含油污泥来源与处理方法方案Word文档格式.docx
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胜利油田含油污泥的主要来源于接转站、联合站的油罐、沉降
罐、污水罐、隔油池底泥、炼厂含油水处理设施、轻烃加工厂、天
然气净化装置清除出来的油沙、油泥,钻井、作业、管线穿孔而产
生的落地原油及含油污泥。
油品储罐在储存油品时,油品中的少量
机械杂质、沙粒、泥土、重金属盐类以及石蜡和沥青质等重油性组
分沉积在油罐底部,形成罐底油泥。
中原油田污泥产生主要是一次沉降罐、二次沉降罐、洗井水回
收罐的排污。
含油污泥本身成分复杂,含有大量的老化原油、蜡质、
沥青质、胶体和固体悬浮物、细菌、盐类、酸性气体、腐蚀产物等,
污水处理过程中还加入了大量的凝聚剂、缓蚀剂、阻垢剂、杀菌剂
等水处理药剂。
在
3~6
年的油罐定期清洗中,罐底含油污泥量约占罐容的
1%左
右。
罐底含油污泥的特点是碳氢化合物(油)含量极高。
据调查测
试发现,油罐底泥中大约
25%为水,5%的无机沉淀物如泥沙,70%左
右为碳氢化合物,其中沥青质占
7.8%,石蜡占
6%,污泥灰分含量
4.8%。
1.3
炼油厂污水处理场产生的含油污泥
炼油厂污水处理场的含油污泥主要来源于隔油池底泥、浮选池
浮渣、原油罐底泥等,俗称“三泥”,这些含油污泥组成各异,通
常含油率在
10%~50%之间,含水率在
40%~90%之间,同时伴有
一定量的固体。
2.含油污泥的危害
含油污泥体积庞大,若不加以处理直接排放,不但占用大量耕
地,而且对周围土壤、水体、空气都将造成污染,伴有恶臭气体产
生,而且对周围土壤、水体、空气都将造成污染,伴有恶臭气体产
生,污泥含有大量的病原菌、寄生虫(卵)、铜、锌、铬、汞等重
金属,盐类以及多氯联苯、二恶英、放射性核素等难降解的有毒有
害物质。
3.常用污泥的处理方法
含油污泥处理最终的目的是以减量化、资源化、无害化为原则。
含油污泥常用的处理方法:
溶剂萃取法、焚烧法、生物法、焦化法、
含油污泥调剖、含油污泥综合利用等。
3.1
含油污泥的脱水
含油污泥中的水有以下四种形态:
自由水(free
water)、间
隙水(interstitial
water)、附着水(vicinal
water)[或表面
水
surface
water]、化学结合水(chemical-bound
water)。
常用
含油污泥脱水方法及效果见表
1。
表
1
常用含油污泥的脱水方法及效果
脱水方法
脱水装置
脱水后含水率%
脱水后状态
浓缩脱水
重力、气浮、离心浓
缩
95~97
近似糊状
自然干化法
自然干化场、晒沙场
70~80
泥饼状
机械脱水
真空过滤
真空转鼓、真空转盘
60~80
压力过滤
板框压滤机
45~80
滚压过滤
滚压带式压滤机
78~86
离心过滤
离心机
80~85
干燥法
10~40
粉状、粒状
焚烧法
0~10
灰状
3.2
含油污泥的调质
经重力沉降脱水后的黑色粘稠含油污泥浓缩液,一般由水包油
(O/W)、油包水(W/O)以及悬浮固体共同组成,属于多相的胶体体系,
组成较为复杂。
由于含油污泥颗粒表面吸附同种电荷,相互之间排
斥,加之充分乳化,极难脱稳,使得油、水、泥渣分离比较困难。
需要加入调质剂,使原油与固体颗粒分离、油滴聚合、原加入的化
学药剂随固体杂质沉降,实现油、水、渣三相的完全分离。
李凡修对含油污泥调质-机械脱水处理工艺进行研究,该技术
的关键在于对调质中所用的絮凝剂、破乳剂、调节剂种类与用量的
选定、脱水机械类型的选择,以及脱水机械运行参数的确定。
据报道
Jan
Bock,
Sanjay
R
Srivatsa,
Aldo
Corti
等人分别
发明了通过含油污泥调质—机械脱水工艺回收油的有关专利技术:
通
过投加表面活性剂、稀释剂(葵烷等)、电解质(NaCl
溶液),或者破
