含油污泥处理技术

含油污泥处理技术
含油污泥处理技术

含油污泥处理技术及资源化利用途径*

匡少平1,2,3宋峰2

(1.清华大学环境工程博士后流动站,北京100084;

2.青岛科技大学化学与分子工程学院,山东青岛266042;

3. 中原油田博士后工作站,河南濮阳457001)

摘要石油开采和加工过程中产生的大量含油污泥,对生产和生态环境产生极大危害,同时又是一种宝贵的二次资源,对其既必须进行无害化处理又可以进行资源化利用。国内外主要的含油污泥处理技术有:调质-机械脱水、生物处理、固化处理、焚烧、填埋与干化和综合利用等。介绍了各技术的原理、特点和研究应用进展。目前较受重视的技术是调质-机械脱水、生物处理、固化处理和综合利用。调质-机械脱水可有效的分离油-水-泥,但产生的泥饼需进一步处理;生物处理可以将含油污泥中的有机物彻底降解为CO2和H2O,但降解效率有待提高;固化可以大大降低有害物质的渗出率;资源化利用将成为含油污泥处理技术的发展趋势。

关键词含油污泥调质-机械分离生物处理固化资源化

Treatment and comprehensive utilization of oily sludge Kuang Shaoping1, 2, 3, Song Feng2. (1. Post-Doctor Station, Tsinghua University, Beijing 100084;2. College of Chemistry and Molecular Engineering, Qingdao University of Science and Technology, Qingdao Shandong 266042;3. Post-Doctor Work Station, Zhongyuan Oilfield Branch, Puyang Henan 457001)

Abstract:Oily sludge produced in the course of exploitation and processing does great harms to the production and the environment. Oily sludge must be treated harmlessly and be utilized comprehensively. Oily sludge treating techniques include sludge quality adjustment and mechanical dewatering, biological treatment, solidification, combustion, natural drying and burial method, and comprehensive utilization, and so on. This paper expatiated on the principles, characteristics and applications of different methods. Quality adjustment and mechanical dewatering, biological treatment, solidification and comprehensive utilization are regarded as important treating techniques. Oily sludge can be divided into oil, water and mud through quality adjustment and mechanical dewatering, but the sludge cake must be treated finally; Microorganism can degrade the organic substance of oily sludge into CO2 and H2O, but efficiency of biodegradation need to be enhanced; Solidification can decrease the exudation of injurant. Comprehensive utilization will be the dominant technique for oily sludge treatment in the future.

Keywords:Oily sludge Quality adjustment and mechanical dewatering Biological treatment Solidification Comprehensive utilization

油田和炼油厂的污水处理系统以及原油生产储运系统会产生大量含油污泥。目前我国每年产生的含油污泥总量达500余万t[1]。随着大多数油田进入中后期开采阶段,采出油中含水率越来越高,含油污泥量还会继续增加。人们对含油污泥的处理进行了大量的研究,但至今没有一种成熟有效的处理方法。笔者对目前国内外含油污泥处理技术和资源化利用途径进行了探讨。

1 含油污泥的性质与危害

含油污泥成分极其复杂,主要由乳化油、水、固体悬浮物等混合组成, 其成分与地质

第一作者:匡少平,男,1966年生,教授,主要从事环境科学与工程的教学与研究工作,研究方向为固体废物资源化处理、工业废水处理。

*山东省教育厅科技发展项目(J05D51);中原油田博士后基金资助项目(2005418)。

条件、生产技术、污水处理工艺、污水水质、加药种类、排污方式以及管理操作水平有关。含油污泥的比阻比一般污泥大40倍,其可压缩性系数大20倍,属难过滤性污泥[2],又由于其颗粒细小,呈絮凝体状,含水量高,体积庞大,因此不易实现油-水-泥的三相分离。我国大部分油田含油污泥的含水率一般为70%~99%,油、盐成分含量较高,且含有重金属和其它有害杂质;炼油厂污泥还含有大量苯系物、酚类、芘、蒽等有毒物质。

含油污泥直接外排会占用大量土地,其含有的有毒物质会污染水、土壤和空气,恶化生态环境;直接用于回注和在污水处理系统循环时,会造成注水水质下降和污水处理系统的运行条件恶化,对生产造成不可预计的损失;同时大量石油资源被浪费。含油污泥己被列入《国家危险废物目录》中的含油废物类,《国家清洁生产促进法》和《固体废物环境污染防治法》也要求必须对含油污泥进行无害化处理。因此,无论是从环境保护、维护正常生产还是从回收能源的角度出发,都必须对含油污泥进行无害化、资源化处理。

2 含油污泥处理技术

为实现含油污泥的彻底处理和资源利用,国内外进行了大量研究并取得一定进展。含油污泥主要处理技术有:调质-机械分离、生物处理、固化处理、焚烧、填埋与干化、回收油、调剖、生产建材、焦化法生产除油吸附剂、用于橡胶制品等。填埋与干化由于处理易产生二次污染和浪费了大量有用资源而逐渐被淘汰,目前较受重视的是调质-机械脱水、生物处理、固化处理和综合利用技术。

2.1 含油污泥无害化处理技术

2.1.1 含油污泥调质-机械分离技术

浓缩、化学调节(即调质)、脱水是含油污泥处理系统必不可少的三个环节[3]。高含水量的含油污泥不能直接进行机械脱水操作,必须先进行调质;通过调质-机械分离,使含油污泥实现油-水-泥的三相分离。污泥脱水过程实际上是污泥的悬浮粒子群和水的相对运动,而污泥的调质则是通过一定手段调整固体粒子群的性状和排列状态,使之适合不同脱水条件的预处理操作。

调质要根据含油污泥的性质、脱水机械的性能和滤饼的后续处理方法等因素选择合适的调节剂。研究发现,无机絮凝剂中,PAC的效果最好;有机絮凝剂中,阳离子型聚丙烯酰胺(PAM)由于具有正电荷中和与吸附架桥的双重作用,絮凝效果比非离子型聚丙烯酰胺(CPAM)好[4]。有机和无机絮凝剂都有投加量适度的问题,投加量过大会使污泥比阻升高,水分难以去除。经絮凝处理的含油污泥,加入合适的助滤剂CaO可降低污泥的比阻。

脱水的关键是通过解吸附和破乳来降低含油污泥中油的含量。因此,含油污泥的调质,除投加混凝剂、助凝剂外,还必须投加表面活性剂、破乳剂、pH调节剂等,同时辅以加热等强化手段,以改善污泥的脱水性能。Bock等[5]、Srivatsa等[6]、Corti等[7]分别发明了通过调质-机械脱水工艺回收油的专利技术:通过投加表面活性剂、稀释剂(葵烷等)、电

解质(NaCl溶液)或破乳剂(阴离子或非离子)、润湿剂、pH值调节剂等,并辅以加热减粘(最佳为50 ℃以上)等调质手段,实现了油-水-泥三相分离。

机械脱水主要技术有真空过滤、加压过滤、滚压过滤和离心过滤,其原理是在过滤介质两面产生压差,使固体颗粒被截留而水分通过。目前国内主要使用板框压滤机和带式过滤机,而国外最广泛使用的是带式压滤机和卧式螺旋卸料沉降离心机。集污泥浓缩、油水分离于一体的三相卧螺沉降离心机是今后含油污泥处理设备的发展方向。带式压滤机在使用中取得较好的脱水效果[8],调质污泥依次经过重力区、楔形区、中压区和高压区,先在重力区脱除部分水,接着在楔形区脱去大部分水,最后进入中压区和高压区,脱除油和水,脱水后的泥饼外运。

调质-机械分离技术是一种比较成熟的含油污泥处理技术,油的回收率较高。由于不同地区含油污泥成分不同,需要药剂和脱水机械相适应,同时要优化药剂的种类、投加数量及脱水机械的运行参数。

2.1.2 生物处理技术

对于经过石油提取处理的剩余含油污泥,部分微生物可以将其中的石油和有机物降解,最终转化成无害的CO2、H2O等,同时增加土壤腐殖质含量,其处理方式包括堆肥处理法、土壤耕作法、微生物降解等。

微生物对含油污泥中的石油和有机物有很强的降解能力。Mishra等[9]采用原位生物修复技术研究了微生物对炼油厂含油污泥的处理能力。加入培养好的菌种与营养物质55 d和120 d后,原来含油量最高(99.2 g/kg)的A区污泥中含油率分别下降83.5%和90.2%。许增德等[10]进行的微生物处理技术研究表明,使用培育的假单胞菌和芽孢杆菌对含油污泥经厌氧处理再进行好氧脱油处理,含油23 000 mg/kg的含油污泥4 h内脱油率可达53.4%;添加混合菌可显著提高堆肥效果,且时间越长,油去除率越高,当处理时间为60 d时,含油量降至4 100 mg/kg,接近《农用污泥中污染物控制标准》(GB4284-84)中规定的含油量不高于3 000 mg/kg的标准值。

