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国内外含油污泥治理技术与展望

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国内外含油污泥治理技术与展望

发布日期:2020-05-12 00:00 来源:http://www.thnj.cc 点击:

由于世界经济的快速发展,对石油的需求日益增加,油田每年需要勘探开发许多新油井;炼油厂也在不断地扩建与增大加工负荷。在石油勘探、开采、炼制、清理油罐以及油品储运过程中,由于原油试喷、废弃的钻井泥浆、事故跑油、跑冒滴漏、隔油池底泥、浮选浮渣和剩余活性污泥等原因,大量原油或油品与土壤、水或其它杂质混合,形成含油污泥或污水。含油污泥或污水中含有石油、水、有机物及无机物固体等。油、水和固体分离困难,并属于高度危险污染物,外排外卸对环境会造成极大危害。

目前,国内外在油泥处理方面已有一些成熟技术和方法,工业化业绩也较多。但是,或多或少存在一些问题,比如:资源化、减量化和无害化尚存在不足,油品回收率偏低等。多数污泥还是采用卫生掩埋和土地利用方式解决,这部分数量要占到污泥总量的80%左右,对环境的危害很大。因此,在油泥净化处理技术和工艺方面还需要不断地研究和提高,要进一步探索无污染、高清洁的处理工艺,要将无用的资源在新技术的支持下,转化为有利用价值的资源。目前,各国污泥处理方法的比例关系详见表1。


1                  各国污泥处理方法,%

国家

美国

英国

德国

日本

法国

中国

卫生填埋

12

20

10

25

11

34

焚烧

20

20

50

65

24

7

土地利用

60

54

37

9

65

45

其它

8

6

3

1


14

合计

100

100

100

100

100

100



二、含油污泥的来源及危害


(一)含油污泥的来源及特性

含油污泥是石油开采和石油炼制的生产、加工过程中生产的主要污染物。根据来源不同主要可划分为以下几类:

1.落地油泥:钻井开采、试喷、废弃的钻井泥浆和钻井岩屑等;

2.罐底油泥:储油罐、储水罐、容器等;

3.炼油厂“三泥”:罐底和油池底泥、浮选浮渣和剩余活性污泥。

在炼油厂,一般是将罐底泥、池底泥和剩余污泥打入泥浆池(详见图1),经过简单处理后形成85%左右含油污泥,在进一步深化处理。

由于油泥来源不同,油泥的成分极其复杂,随着地质条件、生产工艺的不同而各异,油泥中水、泥土、油类有机物等组成差异很是蛮大。比如:炼油厂污水处理场“三泥”性状详见表1。


1  炼油厂污水处理场“三泥”性状

污泥名称

标准

含水率

密度

硫化物

COD

%

g/cm3

下限mg/l

上限mg/l

mg/l

mg/l

mg/l

隔油池底泥

>

99

1.03

5754

92000

103

9

22895

浮选池浮渣

>

99

0.97

1531

70000

94

5

42186

剩余活性污泥

>

99

0.97

187

30000

4

2

15370


油泥主要有以下几个特征:水含量高、体积大;成分复杂、处理难度大;含有大量的油污和可燃物质;有害成分超过环境排放标准;一般油泥是由油包水
(O/W)和水包油(W/O)形成的乳化物,以及含油化学水的悬浮固体物共同组成的物质,属于多相的胶体体系,成分复杂,破乳困难,各种类型的油泥性质详见表2。


2  油泥的性质及特征


油泥类型

性质及特征

落地油泥

含油率一般在10%~30%,密度约为1.5~1.8t/ m3,由于采油环境复杂,因此落地油泥中除泥土、沙石外,还会有其它固体废物。

罐底油泥

一般含油约25%的水和5%的无机物,如泥沙等,其余70%为碳氢化合物;通过适当的分离技术,碳氢化合物回收率可达到98%以上。

炼油厂三泥

一般是由水包油、油包水以及悬浮物固体组成的稳定乳状液体系,还包括生产中所投加的大量水处理剂;其脱水效果差,污泥成分和物性差异大,处理难度高,油含量差别较大,部分具有回收利用价值。


(二)含油污泥的危害

含油类污泥的组成成分较为复杂,污泥中一般含油率在10~50%,含水率在40~90%。污泥中含有大量原油、机械杂质、细菌、并含有苯系物、酚类、蒽、蓖、多氯联苯、二恶英、放射性核素等致癌性物质以及砷、汞、铬等有毒重金属元素。污水处理系统中还投加了大量的絮凝剂、缓蚀剂、阻垢剂、杀菌剂等药剂。

含油污泥堆放或填埋占用大量耕地的同时污染周边环境,所产生的有毒有害物质会随动植物吸收富集、食物链传递而严重危害人类健康。含油污泥中含油量较高,是废物中宝贵的资源,如果不进行回收,会造成资源浪费。大量的含油污泥如果不采用适当的工艺方法加以合理处置,按照最新环保法“按日连续计罚”的处罚规定又给企业带来成本支出,经济负担增加。