乳剂(阴离子或非离子)、润湿剂(可增加固体微粒表面和水的亲合力)和
pH
值调节剂等,并辅以加热减粘(最佳为
50℃以上)等调质手段,实
现水—油—固三相分离。
据有关资料,国内的辽宁省盘锦市辽河油田锦州采油厂获得一
项含油污泥调质及回收原油的的专利技术。
3.3
萃取法
萃取法是利用“相似相溶”原理,选择一种合适的有机溶剂作
萃取剂,将含油污泥中的原油回收利用的方法。
黄戍生等利用多级分离萃取加一级热洗方法处理含油污泥,处
理后污泥可达到农用污泥排放标准,化学药剂可循环使用。
超临界流体萃取技术,是一种新兴的含油污泥萃取技术,该技
术正处于开发阶段。
它将常温、常压下为气态的物质经过高压达到
液态,并以之作为萃取剂,由于其巨大的溶解能力以及萃取剂易于
回收循环使用。
常用的超临界流萃取剂有甲烷、乙烯、乙烷、丙烷、
二氧化碳等,这些物质的临界温度高、临界压力低,而且原料廉价
易得,是良好的超临界萃取剂,且密度小,易于分离。
目前,萃取法处理含油污泥还在试验开发阶段。
萃取法的优点
是处理含油污泥较彻底,能够将大部分石油类物质提取回收。
但是
由于萃取剂价格昂贵,而且在处理过程中有一定的损失,所以萃取
法成本高,还没有实际应用于炼厂含油污泥处理。
此项技术发展的
关键是要开发出性能价格比高的萃取剂。
3.4
经过预先脱水浓缩预处理后的含油污泥,送至焚烧炉进行焚烧,
温度
800~850℃,经
30min
焚烧即可完毕,焚烧后的灰渣需进一步
处理。
我国绝大多数炼油厂都建有污泥焚烧装置,采用焚烧处理最多
的废物是污水处理场含油污泥,像长岭石油化工厂采用的顺流式回
转焚烧炉,燕山石化公司炼油厂采用的流化床焚烧炉,在处理含油
污泥方面都取得了良好的效果。
目前国内焚烧炉类型主要有:
方箱式、
固定床式、流化床式、耙式炉或回转窑等炉型。
焚烧处理法优点是污泥经焚烧后,多种有害物几乎全部除去,
减少了对环境的危害,废物减容效果好,处理比较安全,缺点是焚
烧过程中产生了二次污染,浪费了宝贵资料。
3.5
生物法
含水污泥的生物处理技术主要有即地耕法、堆肥处理法和污泥
生物反应器法。
主要是利用微生物将含油污泥中的石油烃类降解为
无害的土壤成份。
据资料报导,地耕法可对土地和地下水产生一定
的污染,故在一些发达已经停止使用。
堆肥法是将含油废弃物与适当的材料相混合并成堆放置,使天
然微生物降解石油烃类的过程。
堆肥法有四种堆制方法:
堤形堆肥法、
静态堆肥法、封闭堆肥法和容器堆肥法。
堆肥法是一种有效的生物
处理方法,含油污泥中烃类的半衰期约为
2
周。
处理后的含油废弃
物可填埋或施用农田。
生物反应器是一种将含油污泥稀释于营养介质中使之成为泥浆
状的容器。
由于生物反应器能人为地控制充氧、温度、营养物质等
操作条件,烃类物质的生物降解速度较之其他生物处理过程更快。
加入驯化过的高效烃类氧化菌,可加快烃类的生物降解。
据文献报
道,当固体负荷为
5%时,生物降解半衰期为
5
天。
生物反应器法适
用于含油污泥,也适用于油污土壤及含油钻屑,含油废弃物经处理
后,液体部分可排入处置井(坑、池)或另作他用(如回用);
固体部
分可用施用农田,生物反应器法也可用于石油工业废弃物的预处理
以减少烃类含量,然后进行其他处理。
3.6
焦化法
含油污泥中含有一定数量的矿物油,其组成主要有烷烃、环烷
烃、芳香烃、烯烃、胶质及沥青质等。
焦化法处理含油污泥是利用
高温条件下烃类的热裂解和热缩合反应产生液相油品、不凝气和焦
碳产品。
赵东风等利用平均含油率为
69.46%,含水率为
4.71%的含油污
泥进行焦化反应,反应时间为
60min,反应温度为
490℃,反应压力为
常压。
在此条件下,液相产品的收率为
88.23%,产品主要为汽油、柴
油和蜡油。
3.7
调剖技术
利用采出水中的含油污泥与地层有良好配伍性,以含油污泥为
基本原料,采用化学处理方法,加入适量的添加剂,悬浮其中的固
