含油污泥预处理技术发展现状

【中国环保在线 技术前沿】由于历史上我国对油泥污染没有完善的监管体系，且治理技术缺乏，油泥通常未经处理直接以填埋或堆置的方式处置，无害化处置率低，因此了严重的油泥污染问题。
含油污泥主要产生于原油开采、油气储运集输过程及炼油厂原油贮存和污水处理过程中。根据资料显示，我国石油资源集中分布在渤海湾、松辽、塔里木、鄂尔多斯、准噶尔、珠江口、柴达木和东海陆架八大盆地。
含油污泥按照其来源，一般可分为落地油泥、罐底油泥和“炼油厂三泥”等三类。
含油污泥污染特点含油污泥一般具有含油量高、黏度大、脱水困难等特点。含油污泥属于多相系统，一般由水包油、油包水和悬浮固体组成，污泥中的悬浮固体、胶体颗粒与油、水充分乳化，形成极其稳定的悬浮乳状液体系，粘度大流动性差，难以沉降。
此外，含油污泥中污染成分通常分为以下4类：①以铜、铬、汞等重金属与盐类为主的无机污染物；②大量共生于污泥中的有害微生物，多为病原菌；③以多氯联苯(PCBs)、多环芳烃(PAHs)、酚类、苯系物等为主的有机污染物；④少量的放射性元素。
含油污泥预处理技术
含油污泥中油分含量高，水充分乳化，直接处理成本高。而且含油污泥中的油分是一种宝贵的资源，因此在油泥的处理过程中要根据污泥中油分含量不同采用合适的技术。目前，含油污泥的处理通常先经过预处理进行油、水分离，回收一部分原油，实现资源回收利用。预处理后再通过油泥深度处理技术，进一步实现含油污泥的无害化及资源化。
含油污泥的预处理是决定含油污泥能否实现资源化利用的关键，因此本文将着重介绍当前国内外主要的含油污泥预处理技术，包括：萃取技术、调质分离技术、回注调剖技术、化学热水洗涤法、超声处理技术等。
萃取技术
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，将含油污泥溶解，然后经搅拌和离心后，大部分有机物和油从污泥中被萃取剂抽提出来，然后回收萃取液进行蒸馏，把溶剂从混合物中分离出来再循环使用。其中被回收的油可以进入炼油厂回炼，分离出的水则送往污水处理厂处理，固体产物可以被用作燃料替代品，流程示意图见图3.1。该技术可以实现含油污泥的资源化利用，将其中的大部分的原油进行回收，工艺操作简单，萃取剂可以循环利用，但是其缺点在于萃取剂用量大、价格昂贵，而且在处理过程中有一定的损失，因此普及推广难度大。
调质分离技术
一般是将含油污泥经过重力沉降或者气浮等方法浓缩后，再通过机械分离进一步降低其含水量。但有的含油污泥是性质十分稳定的悬浮乳化物，一般是由水包油或者油包水以及固体物质组成，属于多相体系且充分乳化，黏度较大，导致难以进行彻底沉降。因此，需要进行调质预处理来提高其脱水效果，再与机械分离技术相结合增加脱水率。加拿大MG公司的APEX是一种利用专用化学配方从含油污泥中将烃类物质分离出来的技术。该工艺处理含油污泥通常分两个阶段：①先经混合和沉降过程，进一步通过专用药剂、水和含油污泥的混合，使油、水、固在分离罐中完成主要的三相分离；②采用加热和机械高速离心的方法进一步将水、油、细微固体颗粒更好的分离。
回注调剖技术
回注调剖技术是利用含油污泥与油层之间有良好的配伍性，以含油污泥为基本原料，通过加入分散剂、悬浮剂等化学药剂并进行配伍，制成含油污泥调剖剂，用于注水井的调剖。