土壤耕作法自1954年以来被用于炼油厂含油污泥处理,并于20世纪70年代成为美国石油公司主要的含油污泥处理技术之一,1984年公布的《资源修复法》(Resource Conservation and Recovery Act, RCRA)使该方法的使用受到限制,但该方法目前仍是热带干旱地区含油污泥的主要处理技术。研究表明[11,12],在炎热干旱条件下,影响土壤耕作法处理效果的因素有温度、湿度、微生物的数量和组成、营养物质和耕作条件等,其中耕作条件和土壤中营养物质的多少是影响生物降解效果的关键因素。耕作条件包括合适的耕作方法、次数和深度;营养物质能增加微生物活性,提高直链烷烃的降解效果,但营养物质过多会引起土地板结;土壤中过多的水中含有大量氧,会降低生物降解效率,水分过少则会降低微生物的活性,适宜的含水率为1.6%~4.9%;夏季温度高导致土壤中水分减少使微生物数量降低,较冷的季节微生物数量较多,但活性有所降低。研究同时显示,生物降解并不是土地耕作法中碳氢化合物降解的唯一机理,风化作用在降解中起重要作用。

从炼油废水处理厂得到的活性污泥中不仅含有可用于生物降解的微生物,而且可作为生物降解中营养物的来源(主要是N源),将其添加到含油污泥中会显著提高碳氢化合物的去除率[13],而从城市污水处理厂中得到的污泥则无法用作添加剂处理含油污泥。活性污泥中的微生物可有效降解含油污泥中的直链烷烃;在含油污泥中添加NH4NO3或经高温杀菌处理的污泥滤出液能有效降解含油污泥中的多环芳烃,但不能有效去除烷烃,说明活性污泥中对多环芳烃起主要作用的是其中的NO3-离子而不是微生物。该方法相对于在含油污泥中添加无机营养物成本较低[14]。

生物处理技术操作方便,作用持久,无二次污染(最终产物为CO2和H2O),处理成本低,已在国外得到广泛的商业化应用,并将成为未来含油污泥无害化处理的主要方式之一。但目前仍存在着选择合适的菌种困难,处理周期长,对环烷烃、芳烃、杂环类处理效果差,对高含油污泥难适应等问题。

2.1.3 含油污泥固化技术

固化技术是在含油污泥中加入一定组分的固化剂,使其发生一些稳定的、不可逆的物理化学反应,固化其中的部分水分和有毒物质,并使其有一定强度,以便堆放、储存和后续处理。理想的固化产物应该具有良好的机械性能和抗浸透、抗浸出、抗干湿、抗冻、抗融等特性。固化剂的作用是将含油污泥中的有害物质(污油、有害气体等)固定或封闭在惰性物质中,大幅降低有害物质的渗透性和溶出率。固化剂分有机固化剂和无机固化剂。有机固化剂包括脲醛树脂、聚酯、环氧乙烷、丙烯酰胺凝胶体、聚丁二烯等。目前使用较多的是以水硬材料为主体的无机固化剂,如波特兰水泥、波特兰水泥混合物、磷石膏、河沙等。

含油污泥固化实验表明,污泥、固化剂、促凝剂之比为4:1:0.01时,一般在1 d内达到一定的强度,3 d后基本较硬,10 d后基本达到最大硬度;污泥固化后,矿化度下降了46 %,含油量从未固化时的40 000 mg/L降至0. 4 mg/L,硫化物含量仅为0. 4 mg/L,将固化产物作为建筑材料和进行填埋都可满足环保要求[15]。

水泥固化实验研究表明,水泥的添加量越多、固化时间越长,固化物硬度越高,但增容比较大,可通过减少水泥的添加量控制增容比和pH[16]。固化浸出液测试结果表明,除pH稍大于国家标准外,浸出液中石油物质、悬浮物、COD含量都能满足国家工业废水排放标准的要求。

固化处理是一种较为理想的含油污泥无害化、减量化处理技术,近年来对该技术的研究受到重视。但固化后的污泥堆放占用了大面积土地,造成了资金的浪费,且加入有机固化剂可能带来二次污染。因此,只有将固化后的污泥进行资源再利用,才能从根本上解决污染问题。

2.1.4 焚烧处理技术

国内炼油厂通常采用焚烧技术处理含油污泥。法国、德国的石化企业将含油污泥焚烧

后的灰渣用于修路或填埋,焚烧产生的热量用于供热发电[17]。常用的焚烧炉有固定床式、流化床式、回转流化床式、耙式、窖式和方箱式等。

含油污泥采用流化床式焚烧炉进行焚烧后,燃烧率[CO2/(CO2+CO)]可达98.5%; 去除率可达99%[(输入质量-输出质量)/ 输入质量];固体残留物中的重金属含量很低,可直接填埋处理[18]。在茂福炉中进行的含油污泥焚烧实验表明,干化后的污泥通过喷射天然气可进行彻底焚烧,焚烧炉的温度、通风情况以及是否搅拌对污泥在炉内的停留时间有较大影响,含水率对停留时间的影响不大[16]。

焚烧技术适用于各种成分的含油污泥,是一种较好的污泥无害化和减量化处理方式。但该方法成本和操作费用较高,含油污泥中的大量石油资源被浪费,焚烧产生的热量不能充分利用,且焚烧产生的SO2、CO及粉尘会对空气造成严重污染。

2.2 含油污泥资源化利用技术

2.2.1 回收油技术

在含油污泥回收油方面,目前主要技术有:溶剂萃取法、热洗涤法、热处理法、回收油加热法、化学破乳法和固液分离法等。

(1)溶剂萃取法

溶剂萃取法被广泛应用于回收污油,其特点是能回收大部分石油类物质,溶剂可循环使用。超临界萃取技术是一种正在研究中的新技术,它将常温常压下的气态物质经高压达到液态用作萃取剂,其溶解能力大、易于回收循环,常用的超临界萃取剂有丙烷、三乙胺、重整油和临界液态CO2等。但是由于萃取剂价格较高,且处理过程中有一定的损失,较高的成本阻碍了该技术的应用。目前溶剂萃取法的关键在于开发性价比合理的萃取剂。

(2)热处理技术

热处理技术是利用全封闭式固控设备循环系统,将含油污泥加热到一定温度,使烃类物质解吸并回收烃类物质的方法,处理后的剩余泥渣能达到BDAT(Best Demonstrated Available Technology,美国环保局按指定的最佳示范有效技术的处理标准)的要求。该技术包括高温处理技术和氧化热处理技术。

在高温处理工艺中加入合适的催化剂和添加剂可缩短反应时间,降低反应温度,提高液体产品质量,减少固体残渣含量。Shie等[19]用廉价的铁化合物和铝化合物代替普通催化剂,对含油污泥高温催化降解进行了研究。实验表明,Fe2O3和Fe2(SO4)3·n H2O可提高油的质量;Al和Fe2(SO4)3·n H2O可提高油的产量;加入添加剂后,650~710 K之间的反应速度提高。对炼油厂含油污泥进行的催化热解试验表明,以Na2CO3为催化剂、CH2CL2为萃取剂,产油率随温度的升高而增加[20]。含油污泥经高温处理后得到的气态产物(298 K)包括CO2(50.85%)、碳氢化合物(25.23%)、H2O(17.78%)、CO(6.11%);液态产物成分接近柴油,但含有9.57%的固态杂质;液体产物热值为45 311 kJ/kg[21, 22]。

氧的存在对含油污泥热处理后得到的液体产品质量有较大的影响[23, 24]。对含油污泥氧

化热处理动力学原理的研究发现,高温分解和氧化热分解在处理过程中并存,在613 K以下,高温分解为主要反应;可以用5个平行的反应阶段来描述氧化热处理的反应过程,得到的反应动力学方程为含油污泥热处理系统的设计提供了依据[25]。

热处理技术效果较好,但操作复杂,反应条件要求高。该技术已在国外广泛应用,国内目前仍处于研究阶段。

(3)热洗涤法

热洗涤法是美国、英国、荷兰、加拿大等国家广泛采用的含油污泥处理方法。将含油污泥用70 ℃的热碱水和洗涤剂反复洗涤,在液固比值为2:1的条件下,洗涤20 min,可将油含量为30%的含油污泥洗至残油率为0.3%。国内对热洗涤法处理含油污泥的研究证明,含油污泥经化学热洗涤后呈中性,残油率在3%以下,处理后的污泥可固化填埋,或通过生物处理技术和做型煤填料进行最终处理[26]。

值得注意的是,目前油的回收通常与其它技术相结合,一般不单纯以回收油为目的。

2.2.2 含油污泥用于注水井调剖

含油污泥与地层有良好的配伍性,可将其用作调剖剂。利用含油污泥中的泥组分、油组分,采用化学处理方法,加入适量的各种悬浮剂、分散剂和增粘剂,能使悬浮其中的固体颗粒延长悬浮时间、增加注入深度,提高封堵强度,同时使油组分分散均匀,形成均一、稳定的乳状液。由含油污泥配制成的乳化悬浮液调剖剂用于油田注水井调剖,在地层中到达一定的深度后,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,迫使注入水改变渗流方向,提高注入水波及体积。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[27-29]。