体颗粒、延长悬浮时间、增加注入深度,有效地提高封堵强度,并
使油组分分散均匀,形成均一、稳定的乳状液。
由含油污泥配成乳
化悬浮液调剖剂,应用于油田注水井调剖,在地层到达一定深度后,
受地层水冲释及地层岩石的吸附作用,乳化悬浮体系分解,其中的
泥质吸附胶沥质和蜡质,并通过它们粘联聚集形成较大粒径的“团
粒结构”,沉降在大孔道中,使大孔道通径变小,封堵高渗透层带,
增加了注入水渗流阻力,迫使注入水改变渗流方向,提高了注入水
波及体积。
通过优化施工工艺,可使含油污泥只封堵住高渗透地带,
而不污染中、低渗透层。
处理后的含油污泥作为调剖剂需达到的技
术指标为:
含油污泥粘度低(≤0.3Pa·
s),可泵性好;
加入悬浮剂后
含油污泥悬浮性能好,沉降时间大于
3h。
河南油田在双河油田
437
块Ⅱ4-6
层系进行了含油污泥调剖试
验取得了较好的效果。
胜利油田桩西油田进行含油污泥调剖试验也
取得较好效果。
3.8
其它方法
除了以上含油污泥处理方法外,还有地耕法、含油污泥固化法、
化学破乳法、固液分离法土地填埋技术,含油污泥的综合利用一般
是利用含油污泥铺路、制砖、制作蜂窝煤等。
国外还有含油污泥低
温热解技术,以及采用溶剂和低频声波分离油泥的方法等。
4.各种处理方法比较
①简单处理:
含油污泥直接填埋或固化后填埋都具有简单易行
的特点。
含油污泥直接填埋是目前多数国内油田采用的主要含油污
泥处置方法,但这种既方法浪费了其中的宝贵能源,还有可能导致
环境污染。
其中,固化后填埋的方法可降低环境危害,但多数不能
满足现行的环保要求。
②物理化学处理:
各类物理化学处理方法多以回收原油为目的,
因此主要适用于含油量较高的含油污泥,处理过程通常需要加入化
学药剂,需要专门的处理设施,处理过程复杂,成本较高。
原油价
格居高不下和含油污泥排放征收较高排污费,使这一方法仍有诱人
的前景。
该方法的缺点是,油回收不彻底,存在废水和废渣二次污
染物问题,仍需考虑进一步处理或综合利用。
另外,油田含油污泥
产生面广,多是断续产生,不同来源的含油污泥性质各异,限制了
该处理方法在油田的全面使用和推广。
③生物处理技术:
由于生物处理法具有节约能源、投资少、运
行费用低等优点,目前受到国内外环保产业界人士普遍关注和重视。
通过生物处理技术实现含油污泥的固液分离和油的去除,剩余残渣
达到污泥排放标准。
优点是不需加入化学药剂,消耗能源较少,绿
色环保,但土地耕作法和堆肥法需大面积土地,生物反应器法仍有
废渣排放,且处理时间长,操作复杂。
④焚烧法:
焚烧必须在专门建立的焚烧炉中进行,可比较彻底
地消除含油污泥中的有害有机物,如不考虑燃烧热能的综合利用,
会造成能源浪费。
⑤作燃料:
作燃料是利用含油污泥中所含能源的一种综合利用
方式,但不能提取其中的原油,在利用这种方法时应从经济和环境
两个方面进行综合考虑。
含油污泥几种主要处理方法优缺点列于表
中。
2含油污泥主要处理方法优缺点比较
序号
处理方法
适用范围
优点
缺点
1
简单处置
各类含油污泥
简单易行
污染环境,不能回收原
油
2
物理化学处理
含油量在
5~10%以
上的含油污泥
回收原油,综合
利用
需处理装置,需加入化
废渣排放,处理费
用较高
3
生物处理
节省能源,无需
化学药剂
处理周期长,不能回收
原油
4
焚烧处理
下的含油污泥
及含有害有机
物的污泥
有害有机物处理
彻底,
需焚烧装置,通常需加
入助燃燃料,有废
气排放,不能回收
5
作燃料、制砖
综合利用,较易
实行
不能回收原油,有废气
排放
学药剂,仍有污水、
5.结束语
含油污泥主要来源于油田开采、油气集输及污水处理场,含油
污泥的处理技术也多种多样,每种方法都有各自的优缺点和适用范
围,但由于含油污泥成份复杂,没有任何一种处理方法可以处理所
有类型的含油污泥,对含油污泥进行分级处理以及对处理方法进行
分级是今后研究的主要方向。