含油污泥無害化處理技術研究
更新時間：2020-09-10 15:51
來源：化工設計通訊
作者: 鄭祥林
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摘要：近年來，隨著經濟社會的快速發展，石油逐步成為生產生活中不可或缺的能源資源。隨著油田開采工作的順利推進，含油污泥是油田開發中普遍存在的固體廢物，由于含油污泥內含有大量的石油烴生物，這種物質本身的毒性較強，因此，必須對這類固體廢物加以必要的處理，以提高油田企業的經濟社會效益。無害化處理技術是一種有效的處理方式，能夠保障處理結果符合環保性要求。基于此，分析了含油污泥處理中，無害化處理技術的應用，有利于促進油田企業的快速發展。
油田資源的開發過程中，面臨著各種復雜的開采環境，以砂巖地層的油田開發為例，其在開采過程中往往會產生大量的泥沙，這些泥沙一旦在污水罐中沉積，就會形成有毒、有害的含油污泥。若不對這些固體廢物加以處理，不僅會造成原油資源的浪費，還會導致嚴重的生態破壞與環境污染等問題。因此，各個油田企業需要順應可持續發展理念下的發展要求，根據油田開發的具體情況，科學進行含油污泥的無害化處理，促進油田企業的可持續發展。
1 含油污泥的來源與組分
1.1 含油污泥的來源
由于油田生產過程比較繁雜，使得含油污泥的來源具有多樣性，在很多環節都會產生含油污泥，主要包含 ：①修井過程中，往往需要借助于特定的容器、塑料膜或者其他防滲透材料等來進行井筒流體的回收，即使在此情況下，也存在少量井筒流體的泄漏，當這些泄漏的井筒流體與地面鋪墊沙層接觸以后，當清理以后，會逐步形成以沙子為主的固體含油污泥。②在采出水處理過程中，經由特殊的處理工藝，比如沉降、浮選、過濾等有效實現了懸浮固體的排出，當這些懸浮固體被排出以后，經由濃縮、壓濾等過程，逐步產生了脫水污泥，再加上這些固體顆粒物很細，最終形成含油污泥。③在原油集輸系統內，油水分離罐、原油儲罐等往往需要定期清理，及時排出罐內的相關雜質，但是，從排出物的構成來看，含油物質相對較大，而沙石、泥是雜質的主要類型，這種情況下也會產生一定量的含油污泥。④主要是在井場、站場、管道滲漏等產生的污染物，在對這些污染物加以清理的過程中，石塊、塑料等雜質極易混入其中，形成綜合污泥。
1.2 含油污泥的組分
從當前我國油田資源開發的現狀來看，含油污泥內包含了各種類型的物質，比如在采出水處理設施排脫水污泥中，含水量、含油量與固體顆粒含量分別在70%~80%、10%~15%、5%~10%，而固體顆粒粒徑在50~100μm。而其他類型的含油污泥，其90% 以上的固體顆粒粒徑在100μm 以上。從幾種不同的含油污泥類型來看，油罐底污泥中的含油量最高，而井場污泥與綜合污泥中，固體顆粒的含量相對較高。
2 含油污泥危害
對油田的含油污泥而言，其內部含有的各種物質相對較多，比如烷烴、環烷烴、芳香烴、膠質、瀝青質及石蠟等，從這些物質的構成來看，其物質組成與原油存在高度的相似性，如果在油田開發過程中，不重視對含油污泥的處理，直接將其堆置于自然環境中，會導致存放區域內極大的生態破壞，最終導致嚴重的生態與環境問題。此外，含油污泥中還存在一部分的油氣，這些油氣在存放過程中會逐步被揮發，對周邊的空氣質量等產生了極大的威脅。而含油污泥中原油的存在，甚至會引發土壤內部石油類物質超過特定的標準，最終引發土壤板結等問題。
3 含油污泥無害化處理技術
3.1 高溫熱解處理工藝
3.1.1 原理