综上所述,不管是从环境保护方面考虑还是从资源回收方面考虑,都应该考虑通过采用合适的工艺方法对含油污泥进行合理处置,从而达到资源回收和环境保护的双赢目的。


三、国内外含油污泥处理技术现状


(一)国内外含油污泥主要处理方法

含油污泥是一种极其难以处理的污泥,含油污泥的物理化学性质十分复杂,一般含有大量的老化原油、蜡质、沥青质、胶体和固体悬浮物、细菌、寄生虫、盐类、酸性气体、腐蚀产物以及少量机械杂质、铜、锌、铬、汞等重金属盐类等,同时还含有苯系物、酚类、蒽、芘等有恶臭的有毒物质。在石油炼油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,使得污泥成为水包油(O/W)和油包水(W/O)以及悬浮固体物共同组成的多相胶体体系。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,物理方法和简单的化学方法极难脱稳,使得油、水、泥渣分离比较困难。

国内外处理含油污泥方法一般有:焚烧法、生物处理法、热洗涤法、溶剂萃取法、化学破乳法、固液分离法、焦化法、含油污泥调剖、含油污泥综合利用等。

主要问题体现在:

1. 无法做到大幅度减量化,减量幅度一般在15%~50%,剩余泥饼的比例多数高于30%,必须再进行二次处理;

2. 多数技术没有油品回收技术,无法做到剩余泥饼无害化指标(即含油<2%~5%):

3. 多数技术无法实现资源化,含油污泥由于污泥是由水包油(O/W)和油包水(W/O)以及悬浮固体物共同组成,属于多相的胶体体系,成分较为复杂。又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,物理方法极难脱稳,使得油、水、泥渣分离比较困难;油品回收困难。

4.纵观国内污泥处理技术,除焚烧法以外,其它工艺技术的含油污泥减量化最多只有20%~50%,剩余泥饼数量很大。而且,多数技术没有实现资源化,普遍剩余泥饼中含油量较高,即使焚烧也会给环境带来污染。

5.总结起来:含油污泥量随着生产规模的扩大而增长,不断积累,数量庞大;国家生态环境不堪负重,含油污泥量无害化的含油量程度,已经不能满足掩埋方式要求,而且,能填埋用地日趋紧张,填埋运输距离越来越远,成本也不断上升。原普遍使用的焚烧方法处理剩余泥饼,由于其中含油量较高,没有环保处理的焚烧法也会给环境带来污染。再者,包括政策、法律法规和舆论、民众不满等各方面的压力骤增,含油污泥处理技术要求不断提高。业内已经提出含油污泥资源化、减量化和无害化的要求。具体如表3所示。


3  含油污泥主要处理方法比较

序号

处理方法

使用范围

优点

缺点

1

注入底层处理技术

各类含油污泥

简单直接

严重污染环境

2

直接填埋技术

各类含油污泥

简单直接

严重污染环境

3

固化处理技术

含油量在5%-10%以上

设备简单、处理费用低

添加材料量大,油品全部损失

4

溶剂萃取技术

含油量5%-10%

部分油品、溶剂回收

溶剂昂贵、能耗大

5

生物处理技术

含油量较低的污泥

无化学药剂、能耗低、成本低

处理周期长、不能回收油品

6

焚烧技术

含油量5%-10%一下

彻底处理有害有机物

不能回收油品、成本高、能耗大、对大气造成二次污染

7

热解处理技术

含水量不高、有机物含量不高

完全无机化、处理速度快

成本高、能耗大、易二次污染

8

热水洗涤处理技术

各类油泥

适应性较强、可回收部分油品

不够彻底、处理后含油量较高

9

电化学处理技术

含油量较低、潮湿、不冻

投资费用低

能耗高、周期长、不能回收油品

10

调制-离心处理技术

各种油泥

适应能力强、可回收部分油品

投资较大、处理量难以达到设计要求

11

调制分离+焚烧

各种油泥

适应性强、可回收部分油品

能耗高、焚烧后对大气二次污染



我国是能源消耗大国,而且也是石油生产大国,随着社会经济的发展,能源消耗越来越多,特别是石油资源,在石油开采、石油炼制带来的环境污染就凸显出来。因此,今后含油污泥处理技术的重点将是沿着高效环保的方向发展,这不仅要开发出新的污泥处理技术,主要是做到资源化、减量化和无害化。保护环境、利用资源、将废弃的含油污泥变废为宝,实现资源综合利用,将是重要的使用和方向。


相关标签:含油污泥处理技术,油泥处理,钻井泥浆,钻井岩屑,絮凝剂

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