对河南油田含油污泥的室内实验和现场试验证明,经过化学药剂处理后的含油污泥可泵性好,粘度低于300 mPa?s,悬浮性能好,沉降时间在4 h以上,作为调剖剂用于注水井调剖在技术上是可行的;增油效果明显,可减少无效注水量,解决了含油污泥外排造成的环境污染问题,提高了注入水水质,经济效益和社会效益明显[28]。

2.2.3 含油污泥生产建筑材料

将含油污泥作为原料,采用一定工艺可生产建筑材料,如用于铺设路面或墙体材料以及筑坝等。该技术可以较彻底的解决含油污泥对环境的污染,并能产生一定的经济效益,是近年来含油污泥资源再利用和无害化处理的一个研究方向。

Mansurov等[30]将含油污泥处理后用作道路建设材料。加热后石油中的轻质组分挥发,剩余的重质组分(主要是沥青质)粘附在固体残渣上。将冷却后的固体残渣(40%~50%)与沙子(27%~35%)及粉末状石灰石(20%~25%)混合,然后加入热的液态沥青(3%~5%),混合15 min后即可得沥青混凝土建筑材料。

童辉等[31]利用中原油田含油污泥烧结制作建筑材料,并对其中的影响因素进行了讨

论。将含油污泥和粘土按一定的重量比混合均匀,控制物料总含水率在8%左右,在6~30 MPa压力下压制成试样,经烘干和自然干燥后,高温炉中煅烧1~2 h然后随炉冷却,得抗压强度为49.1 MPa的产品。实验发现,污泥含量大于30%时,CaCO3分解会产生明显的体积倒缩现象,影响试块的容重和强度;污泥粒度大于60目时,试样易炸裂;污泥中可溶盐含量大于0.5%时将对强度产生影响;烧结过程中,污泥中的CaCO3分解后与粘土中的活性SiO2反应生成主晶相为硅灰石的稳定矿物,SiO2的存在对污泥中CaCO3的分解有明显的诱导作用。

2.2.4 焦化法制备含碳除油吸附剂

含油污泥可用作焦化装置的原料,用其生产的浮油吸附材料可以高效地清除溢油污染和回收浮油。含油污泥中的矿物油重质组分沉积居多,利用焦化法处理含油污泥的实质是对重质油的深度热处理,即重质油的高温裂解和热缩合,其反应如下:

将含油污泥注入焦化装置,可以充分利用焦化过程的废弃热量或过剩余热使污泥中的有机组分经高温热裂解变为焦化产品,同时含油污泥可以作为骤冷介质在清焦前对热焦炭进行冷却,既消除了含油污泥的污染,又得到有用的焦化产品。

戴永胜等[32]进行了焦化反应制备含碳吸附剂的研究。将预处理过的含油污泥与强度添加剂和炭化添加剂混合后送入已预热至一定温度的焦化反应器中,恒温加热进行焦化反应。当混合物温度达到泡点时,轻组分汽化生成的蒸汽经管线引出后冷凝,冷凝产物经分离得到回收油,可继续加工利用。反应结束后,反应器中的固体剩余物即为生成的焦炭。实验证明,温度太低、加热时间太短,固相产物焦化不完全,无法起到吸油作用;温度过高、时间过长,焦炭强度和吸油率降低,反应温度以400 ℃为宜。加入添加剂可提高焦炭的机械强度和吸油率。

粗粒化除油技术的关键是粗粒化载体。研究发现,碳-无机吸附剂比陶粒和聚丙烯的粗粒化除油效果好,但因其孔结构不如活性炭的孔结构均匀、致密,所以除油效果略差于活性碳[33]。碳-无机吸附剂是亲油性材料,除油过程包括吸油润湿粗粒化和重力沉降除油,属于“湿润聚结”原理,所以投加PAM能提高出油率,投加PAC则使后续除油效果变差。

含油污泥制备含碳除油吸附剂,含油污泥处理彻底,生产的焦炭应用广泛,产生的轻质液态烃可回收用作燃料,是一种有应用前景的炼油厂含油污泥最终处理方法;但该方法工艺复杂,成本较高,生产的焦炭除油率还有待提高。

2.2.5 含油污泥在橡胶制品中的应用

我国部分油田产出的污水水质矿化度高、SRB高、H2S高、CO2高、pH低,对注水系统的设备和管道腐蚀严重,为此在处理中加入生石灰乳以中和酸性污水,但此方法会产生大

量被原油污染的CaCO3膏状沉淀。因此可将含油CaCO3污泥制备成橡胶填料剂和补强剂,代替陶土和轻钙在橡胶制品中使用。

张巧莲等[34]在对河南油田污泥进行成分分析后,通过湿法粉碎、洗盐、除杂、干燥、过筛等工艺将含油CaCO3污泥加工成平均粒径为1.86 μm的填料。实验证明,将其应用于天然橡胶(NR),污泥填料既具有陶土补强性能好和轻质CaCO3高填充性能的优点,又克服了陶土撕裂性能差和轻钙补强性能差的缺点,在NR中可代替陶土和轻钙;将其应用于丁苯橡胶,与轻钙相比,污泥填料补强性能较强。但该产品带有浅土黄色,不宜在白色制品中使用。

由于含油污泥中原有的原油极性不够强,直接用作填料效果不理想,因此中国科学院等有关院所[35]用苯丙乳液对油田CaCO3固体废渣进行了表面改性,利用碳氢化合物和苯丙乳液都是有机物,容易相互吸附反应的特点,使羧基键合或吸附到碳氢化合物表面,形成以羧基为主要极性基团的改性活化CaCO3填料,其性能优于有机物对CaCO3的改性。具体方法为:在油田固体废渣中加入质量为20%的苯丙乳液,投入混合机中充分搅拌30 min后,进入压滤机中压出水分,再进入旋转闪蒸干燥机中进行喷雾干燥,用布袋收集器收集其干燥粉体。该产品用于PVC管材、PVC地板革等建材制品,产品性能符合国家相关规定。

含油污泥用于橡胶制品充分利用了其中的CaCO3资源,制得的污泥填料价格低廉,能降低橡胶制品的成本,同时可消除环境污染。但该技术只适用于CaCO3含量较高的含油污泥,其使用受到污泥成分的制约。

3 结语

含油污泥因处理难度大而成为困扰环境保护和石油工业发展的难题,同时各地区含油污泥成分也不同,应积极寻求多种处理途径彻底解决含油污泥污染问题。调质-机械脱水、生物处理、固化处理等技术实现了含油污泥的减量化和无害化,而综合利用技术则进一步实现了资源的回收利用。随着环境保护要求的不断提高和含油污泥处理技术的不断深入,资源化处理已成为含油污泥处理技术发展的主要目标。

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责任编辑:赵多(收到修改稿日期:2006-08-23)

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含油污泥处置利用污染控制标准

陕西省地方标准 《含油污泥处置利用污染控制标准》编制说明 一、工作概况 我省长庆油田、延长石油等油气田生产单位和炼化企业在中国石化工业的发展中发挥了巨大的作用,但随着油田的迅速发展和炼化企业的持续增产,资源的短缺、环境污染的问题越来越突出,石油与环境、石油与资源的综合利用矛盾越来越引起人们的关注。近几年,随着陕北油气田不断发展壮大,2014年油气产量已经达到了6500万吨以上,石油炼制达到1500万吨以上,在石油和炼化生产过程中产生的各类含油污泥如大罐沉降污泥、落地油泥、污水处理过程产生的含油污泥等,总量达到了50万吨以上。这些污泥组成性质复杂、稳定性高、处理难度大、处理费用高,其中所含的有机物含量高、难降解物质含量高,若不加处理就地填埋或堆放,不仅严重污染环境,而且极大浪费了有限的石油资源。尤其是陕北地处干旱、缺水地区,生态环境脆弱,含油污泥带来的环境污染问题更加严重。 随着国家环保政策的不断深化,国内各主要石油生产及石油化工企业、大专院校等研究部门均加强了含油污泥处理技术研究与应用,已开发出多种含油污泥处理方法及工艺,提出多种含油污泥处理综合利用途径。目前国家仅有《危险废物填埋污染控制标准》GB 18598-2001和《农用污泥中污染物控制标准》GB 4284-1984,及黑龙江省《油田含油污泥综合利用污染控制标准》DB23/T 1413-2010与本标准相关。但是《危险废物填埋污染控制标准》和《农用污泥中污染物控制标准》仅限于污泥处理后填埋和农用,黑龙江省《油田含油污泥综合利用污染控制标准》在填埋和农用基础上增加了铺设油田井场和通井路,仍无法