高溫熱解工藝是含油污泥處理中應用最為廣泛的處理工藝，在應用此種處理技術進行含油污泥的處理過程中，需要保持在絕氧的條件下，對污泥分梯度加以加熱處理，在250~350℃加熱過程中，污泥中的一些揮發性有機物等逐步被揮發出來。在350~500℃，重質油在加熱過程中逐步被高溫裂解。而在500℃以上，瀝青質、膠質等逐步被裂解與揮發，在此過程中，逐步裂解形成小分子烴類物質與聚合成焦炭物質，而揮發出的氣體物質等經由冷凝等處理以后可以被回收，有效實現了對含油污泥的處理。高溫熱解主要包含了裂解與聚合過程。
3.1.2 工藝流程
污泥經篩分預處理以后，經儲料器逐步進入高低溫分區加熱回轉爐內，經冷凝分離的不凝氣可以被用作整個裝置的燃料，實現循環的加熱處理過程。當熱流經過內外殼體環空時，會自動對內殼進行加熱，而此時，污泥會自動加熱，經由熱解以后，物料逐步被排出系統內，而揮發出的油水混合物在水洗等都分離過程中，逐步成為液相與不凝氣，從液相經油水分離器等，可以再次進入系統內加以循環與利用。
3.2 多梯度耦合處理工藝
3.2.1 原理
多梯度耦合處理工藝屬于一種物理處理技術，其在實際的處理過程中，主要是通過電磁感應、分子震動、慣性離心等作用，驅動含油污泥實現時間與空間的耦合，隨后利用超聲波的各種效應，使得含油污泥內的各種物質可以在這些作用與條件下逐步被分離，分離以后的各組分根據相同的物性加以集聚，實現了良好的處理效果。
在應用多梯度耦合處理技術對含油污泥加以處理時，由于超聲波存在裂解與熱作用，使得分子鏈逐步斷裂，進而使得大分子逐步被粉碎，降低了原油的黏度。而空化作用的存在加快了氧化還原反應的發生，并且使得高分子物質在此作用下更易解聚，膠結的瀝青質分子鍵逐步斷裂，原油黏度降低。此外，海綿效應的存在使得含油污泥內的相關顆粒逐步團聚、粒徑增大，當其粒徑達到一定限度以后，顆粒之間會逐步發生碰撞、沉淀等作用。
3.2.2 工藝流程
應用甩干機精細篩分以后的干料在粉碎系統的作用下直接被粉碎，這些被粉碎的物料粒徑逐步降低，經高頻振動篩加以篩分處理，其粒徑在超過篩分要求的出料逐步被返回粉碎系統重新加以粉碎處理，而細料則直接在漿化槽內經攪拌，形成相對均勻的粗漿料。而這些漿料經漿料輸送泵加壓處理以后，逐步被運送至漿化罐，高速切割攪拌使得其逐步形成相對均勻的細漿料。與此同時，罐頂自動浮油派送裝置使得浮油逐步被排送于儲油槽內。細漿料進入耦合處理撬以后，在多梯度耦合處理作用下，罐頂自動浮油排送裝置實現了浮油的排送、耦合處理以后，漿料在輸油泵作用下，實現了分離處理，分離以后的水、油等可以被回收與利用。
3.3 生物降解
生物降解也是一種有效的含油污泥處理工藝，其在應用的過程中往往是利用微生物來對污泥中的一些有機物質加以分解。微生物的生長過程中，含油污泥中的石油類物質逐步被消耗與降解，最終會形成二氧化碳等無機物。從該種處理工藝的應用來看，其裝置運行相對安全，且運行過程中的能源消耗相對較低，成本投入少。但是，該種處理技術受到技術本身等的限制，導致該技術在含油率較高的污泥中，無法取得良好的處理效果。
4 結束語
在油田資源的開發過程中，含油污泥的來源廣泛，且含油污泥的處理技術相對多樣。為保障良好的處理效果，實現資源化利用，必須在處理過程中結合含油污泥的具體特點，應用最為科學的處理技術，提高污泥處理的整體水平，實現有關物質的回收利用等。
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