该技术优点是：可对含油污泥实现“零排放”资源化利用，这不仅较好地解决了含油污泥外排造成的环境污染问题，也为污泥的综合治理提供了一项切实可行的新技术；另外，含油污泥调剖剂较其他调剖剂价格低廉，且不受地层温度、矿化度等因素的影响，具有很好的增油降水效果。缺点是：含油污泥调剖剂的封堵强度较低，粒径分布窄，限制了其在不同渗透率油藏中的应用。
这种工艺技术在我国多个油田都广泛实验和采用，如华北油田、江汉油田等，都取得了良好的效果，但污泥作为调剖剂的配方，注入速度注入量、堵剂强度和污泥调剖后对油层的影响有待于进一步研究。
化学热水洗涤法
热水洗涤法是美国环保署处理含油污泥优先采用的方法，主要用于含泥沙多颗粒大的含油污泥的处理。一般以热碱水溶液反复洗涤，再通过气浮实现固液分离。洗涤温度多控制在70℃左右，液固比2：l，洗涤时间20min，能将含油量为30%落地油泥洗至残油率l%以下。混合碱可由廉价的无机碱和无机盐组成。该方法能量消耗低，费用不高，是我国目前研究较多、较普遍采用的含油污泥处理方法。
超声处理技术
超声处理技术是通过声场的机械振动、空化效应及热作用来破坏含油污泥的结构，降低污泥中原油的黏度，减小原油与无机固体间的黏附作用，从而使含油污泥中的油和泥砂分离。
该技术主要优点是：超声波对污泥能够产生海绵效应、局部发热等作用提高污泥脱水能力，可以使污泥减量效果显著，而且处理污泥效率高，速度快。缺点是：不同含油污泥处理时要选取不同超声参数，否则容易引起二次乳化问题；另外，目前有关超声波处理含油污泥的研究，大多处于实验阶段。
相关案例
1、调质机械离心技术调质机械离心技术已经在国内多个油田取得了实际应用效果，例如2015年9月，长庆油田旗下的采油二厂投资3000万元建设的陇东油泥处理站投运，其工艺采用了“污泥热洗预处理+调质机械离心脱水”工艺，以物理化学相结合的离心分离法为主，据悉其每年能处理1.6万立方米含油污泥。
2、化学热洗技术2011年西北油田建成中石化系统座化学热洗泥油处理站，形成了基于“热化学清洗+掺煤焚烧”的油泥无害化处理工艺，据报道，油泥经过处置，分离出的泥饼石油类含量从处理前的18 mg/g降低到0.82 mg/g，属于一般固体废弃物。而分离出的净化油，含水量小于10%，达到了采油厂的收油标准，实现了变废为宝。
3、热洗萃取技术2009年，塔里木油田从克拉玛依油田引进新技术，加以一些改进，开发了“热洗+萃取”方法将油泥砂中的油和砂萃取分离出来，这套油泥处理装置大约投入2000多万元，设计年处理油泥1万立方米(塔里木油田每年产生8000~10000立方米油泥)，可回收原油约700吨，实际应用中取得了良好的效果。
总院目前正积极开展土壤修复相关业务，由于目前土壤修复行业内涉足含油污泥处理处置的企业较少，该领域可能成为我院打开土壤修复市场的特色方向。
小结
含油污泥的污染物成分复杂，难于处理等特点，给国内外各大油田的含油污泥处理过程增加了很大的难度。由于历史上我国对油泥污染没有完善的监管体系，且治理技术缺乏，油泥通常未经处理直接以填埋或堆置的方式处置，无害化处置率低，因此了严重的油泥污染问题。
此外，我国含油污泥处理技术的开发和使用起步较晚，主要集中于油田内部及石油服务公司，市场上有少数企业也从事了相关技术的研发，但总体上依然处于起步阶段。随着“土十条”及《土壤污染防治法》的相继出台，含油污泥污染治理市场将得到激活和释放，因此含油污泥处理技术的研发及实践可能成为新的热点。