满足我省含油污泥综合利用要求。 陕西省固废管理中心和陕西延长石油(集团)有限责任公司相关科技工作人员自2009年就致力于含油污泥处理技术研究工作,在前期研究基础上,为了含油污泥无害化处理与资源化利用工作的规范化,保护环境,根据陕西省质量技术监督局《关于下达2015年第一批地方标准制修订项目计划的通知》(陕质监标〔2015〕8号)要求,特制定《含油污泥处置利用污染控制标准》,本标准项目符合《中共陕西省委、陕西省人民政府关于加快关中统筹科技资源改革率先构建新型区域的决定》中“推进企业成为技术创新主体,实现创新驱动、内生发展”的要求;属于能源化工领域中环境污染优先主题,有利于环境保护相关人才培养,形成具有自主知识产权的集成创新技术,实现含油污泥的无害化处理与资源化利用,减少因含油污泥产生的生态系统退化加剧问题,保护环境,开创油气生产与节约并重新局面,为石油和炼化企业发展循环经济提供有力的技术支撑。同时,本标准将对陕西省含油污泥处理与利用技术研究起到重要指导作用,并提供技术保障,对于我省形成拥有自主知识产权的专利技术和含油污泥特色处置技术起到积极地推动作用。 本标准制订任务下达后,陕西省固废管理中心和陕西延长石油(集团)有限责任公司积极组织,成立标准编写领导小组,明确标准编写任务。陕西省固废管理中心和陕西延长石油(集团)有限责任公司标准编制组在调研了省内外含油污泥处理情况和相关科研院校研究的基础上,开始起草标准。各编写人员就标准内容进行了认真讨论,并邀请相关领导和知名专家提供建设性的意见和建议。 而后,我们就标准起草中的意见和建议,分析比对,借鉴其他地方标准经验、查阅资料,向省内外研发、生产单位一线技术人员了解现状,确定标准草案,经

热分解成套技术装备,破解含油污泥处理世界难题

热分解成套技术装备,破解含油污泥处理世界难题 我国土壤安全问题严峻 回眸历史,自19世纪中期发起的第二次工业革命之后,欧美等发达国家污染事 件频发,我国的土壤问题则在20世纪70年代末改革开放之后开始凸显。工业化和城市化迅速推进,环境安全管理模式粗放、原油开采、工业污水废水无序超 标排放、泄露及垃圾渗滤液等,严重危害了人类赖以生存的土壤。 2014年,环保部会同国土部公布了《土壤污染状况调查公报》。调查结果显示,全国土壤污染状况总体不容乐观,部分地区土壤污染较重,耕地土壤环境质量 堪忧,工矿业废弃地土壤环境问题突出,全国土壤总的点位超标率是16.1%, 其中轻微、轻度、中度和重度污染比例分别为11.2%、2.3%、1.5%和1.1%。 油田污染成我国主要土壤污染源之一 油田污染危害大,是我国主要的土壤污染源之一:石油开采产业链较长,技术 复杂,多个技术环节容易产生污染,每年对地表、地下生态环境造成严重污染。每年开采原油天然气用水12-15亿m3左右,产生含油废水10-12亿m3,每年 产生含油污泥1000万m3以上,相当于159个水立方那么大! 含油污泥是石油勘探、开采、炼制、清罐、储运及含油污水处理过程中所产生 的含油固体废弃物,具有产量大、含油量高、重质组分高、综合利用方式少, 处理难度大等特点。含油污泥中含有大量的苯系物、酚类、蒽、芘等有毒有害 物质,若不及时加以处理整治,将势必对周围土壤、水体、空气及其生物圈造 成严重污染。 目前,含油污泥作为一种常见的暴露污染源,已被列入2016年版《国家危险废物名录》(国家环保部令第39号),对于含油污泥的有效处理一直是油田环境保护与可持续发展的重要问题之一。

含油污泥资源化处理工艺优化研究(2009.11.28)

基于自适应粒子群算法的含油污泥资源化处理工艺优化研究0 引言 在石油开采、运输、炼制及含油污水处理过程中会产生含油固体废物,被称之为含油污泥。污泥中一般含油率约10%~50% ,含水率约40%~90%。含油污泥是一种量大而面广的污染源,具有油含量高、重质油组分高等特点。目前,在我国石油化工行业中,平均每年产生80万吨罐底泥、池底泥[1],其中胜利油田每年产生含油污泥在10万吨以上,大港油田每年产生含油污泥约15万吨,河南油田每年产生5×104m3含油污泥[2]。油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。因此,含油污泥的大量产生, 对环境的潜在影响愈来愈大, 所产污泥已被列入《国家危险废弃物目录》中的含油废物类。由于含油污泥属于危险废物,随意排放或简单堆放都会对地下水、地表水、大气和周围植被等环境因素造成污染,各国都对其实施严格的环境管理。因此,国内外很多油田和环保公司都积极开发研究含油污泥处理技术并应用推广,对含油污泥进行无害化处理。 《国家清洁生产促进法》要求必须对含油污泥进行无害化处理。油田由于收集、处理难度大,处理工艺复杂,中国石油各油田目前基本没有实现无害化和资源化处理,现阶段的处理方式以简易填埋与简易焚烧为主,或采用脱水后堆放干化的方法。这些方法不但占用大量耕地,而且对周围土壤、水体、空气都将造成污染。若不及时加以有效处理,不仅严重污染环境,而且也会造成资源的浪费。因此,随着环境保护要求的不断提高和含油污泥处理技术研究的不断深入, 资源化处理已成为含油污泥处理技术发展的主要目标,也是困扰石油行业的一大难题。 1 含油污泥的性质分析 1.1 含油污泥的组成分析 准确测定含油污泥的组成是含油污泥处理的关键,对不同的组分通常采用不同的分析方法。 实验中的含油污泥样品取自中国三个大型油田A、B与C, 1号与3号样品为A油田的罐底泥与落地油泥, 2号样品为B油田联合站的污水污泥、3号与4 号样品为C油田不同矿物油含量的罐底泥。以空气干燥基(50 ℃,干燥24 h)为分析基准。含油污泥及其组成性质的分析见表1。其中,含油污泥三组分测定方法为:水分含量采用《煤的工业分析方法》测定,矿物油含量用索氏抽提法测定(抽提剂三氯甲烷) ,矿物质由减量得到;矿物油(索氏抽提分离得到)的元素组成由元素 分析仪与测硫仪测定,氧由减量得到;四组分组成(饱和分、芳香分、胶质与沥青质)依据《岩石可溶有机物和原油族组分柱层析分析方法》测定;矿物质(索氏抽提残渣)由X射线衍射光谱仪测定。氧弹量热仪测定热值。

含油污泥无害化处理研究展望

含油污泥无害化处理研究展望 石油在炼制和生产过程中会不可避免地产生大量的含油污泥。含油污泥由于本身的特性所致,它的处理给石油石化企业带来了巨大的挑战。因此,含油污泥处理已成为一个亟待解决的问题,必须加以探讨和解决。文章主要对含油污泥的无害化处理进行了综述,最后,对含油污泥处理技术的发展及前景进行了预测。 标签:含油污泥;环境保护;处理;无害化 1 前言 含油污泥是在石油炼制和生产过程中产生的危险废物,由于产生量巨大对环境会造成巨大的危害;除此之外,含油污泥含有大量的微生物病菌等,会对水体和人体的健康产生严重威胁,因此,含油污泥必须进行无害化处理,以此来保证对环境的无害影响[1]。对于含油污泥的处理技术,世界各国的科技人员都在进行研究,经过了很多年的实验和分析,取得了一些令人满意的成果。这些成果也主要针对含油污泥的无害化处理和处置。本文将对含油污泥的无害化处理技术进行综述,以此来为研究人员提供一定的指导和借鉴。 2 含油污泥无害化处理现状 2.1 含油污泥固化处理技术 早在1984年,Morgan 等对[2]对含油污泥进行了固化处理,并测试了多种固化剂。研究结果表明,新鲜和陈旧的水泥窑粉尘被认为是最佳的固化剂,具有良好的抗压强度。Lee等[3]对长庆油田产生的含油污泥进行了固化处理。开发的配方可以有效地固化含油污泥,固化后的含油量从处理前的80000mg/L降低到0.4mg/L,污泥固化后的硫含量由4mg/L减少为0.4mg/L。固化污泥的压缩强度为3MPa。Yue等[4]采取直接加入凝固剂的方法对大庆油田第四采油厂的污泥进行固化处理。结果表明,当促凝剂B的质量分数为10%时,固化污泥压缩强度为4.23MPa。固化污泥浸出液的所有参数达到了国家污水综合排放标准,固化后的污泥可进行安全填埋。Hu等[5] 研究了影响固化含油污泥中油迁移的影响因素。实验结果表明,当含油污泥超过9.56MPa的压力强度,油泥中未被发现油的存在。由此证明,固化的方法是可靠的含油污泥处理方法。 2.2 生物处理 生物处理方法有两种,一种是增加油泥中的营养成分含量,然后充气,含油污泥中的微生物得到大量的生长和增殖,以实现污染物的有效降解。另一种是向含油污泥中加入微生物制剂,可以降低油泥中的石油烃含量。大量的文献研究表明,外加的细菌可以使石油烃的降解率达50%[6,7]。 Biswal等[8]利用实验室富集培养的微生物进行了含油污泥的降解研究。研

离心机有效处理含油污泥的问题分析与对策(标准版)

