理已经较为先进和发达,而国内在此方面则还刚刚起步,很多实验都还处在实验室研究阶段,也缺少典型示范工程。同时,大部分研究都侧重于对含油污泥中的原油进行回收,但对于含油污泥净化技术的研究也很有限。将含油污泥制成泥饼或者填埋虽然较为简单,但会造成一定的经济损失与环境污染。利用各种添加剂对含油污泥进行处理,则需要支付昂贵的成本费用,部分处理方式也会引起二次污染问题。生物处理虽然运行费用低,节约能源,但废渣处理也是一个难题。

  随着含油污泥处理技术的不断完善,生物- 化学,物理- 化学等联合技术的运用将成为油气田含油污泥处理的一大方向,同时,含油污泥中的成分较为复杂,且各油气田的含油污泥也有其特点,针具油气田实际情况对含油污泥进行分级、分阶段处理,并最终实现对含油污泥的无害处理、资源化利用,也是未来研究的主要方向。

  4 结语

  含油污泥是一种严重的污染源,对含油污泥进行处理,不仅是环境保护的需求,也是资源循环利用的需求。目前,国内外对于含油污泥的处理已经有了多项技术,如焚烧、萃取、微生物处理中,但上述各种技术手段普遍存在一定的局限性,进一步加强对相关技术的研究,实现经济效益、社会效益的双收,是值得我们思考的问题。(来源:现代工业经济和信息化  作者:高若函)

 


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