( 安全技术 ) 单位:_________________________ 姓名:_________________________ 日期:_________________________ 精品文档 / Word文档 / 文字可改 离心机有效处理含油污泥的问题分析与对策(标准版) Technical safety means that the pursuit of technology should also include ensuring that people make mistakes

离心机有效处理含油污泥的问题分析与对 策(标准版) 炼油污水处理场的含油污泥是石化工业的主要污染源之一。炼油厂的含油污泥主要来源于浮选加药产生的浮渣、生化系统的剩余活性污泥、隔油池池底泥等。其含油量一般为8%~20%,含水率为60%~80%,且含有10%的固体物质(泥、砂、菌等)。一般中小型炼油厂年产污泥上万吨,其中的有害物质和石油烃类,会随着雨水的冲刷严重污染土壤和水源。乌鲁木齐石化公司炼油污水处理率达到了100%。随着原油性质的变化,污水处理过程中产生的含油污泥的处理难度也随之增加。用真空过滤机、板框压滤机等进行处理,都因为其粘度大,分离效果差;用传统的静置储存方法——待油泥、水分层后,将水用泵抽出回到污水系统再处理,剩下的含油污泥外运填埋处理——这种方式泥水分离时间长,分离效率低,分离后的

含油污泥含水率高,占据着大量储存空间。污泥堆放场往往已不堪重负。如何有效安全地处理这些含油污泥,成为一个研究的课题。乌石化公司净化水厂炼油工段经过几年的摸索实践,认为利用转筒式离心机进行含油污泥的脱水处理是一种能耗少、效果显著的方法。 1转筒式离心机的工作原理 1.1离心分离的原理 物体高速旋转,产生离心力。在离心力场内的各质点,都将承受较其本身重力大许多倍的离心力。离心力的大小取决于该质点的质量。由于含水污泥中有比重大于1的污泥,有比重等于1的水及很少的比重小于1的污油,在离心力的作用下,这几种物质所受到的离心力也不同,质量大的污泥被甩到水的外侧,再通过一定的手段使它们分离,就使含油污泥中的水和污油得到脱除,大大减少了污泥的体积。 1.2转筒式离心机的工作原理 污泥从空心转轴的分配孔进入离心机,依靠转筒高速旋转产生的离心力分离固体。螺旋输送器与转筒的旋转方向相同,但转速稍

热解技术含油污泥无害化处理与资源化利用

热解技术:含油污泥无害化处理与资源化利用 近年来,我国固体废物和危险废物处置能力大幅提升,但非法转移、处置固体废物,尤其是跨省倾倒危险废物的事件仍时有发生。这其中,相当数量的危险废物是含油污泥。 严禁含油污泥非法转移倾倒 含油污泥是石油勘探、开采、炼制、清罐、储运及含油污水处理过程中所产生的含油固体废弃物,具有产量大、含油量高、重质组分高、综合利用方式少,处理难度大等特点。含油污泥中含有大量的有毒有害物质,若不及时加以处理整治,将势必对周围土壤、水体、空气及其生物圈造成严重污染。 含油污泥作为一种常见的暴露污染源,已被列入2016年版《国家危险废物名录》(国家环保部令第39号)。《中华人民共和国清洁生产促进法》要求必须对含油污泥进行无害化处理,严禁非法转移倾倒。 2018年5月,生态环境部启动了“清废行动2018”,并印发《关于坚决遏制固体废物非法转移和倾倒,进一步加强危险废物全过程监管的通知》,加强固废危废处置能力,保障生态环境安全。 含油污泥资源化利用势在必行 据不完全统计,我国每年含油污泥产生量在3,000万吨左右,其资源化利用是油田环境保护与可持续发展的重要问题之一。现行的处理技术有填埋、焚烧、固化处理、热脱附、溶剂萃取、生物处理等,许多方法视含油污泥为废物,忽略了其本身的资源属性,在实际大规模工业应用中存在处理过程成本高、工艺设备复杂、效率低、二次污染等问题。研发经济、环保、安全的技术装备,充分回收油泥中的石油资源,并使处理后固体产物无害化势在必行。

低温热解技术装备经长期商业化运作验证,以其高效低耗、稳定、安全环保优势,在油泥资源化利用领域受到了越来越多的关注与行业认同,并得到了国家政策的大力支持。 2017年初国家工信部、商务部、科技部三部委发布的《关于加快推进再生资源产业发展的指导意见》(工信部联节[2016]440号)文件中把“热裂解生产技术与装备”列入重点领域。 2017年12月,工信部、科技部两部委联合印发《国家鼓励发展的重大环保技术装备目录(2017年版)》,“污油泥热分解资源化利用成套技术及装备”首次成功入选。 环保型工业连续化污油泥热解技术装备厂房内景 污油泥热解资源化利用成套技术及装备 济南恒誉环保科技股份有限公司,荣膺国家科技进步奖,主持起草多项行业国家标准,作为油泥热解行业领军企业,拥有独立知识产权自主研发的“污油泥热分解资源化利用成套技术及装备依托单位”入选了国家工信部和科技部联合印发的《国家鼓励发展的重大环保技术装备目录(2017年版)》,并经过层级遴选,成功获授此项技术“国家鼓励发展的重大环保技术装备依托单位”。 其自主研发的“工业连续化含油污泥无害化洁净高效热解成套技术装备”对原材料要求低,可处理各类含油污泥。其专有的进出料热气密技术、无结焦热分散技术、可燃气体回用技术及烟气余热循环利用技术、油品阻聚净化工艺技术、电气智能控制系统以及安全预警系统等多项专利技术,解决了气液固在高温下的动态密封、裂解过程中结焦、油气输送管路堵塞、热效率低等行业难题。

一般污泥和含油污泥的处理方法

一般污泥和含油污泥的处理方法( 一般来讲,为了不造成环境的二次污染,需要在污水处理的二级处理之后添加一道污 泥处理工艺。污水处理的目标通过把水中杂质浓缩成固体形态再从流体中分离而实现。这 种浓缩质变称为污泥,因包含了大量的有害物质,需要妥善处置。污泥处理设备大约占污 水处理厂的40%-60%基建投资,污泥处理则占50%左右的处理费用,同时也造成了和其经 济费用不成比例的处理难度。 首先,原污泥通过污泥泵由二沉池打到另一个池子中从而和上清液分离。因为原污泥 的含水率通常能达到99.5%,所以污泥必须浓缩,有多种可行的方法用于减少污泥的体积。例如真空过滤和离心等机械处理的方法通常用于将污泥以半固体形式处置之前。通常这些 方法是污泥焚烧处理的准备工作。如果计划采用生物处理,则多数才用重力沉降或者是气 浮的方法进行浓缩。这两种情况所对应的污泥仍然是流态的。 重力浓缩池的设计和运行类似于污水处理中的二沉池。浓缩功能是主要的设计参数, 为了满足更大的浓缩能力,浓缩池基本上比二沉池要深。一个设计正确,运行良好的重力 浓缩池至少能提高两倍的污泥含泥量。也就是说,污泥的含水率可以有99.5%减少到98%,或者更少。这里值得一提的是,重力浓缩池的的设计要尽量基于中式结果的分析,因为合 适的污泥负荷率与污泥的属性的有很大关系的。 如果采用溶气气浮浓缩,需要有一小部分的水,通常是二沉池出水,在400kPa的压 力下充气。这种过饱和的液体通入罐底,而污泥在大气压下通过。气体以小气泡的形式和 污泥中的固体颗粒黏附,或则是被包围,从而带动固体颗粒上浮到表面。浓缩了的污泥的 上部被除去,而液体由底部流回溶气罐充气。 体积减少后,污泥中含有大量的有害成分,在处置之前需要将之转化为惰性成分。最 常用的方法是生物降解稳定。因为这个过程目的在于将物质转化为最终无菌产物,所以常 应用消化的方法。污泥消化既能进一步的减少污泥体积也能使所含固体转化为惰性物质并 且大体的上没有病菌。通过厌氧消化或好养消化都能达到污泥消化目的。 污泥含有多种有机物,因此需要多种微生物来分解。有关资料将厌氧消化中的微生物 分为两类:产酸菌和甲烷菌。所以,我们也能把厌氧消化分为两步。第一步,由兼性厌氧

石油污泥的处理

石油污泥的处理 含油污泥指原油或成品油混入泥土或其他介质,其中的油分不能直接回收而可能造成环境污染的多种形态的混合物。含油污泥主要产生在油田和炼油厂,按来源可分为三种不同类型:(1)在油田开发特别是油井采油生产和井下作业施工过程中,部分原油放喷或被油管、抽油杆、泵及其他井下工具携带至土油地或井场,这些原油渗入地面土壤,形成油泥称为落地油泥;(2)各种储油罐在自然沉降中也会产生一些油泥称为罐底泥;(3)炼油厂三泥,包括:隔油池底泥、溶气浮选浮渣和剩余活性污泥等,其中以浮选浮渣量为最大,占三泥总量的80%。含油污泥的产量巨大。据统计,中等规模油田日油泥量100 右堆放总量已在40万t 以上。这些污泥中一般含有的苯系物、酚类、蒽类等物质,并伴随恶臭和毒性,若直接和自然环境接触, 就会对土壤、水体和植被造成较大污染同时也意味着石油资源的浪费。因此,无论是从环境保护还是从回收能源的角度考虑,都应该对含油污泥进行无害清洁化处理。含油污泥组成可以大致分为水乳化油或吸附油,固体异物,无机盐等油泥在水中一般呈稳定的悬浮乳状液体系,其水合和带电性形成了稳定的分散状态,很难实现多相分离,从而增加了处理技术的难度和成本。又由于承载油类的基质的多种可能性,统称的含油污泥成分极其复杂,性质各不相同,因此处理技术也有多样的要求。本文按预处理工艺方法、核心处理技术、最终处置三大类简述国内

外几种主要含油污泥处理技术原理及应用现状,以期为合理地选用或开发适合对象性质的工艺流程和设备提供参考。 1 处理技术原理及应用特点 1.1 预处理工艺方法减大部分含油污泥含水率较高,进许多处理工艺前需要进行调制脱水容。污泥脱水过程是污泥的悬浮粒子群和水的相对运动,而污泥的调质则是通过化学或物理手段调整固体粒子群的界面性状和排列状态,使之适合不同脱水操作的预处理,以提高机械脱水性能。 1.1.1 调制为了防止粘度高、过滤比阻大的含油污泥堵塞滤料,并针对其粘度大、乳化严重、固—固—液粒子间粘附力强和密度差小等特点,调制时除添加絮凝剂外,还配合以破乳、加热等其他强化手段实现油-水一固的三相分离的关键之一是使粘度大的吸附油解吸或破乳。为促使油类从固体粒子表面分离,Surendra 认为加入合适的电解质可增加系统的电荷密度,使它们取代油组分优先吸附在粒子表面,并使粒子更分散,为油从固体颗粒表面脱附创造更好的条件。国外学者分别发明了针对炼厂的含油污泥调质一机械脱水工艺回收油的有关专利技术,提出了通过投加表面活性剂、稀释剂(葵烷等)、电解质(NaCI溶液),或破乳剂(阴离子或非离子)、润湿剂和pH 调节剂等,并辅以加热减粘等调质手段,实现油-水一固三相分离。在国内炼厂含油污泥调制系统中,普遍采用的絮凝剂包括高分子无机絮凝剂如聚合氯化铝,聚合硫酸铁等

含油污泥的处理现状及展望

含油污泥的处理现状和展望 摘要 含油污泥会对环境造成二次污染,必须进行无害化处理和资源化利用。针对含油污泥处理现状,分析了国内外处理含油污泥方法上存在的问题,综述了国内外含油污泥的处理技术现状、及含油污泥处理技术的研究进展。资源化利用将成为含油污泥处理技术的发展趋势。关键词:含油污泥;资源化;除油;综述 Abstract: Oily sludge may do harm to the production and the environment and must be treated harmlessly and be utilized comprehensively.n view of the present situation of oily sludge treatment, the problems existing in oily sludge treatment at home and abroad are analyzed.This article summarized the present situation about domestic and foreign oily sludge treatment, and forecast the development direction about technology of oily sludge treatment. Resources utilization of oily sludge will be the dominant technique for oily sludge treatment in the future. Key Words: oily sludge、comprehensive utilization、oil removal、detoxification 1含油污泥的危害和来源 含油污泥是石油生产的伴随品,是石油生产的主要污染源之一,也是影响油田及周边环境质量的一大难题。含油污泥中大量的有机物和丰富的氮、磷、硫等营养物质,不加稳定处理的污泥任意排入水体,污泥中的有机物和氨氮将大量消耗水体中的氧,导致水体水质恶化,严重影响水生物的生存,营养物质又会使水体富营养化,在沿海海域造成赤潮和绿潮。除此,不同成分的含油污泥对环境和人类造成的危害是不同的。 1.1含油污泥的危害 油田含油污泥的组成成份极其复杂,是一种极其稳定的悬浮乳状液体系,含有大量老化原油、蜡质、沥青质、胶体、固体悬浮物、细菌、盐类、酸性气体、腐蚀产物等,还包括生产过程中投加的大量凝聚剂、缓蚀剂、阻垢剂、杀菌剂等水处理剂[1]。并因其体积庞大,排放后不但占用大量耕地,而且对周围土壤、水体、空气都将造成污染。我国现已对含油污泥的排放加强了重视[2],目前明确规定,肆意排放未经处理的含油污泥将处以1 000元/ m3·d 的罚款。这样虽然限制了部分污染物的排放,但仍然不能从根本上解决问题。所以含油污泥

【CN109912163A】一种含油污泥的处理方法【专利】

(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910148560.4 (22)申请日 2019.02.28 (71)申请人 南京泓远环保科技有限公司 地址 210000 江苏省南京市建邺区新城科 技园丰安路300号君泰国际E4幢 (72)发明人 屈撑图 鱼涛 胡海杰 杨博  秦林新  (74)专利代理机构 南京九致知识产权代理事务 所(普通合伙) 32307 代理人 韩莲 (51)Int.Cl. C02F 11/121(2019.01) C02F 11/00(2006.01) C02F 11/143(2019.01) C02F 11/13(2019.01) C02F 11/18(2006.01)C02F 11/10(2006.01)B01D 5/00(2006.01)C02F 101/32(2006.01)C02F 103/10(2006.01) (54)发明名称 一种含油污泥的处理方法 (57)摘要 本发明属于危害物处理领域,涉及一种含油 污泥的处理方法,包括:对含油污泥进行脱水处 理;分离含油污泥中挥发物与固体残渣;并分别 分离挥发物中污水与原油、分离固体残渣中固体 残留物与固体分解物;净化固体残留物与固体分 解物,并检测。本申请的处理方法解决了油田含 油污泥处理的技术难题,实现了含油污泥的资源 化、 无害化处理。权利要求书2页 说明书5页 附图1页CN 109912163 A 2019.06.21 C N 109912163 A

权 利 要 求 书1/2页CN 109912163 A 1.一种含油污泥的处理方法,其特征如下,包括: 对含油污泥进行脱水处理; 分离含油污泥中挥发物与固体残渣; 并分别分离挥发物中污水与原油、分离固体残渣中固体残留物与固体分解物; 净化固体残留物与固体分解物,并检测。 2.根据权利要求1所述的一种含油污泥处理方法,其特征在于,对含油污泥进行脱水处理包括:分化含油污泥中的水成分,以保证分化后的含油污泥能在物理条件下实现水油分离;对分化后的含油污泥进行物理化脱水处理,以保证含油污泥中含水量不高于40%。 3.根据权利要求2所述的一种含油污泥处理方法,其特征在于,分化含油污泥中水成分是在物理搅拌条件下向含油污泥中加入调节剂与絮凝剂。 4.根据权利要求3所述的一种含油污泥处理方法,其特征在于,调节剂的加量为0.2%~0.5%,絮凝剂的加入量为200mg/L~500mg/L,所述的絮凝剂为多羟基铝,调节剂为氢氧化钠或盐酸。 5.根据权利要求2所述的一种含油污泥处理方法,其特征在于,对分化后的含油污泥进行物理化脱水处理采用叠螺机进行,并且脱水处理的含油污泥中含水量介于30%-40%。 6.根据权利要求1所述的一种含油污泥处理方法,其特征在于,分离含油污泥中挥发物与固体残渣是采用热处理方式,分离含油污泥中挥发物与固体残渣后固体残渣中含水量为15~30%,所述热处理温度保持在250℃~300℃,时间为1~2h,热处理后固体残渣含水率低于5%,且热处理后固体残渣直接进行氧化处理。 7.根据权利要求1所述的一种含油污泥处理方法,其特征在于,分离固体残渣中固体残留物与固体分解物采用氧化方式,氧化过程产生的烟气用于分离含油污泥中挥发物与固体残渣过程的预热。 8.根据权利要求7所述的一种含油污泥处理方法,其特征在于,氧化方式分离固体残留物与固体分解物中包括通入富氧热风,通入富氧热风的温度为100-150℃。 9.根据权利要求7所述的一种含油污泥处理方法,其特征在于,采用氧化方式分离固体残留为与固体分解物中氧化反应温度为600-750℃,反应时间为20-30min。 10.根据权利要求1所述的一种含油污泥处理方法,其特征在于,包括: 含油污泥经上料机进入到调质反应器中,调质反应器中设置有搅拌装置,在搅拌装置的搅拌作用下,使含油污泥与从加药装置出来的调节剂、絮凝剂充分混合; 通过污泥泵将混合有调节剂与絮凝剂的含油污泥输送至叠螺机进行脱水处理,得到脱水减量化后的含油污泥,所产生的含油废水进入油水储罐; 脱水减量化后的含油污泥通过干化装置进一步干化后进入到热处理反应器进行低温热处理,热处理产生的油蒸汽与水蒸汽混合物经管道进入到冷凝器进行冷却得到油水混合物; 冷却后的油水混合物送至油水分离装置进行分离处理,分离后的油进入储油罐,污水进入污水储罐,冷却水经循环水泵输送至调质反应器四周的盘管中为含油污泥预热; 热处理过程产生的不凝气与自换热器输送的富氧热风混合后,与热处理残渣一同输送至氧化反应器; 在氧化反应器中进行氧化,所产生的烟气进入干化装置与污泥逆向接触降温,进入急 2

含油污泥特点及处理方法

38 2005年12月油气田环境保护 治理技术 含油污泥特点及处理方法 姜 勇 赵朝成 赵东风 (中国石油大学(华东)化学化工学院环境科学与工程系) 摘 要含油污泥主要来源于油田开采、油气集输及污水处理场,污泥中一般含油率在10%~50%,含水率在40%~90%。文章介绍了不同来源含油污泥的特点及脱水方法,并对各种含油污泥处理方法的优、缺点进行了比较。研究结果表明,各种方法都有其特点和适用范围。由于含油污泥成分复杂,没有任何一种处理方法可以处理所有类型的含油污泥。 关键词油田开采 含油污泥 处理方法 脱水工艺 适用范围 0 引 言 含油污泥是在石油开发、运输、炼制时污水处理过程中产生的。污泥中一般含油率在10%~50%,含水率在40%~90%,我国石油石化行业中,平均每年产生80万吨罐底泥、池底泥[1],胜利油田每年产生含油污泥在10万吨以上,大港油田每年产生含油污泥约15万吨,河南油田每年产生5×104 m3含油污泥[2],其中含有大量苯系物、酚类、蒽、芘等有恶臭的有毒物质[3],若不加以处理,不仅污染环境,而且造成资源的浪费。 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。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、放射性核元素等难降解的有毒有害物质。 1 含油污泥特点 含油污泥主要分以下几类。 ◆ 原油开采产生的含油污泥原油开采过程中产生的含油污泥主要来源于地面处理系统。采油污水处理过程中产生的含油污泥,再加上污水净化处理中投加的净水剂形成的絮体、设备及管道腐蚀产物和垢物、细菌(尸体)等组成了含油污泥。这种含油污泥一般具有含油量高、粘度大、颗粒细、脱水难等特点,它不仅影响外输原油质量,还导致注水水质和污水难以达标外排[4]。 ◆ 油田集输过程产生的含油污泥胜利油田含油污泥主要来源于接转站、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[5]。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来自一次沉降罐、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[6]。 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%的无机沉淀物为泥沙,70%左右为碳氢化合物,其中沥青质占7.8%,石蜡占6%,污泥灰分含量占4.8%[3]。 ◆ 炼油厂污水处理场产生的含油污泥 炼油厂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 常用处理过程及方法 含油污泥处理以减量化、资源化、无害化为原则,常用的处理方法有:溶剂萃取法、焚烧法、生物法、 焦

中石化引进美国炼油厂含油污泥处理新工艺简介

中石化引进的美国炼油厂含油污泥处理新工艺技术交流大纲简介根据中石化引进美国德聪公司(TETRA TECH)的技术要求,以及德聪公司的行业经验,德聪 公司(TETRA TECH)提供下列技术进行交流。 1.介绍美国炼油厂含油污泥处理新工艺 1.1油、泥、水三相分离技术 该技术主要利用三相离心机对含油污泥进行油、泥、水三相分离。(分离后:污泥含水率 小于30%,最低可达15%,油含量约8%) 1.2 利用废蒸汽进行脱水、干化等一体化工艺 该工艺利用板框压滤与蒸汽一体机对含油污泥进行处理,先是对含油污泥进行压滤脱水, 然后注入蒸汽进行干化,最后用真空泵抽出剩余的水,使含油污泥含水率小于10%。(含油污 泥板框压滤使用特种PTFE滤布,采用压缩空气清洗即可)。

1.3含油污泥的热解气化处理 在高温缺氧情况下,对含油污泥进行气化,将产生气体进行冷凝处理,从而生成可回收的油。(热源采用蒸汽,能耗为10~12kcal/kg,与污泥含水率有关) 2.现有污水处理厂的提质改造 2.1组合式固定膜活性污泥处理(IFAS)新技术 该技术主要适用于现有的采用活性污泥工艺污水处理厂的改造,以提高氨氮的处理效率。(氨氮去除率可再提高50~90%,出水氨氮浓度可达GB一级) 主要针对污水处理厂的生化曝气池进行改造:在曝气池中加入固定膜填料,提高处理效率。(曝气量不需要增加,曝气时间基本不变)

2.2活动流化床的固定膜处理工艺(MBBR) 该工艺主要用于提高氨氮的处理效率(能提高40~90%,出水氨氮浓度达GB一级) 其工艺流程跟IFAS工艺相似,没有污泥回流。 2.3生物膜反应器(MBR+AOP+GAC 或 PAC+MBR) 该工艺在炼油污水处理中应用时,MBR除去可生物降解的COD与TSS,AOP对不可生物降解的COD进行氧化处理,然后用颗粒活性炭进行吸附处理。 3.生物污泥减量技术 3.1高温好氧自养ATAD工艺 该技术在美国属于生物污泥减量技术的第二代技术,将剩余污泥预浓缩至含水93~94%后进入ATAD反应器,在该反应器内进行曝气和循环搅拌。 在反应过程中,不需外加热源,体系温度会升高至55~60℃,此时,原有参与污水处理微生物因不适应环境而死亡,同时会筛选出耐热喜温的微生物种群,不需另外投加专用菌种。 该微生物是世界上最古老的微生物,它能利用死亡的微生物作为底物而进行新陈代谢,其本身的污泥产率较低。这类微生物适宜在高温条件下(55℃以上)生长并降解有机物,它具有以下几方面的优势: (1)高温条件下微生物的活性较高,有利于有机物的去除; (2)绝大多数嗜热菌具有较强的耐热性,能抵抗温度突变对处理系统运行性能的影响。 (3)高温下废水/液中部分微生物细胞将发生自溶,避免生物量过快积累,污泥产率低; (4)嗜热菌对化学物质具有较高的耐受性,在成分复杂的废水中,仍可保持较高的活性。

热解技术含油污泥无害化处理与资源化利用

热解技术含油污泥无害化处理与资源化利用 集团公司文件内部编码:(TTT-UUTT-MMYB-URTTY-ITTLTY-

热解技术:含油污泥无害化处理与资源化利用 近年来,我国固体废物和危险废物处置能力大幅提升,但非法转移、处置固体废物,尤其是跨省倾倒危险废物的事件仍时有发生。这其中,相当数量的危险废物是含油污泥。 严禁含油污泥非法转移倾倒 含油污泥是石油勘探、开采、炼制、清罐、储运及含油污水处理过程中所产生的含油固体废弃物,具有产量大、含油量高、重质组分高、综合利用方式少,处理难度大等特点。含油污泥中含有大量的有毒有害物质,若不及时加以处理整治,将势必对周围土壤、水体、空气及其生物圈造成严重污染。 含油污泥作为一种常见的暴露污染源,已被列入2016年版《国家危险废物名录》(国家环保部令第39号)。《中华人民共和国清洁生产促进法》要求必须对含油污泥进行无害化处理,严禁非法转移倾倒。 2018年5月,生态环境部启动了“清废行动2018”,并印发《关于坚决遏制固体废物非法转移和倾倒,进一步加强危险废物全过程监管的通知》,加强固废危废处置能力,保障生态环境安全。 含油污泥资源化利用势在必行 据不完全统计,我国每年含油污泥产生量在3,000万吨左右,其资源化利用是油田环境保护与可持续发展的重要问题之一。现行的处理技术有填埋、焚烧、固化处理、热脱附、溶剂萃取、生物处理等,许多方法视含油污泥为废物,忽略了其本身的资源属性,在实际大规模工业应用中存在处理过程成本高、工艺设备复杂、效率低、二次污染等问题。研发经济、环保、安全的技术装备,充分回收油泥中的石油资源,并使处理后固体产物无害化势在必行。 低温热解技术装备经长期商业化运作验证,以其高效低耗、稳定、安全环保优势,在油泥资源化利用领域受到了越来越多的关注与行业认同,并得到了国家政策的大力支持。

含油污泥处理解决方案

油田和炼油厂的污水处理系统以及原油生产储运系统会产生大量含油污泥。目前我国每年产生的含油污泥总量达500余万t。随着大多数油田进入中后期开采阶段,采出油中含水率越来越高,含油污泥量还会继续增加。本文将叙述含油污泥的特性、危害,目前主要的处理方式,以及根据现有条件,对我们可能提出的技术方案进行叙述。 1 含油污泥的性质和危害 含油污泥成分极其复杂,主要由乳化油、水、固体悬浮物等混合组成,其成分与地质条件、生产技术、污水处理工艺、污水水质、加药种类、排污方式以及管理操作水平有关。含油污泥的比阻比一般污泥大40倍,其可压缩性系数大20倍,属难过滤性污泥,又由于其颗粒细小,呈絮凝体状,含水量高,体积庞大,因此不易实现油-水-泥的三相分离。我国大部分油田含油污泥的含水率一般为70%~99%,油、盐成分含量较高,且含有重金属和其它有害杂质;炼油厂污泥还含有大量苯系物、酚类、芘、蒽等有毒物质。 含油污泥直接外排会占用大量土地,其含有的有毒物质会污染水、土壤和空气,恶化生态环境;直接用于回注和在污水处理系统循环时,会造成注水水质下降和污水处理系统的运行条件恶化,对生产造成不可预计的损失;同时大量石油资源被浪费。含油污泥己被列入《国家危险废物目录》中的含油废物类,《国家清洁生产促进法》和《固体废物环境污染防治法》也要求必须对含油污泥进行无害化处理。因此,无论是从环境保护、维护正常生产还是从回收能源的角度出发,都必须对含油污泥进行无害化、资源化处理 2 含油污泥的处理技术 含油污泥处理以减量化、资源化、无害化为原则,故虽然目前的处理方式有很多,但最具发展前景的应该是一下四种技术:调质-机械分离、生物处理、固化处理和综合利用技术。下面逐一介绍这四种技术。 2.1 调质-机械分离技术 浓缩、化学调节(即调质)、脱水是含油污泥处理系统必不可少的三个环节。高含水量的含油污泥不能直接进行机械脱水操作,必须先进行调质;通过调质-机械分离,使含油污泥实现油-水-泥的三相分离。污泥脱水过程实际上是污泥的悬浮粒子群和水的相对运动,而污泥的调质则是通过一定手段调整固体粒子群的

蒸馏法处理含油污泥项目建议书

蒸馏法处理含油污泥技术资料

摘要 为了解决石油行业油田污泥的处理问题,提高石油资源的利用效率,实现油田污泥的高附加值利用,我们提出利用蒸馏法处理油田含油污泥新技术。该技术是在充分调研目前国内外石油石化生产过程中的含油污泥脱油处理和污泥的综合利用技术的基础上,结合目前国内含油污泥的处理现状和国内外相关技术发展趋势,提出一种油田含油污泥脱油脱水新技术。该技术的基本原理是利用低温蒸发反应器在隔绝空气的条件下处理含油污泥,在一定温度下将含油污泥中的低着火点的成分作为部分燃料,获得沸点在一定温度范围内的油品,污泥中的油品蒸发回收并资源化再生利用。由于该技术采用全密闭生产工艺,生产过程中不产生粉尘污染、油污染、空气污染和水体污染,属于洁净生产工艺,彻底避免了传统焚烧法和萃取法处理油田含油污泥所产生的烟尘和污水等二次污染问题,实现了绿色生产,缓解当前的油气资源紧张的问题,具有显著的环保效益和社会效益,同时实现了油品的高附加值再生利用,具有显著的经济效益。 该技术思路是在首钢成功开发“利用低温蒸馏工艺处理轧钢含油污泥技术”和系统分析总结现有国内外相关技术的基础上提出的,目前在国内没有类似的技术思路,如果此项技术成功应用,可以使我国目前的含油污泥处理和资源化利用技术在国际上处于领先地位,不仅可以使我国现有的巨大的含油污泥资源得以高效利用,而且可以进行技术输出,形成新的产业,出现新的技术经济增长点。

1 前言 含油污泥是一种富含矿物油的固体废物,主要来自石油勘探开发业和石油化工行业生产过程中产生的油泥、油砂,具有产生量大、含油量高、重质油组分高、综合利用方式少、处理难度大等特点,它的存在对周围的环境质量产生着不良的影响.是目前固体废物处理中一个比较大的难题。 作为石油勘探开发过程中的“伴生品”,含油污泥主要来自中转站、联合站、污水处理站的油罐、沉降罐、污水罐、隔油池的底泥、含油污水处理设施、轻烃加工厂、天然气净化装臵等,其产生量为原油产量的0.5%~1%。特别是我国许多大型油田已进入开发后期,含油污泥和油砂的产生量还要大于这个数据;按照我国目前原油产量估算(1.6×108t/a),每年将有近百万吨的油泥、油砂产生。据有关部门统计,仅大庆、胜利、辽河三大油田每年产出的含油污泥就达200 万吨以上。由于环保部门禁止外排,致使含油污泥在水罐中长期积存,严重影响了油田生产的正常运行。 含油污泥主要成份是油、泥砂和水,且充分乳化,难以沉降,随着油田进入三高开采期,采出液量成倍增加,油泥、油砂的产生量激增,因此研究开发油泥、油砂无害化处理、处臵措施已变得非常紧迫。 石油炼制过程中产生的含油污泥主要来自炼油厂。炼油厂含油污泥主要有污水处理场的隔油池底泥、浮选池浮渣、原油罐底泥等(简称“三泥”).组成各异。污泥含油量在20%~50%之间,同时伴有一定量的固体(如泥、沙等)。含油污泥体积庞大,若不加处理就直接排放。不但占用大量耕地。而且对周围土壤、水、空气都造成污染.同时对于污泥中含有的原油也是一种浪费。因此不论从环境保护角度出发,还是从资源保护角度出发.都必须寻找一种经济合理的处理方法,对含油污泥中的油资源进行回收利用,同时将含油污泥进行无害化处理已是一个迫在眉睫的问题。 2 国内外含油污泥处理状况及技术进展 油气田生产过程中产生的油泥、油砂中含有大量可燃成份,经化学机械

含油污泥处理技术与发展方向

30 石油规划设计 第16卷第5期 科 技 * 李巨峰,男,1971年生,工程师。1997年毕业于西南石油学院应用化学专业,中国石油环境监测总站分析与检测室主任,中国石油勘探开发研究院在读博士。通信地址:河北省廊坊市44号信箱,065007 含油污泥处理技术与发展方向 李巨峰* 操卫平 冯玉军 汤 林 中国石油环境监测总站 中国科学院成都有机化学研究所 中国石油天然气股份有限公司勘探与生产公司 李巨峰等. 含油污泥处理技术与发展方向. 石油规划设计,2005,16(5):30~32 摘 要 针对含油污泥的处理现状,分析了国内外含油污泥处理方法存在的不足。提出了含油污泥处理技术的发展方向,包括调质-机械分离处理、高温处理、溶剂萃取处理、生物处理等。同时,文章对含油污泥的综合利用方法进行了论述。 关键词 含油污泥 处理技术 机械分离 高温分离 生物处理 溶剂萃取 含油污泥主要是石油勘探开发业和石油化工行业生产过程中产生的油泥、油砂,具有产生量大、含油量高、重质油组分高、综合利用方式少、处理难度大等特点。含油污泥的存在对周围的环境质量产生着不良的影响,是目前固体废物处理中一个比较大的难题。 含油污泥的特点及处理现状 1 含油污泥的来源及特点 目前,油田开发大部分是采用早期注水的方法 保持地层压力。随着油田的深度开采,采出油中含 水率越来越高。在进行原油脱水中,脱水罐、储油 罐、污油罐等底部存在大量含油污泥。同时,在油 田、炼油厂的污水处理场(如隔油池底、浮选池、 曝气池等)也存在着大量含油污泥。一个日处理 20 000 m 3污水的处理厂每日约产生20 m 3 含油污泥。这些污泥成分复杂,属于多相体系,一般由水包油 (O/W)、油包水(W/O)以及悬浮固体组成,且乳 化充分,黏度较大,固相难以彻底沉降,给污泥处 理带来很大的难度。 2 含油污泥的危害 (1)含油污泥的存在使回注水中悬浮物含量严 重超标,堵塞地层,造成油层吸水能力下降,注水 压力不断升高;同时,使水井增注措施(主要是酸化)有效期下降,增加了处理费用和工作量。 (2)为确保注水水质,防止悬浮物在系统中恶性循环,每天被迫外排大量的污水,既造成了水资源浪费,又污染了环境。 (3)由于大颗粒在沉降罐、净化污水罐、污水池中不断沉积,使清罐周期缩短,清出的大量污泥 含水率高,无处堆放,污染环境,增加了成本投入。 3 含油污泥的处理现状 国内外处理含油污泥的方法一般有:焚烧法、生物处理法[8、9]、热洗涤法、溶剂萃取法[10] 、化学破乳法[11]、固液分离法[12] 等。其中焚烧法耗能大、产生二次污染,油资源也没得到回收利用;生物处理法需将含油污泥混以松散剂、肥料和培菌液,经常颤动并自然通风, 历时41 d 才能将97%的石油烃生物降解,同样油资源也没有得到回收利用;溶剂 萃取法存在的问题是流程长,工艺复杂,处理费用高,只对含大量难以降解的有机物的含油污泥适用;化学破乳法对乳化严重的含油污泥需另加破乳剂和加热;固液分离法对于含油高、污染严重的含油污泥,油回收率低。可见,这些方法由于投资、处理效果及操作成本等原因,未能在国内普及应用。目前,我国含油污泥处理问题一直难以得到有效解决。

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