含油污泥处理技术进展

含油污泥处理技术进展（共9篇）

含油污泥处理技术进展 篇1

石油化工企业的污水处理系统产生的污泥主要来自隔油池的底泥、浮选池浮渣、剩余活性污泥,统称为“三泥”。性质如表1所示[1]。

含油污泥一般由水包油(o/w)、油包水(w/o)以及悬浮固体组成的稳定的悬浮乳状液体系,脱水效果差,污泥成分和物性受污水水质、处理工艺、加药剂等因素影响,差异性大,处理难度高,含油量差别较大,部分具有回收再利用价值,且含油污泥含有PAHs、重金属等有害物质,对环境还具有放射性污染[2]。含油污泥已被列入《国家危险废物目录》中的废矿物油类,必须对含油污泥进行无害化处理。本文综述了近几年含油污泥处理技术研究进展。

1 含油污泥减量化处理技术进展

1.1 含油污泥调质技术

研究表明,有机高分子絮凝剂可以破坏胶体稳定性,改善污泥脱水性能,污泥含水率可降至90%以下[3]。但有机高分子絮凝剂残留物不易被生物降解,其单体具有强烈的神经毒性和“三致”效应,造成对环境的二次污染。因此,研究和开发絮凝效果好,适应范围广,无毒无害、对环境无二次污染的生物絮凝剂,越来越引起各国科研工作者重视。王毓仁等人[4]研究发现浮渣在加入絮凝剂CPAM-2的同时,混入等体积的剩余活性污泥,利用活性污泥中大量微生物分泌的高分子絮凝剂,能显著改善离心脱水效果,并节约90%左右的高分子絮凝剂用量。目前已报道的微生物絮凝剂有糖蛋白、粘多糖、蛋白质、纤维素等高分子化合物,但其生产成本较高,作为污泥调理剂的报道还不多见。开发新的生物絮凝剂,降低生产成本,考察生物絮凝剂对后续处理措施的影响是今后技术发展的重点。

1.2 超声波预处理技术

作为新型的污泥预处理技术,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[5]。相关研究表明低强度、短时间超声波处理能够使污泥含水率降至85%以下,同时减少25%~50%的絮凝剂用量。但超声波功率过大,处理时间太长,可能会改变污泥的内部结构,增加污泥粘度,使污泥脱水性能变差[6,7]。同时超声波会破坏菌胶团,使污泥SCOD升高,缩短后续生化处理时间。SCOD变化量与超声波声强、操作时间、温度成正比[8]。目前,利用超声波技术进行含油污泥除油的研究较少。王新强等人[9]发现超声波弱空化状态除油率达89%以上。由此可见,超声波技术对含油污泥的影响是多方面的,综合考虑污泥类型、脱水效果、除油效果及释放SCOD对后续处理的影响,是确定超声波处理的时间及功率等参数的重要依据。

2 含油污泥稳定化处理技术进展

2.1 生物处理

生物处理方法分两类,一是向含油污泥中投加营养物质,曝气,促进污泥土著微生物生长增殖,从而实现对污染物的降解。二是向含油污泥中投加高效降解石油烃的微生物菌剂。大量文献表明,投加石油烃降解菌可使降解率提高到50%以上[10,11]。Bassam Mrayyan等人[12]投加N、P、S等营养元素,能进一步提高TOC降解率。部分学者认为石油烃类水合性差,是石油烃类降解效率低的限制因子。利用代谢表面活性剂微生物对含油污泥处理,提高石油烃类溶解度,可提高石油烃类的降解效率[13]。

利用生物处理可去除PAHs类有害物质。Boonchan等人[14]发现,真菌可以完成对PAHs的第一步降解生成有机酸类,细菌再以有机酸为碳源进一步降解为二氧化碳和水。Rodrigo J.S.Jacques等人[15]利用从含油污泥污染的土壤中筛选的菌群获得了对蒽、菲、苯并芘分别为48%、67%、22%的去除率。生物处理可同时降解含油污泥中脂肪烃和芳香烃,研究构建高效菌群、优化控制条件,缩短处理周期将是今后研究的主要内容。

2.2 固化处理

污泥固化处理是将含油污泥固化或包容在惰性固化基材中的一种无害化处理过程。目前应用最广泛的是水泥固化剂。20世纪80年代后期,我国部分油田(如江汉、四川、胜利、大庆)开始应用固化处理技术。研究表明,固化产品浸出液COD、含油量、有毒元素随水泥量的增加而减少,优化水泥与污泥配比,可满足污水综合排放标准(GB8979-1996)。添加适量添加剂,固化产品抗压强度满足填埋要求[16]。曹永华等人[17]对固化机理深入研究发现固化后的污泥密实度有较大改善,这是其强度提高的重要原因。应用分形几何理论定量分析发现,分形维数的大小可以反映试样密实度的高低,与强度之间具有较强的相关性。采用此法处理费用低,长期稳定性好,但固化物增容较大,以土地填埋为最终处理方式,占用土地资源。

开发新型固化剂和添加剂,实现固化产品作为建筑材料,铺路材料再利用,并考察固化产品对环境造成的影响是未来的研究方向。

2.3 焚烧处理

焚烧法具有减容效果显著,消灭病原菌,处理比较安全的优点。目前,焚烧法仍是我国处理含油污泥的主流工艺。一些学者对污泥焚烧装置运行工况进行分析,提出多项控制措施,优化工艺参数,以保证焚烧炉安全稳定运行[18]。但焚烧每吨污泥耗油18.5kg,处理成本高[19]。研究发现:利用塑料与含油污泥混合焚烧,可创造良好的焚烧条件,降低成本,减少了烟气排放量,但会产生PAHs等有害物质[20]。刘世义[21]研究生物质水煤浆发电技术,省去了污泥处理基建投资,兼有能源与环保双重效能。目前,此项技术研究主要针对于市政污泥,还没有利用含油污泥进行此方面的研究报道。含油污泥具有更高的热值,更适用于此项技术。但从长远来看,在日益提倡利用清洁能源发电的环境下,此项技术的推广与应用具有局限性。

3 含油污泥资源化处理技术进展

3.1 含油污泥热解

热解技术是在氧气不足的条件下,通过热解的方式将含油污泥中重质组分转化为轻质组分,挥发性有机物和半挥发性有机物组分进行回收。热解过程中反应温度、压力、停留时间是三个最重要的影响因素。陈超等人[22]试验回收的气、液、固产物质量分占10%、20%和70%。热解气体主要成分为甲烷、二氧化碳、乙烷和氢气等。热解油以柴油馏分(75%)为主,热值可达47 MJ·kg-1,可直接作燃料油。残渣以沙粒为主,固定了大多数金属元素(Pb、Cr、Ni除外),可用于铺路或建材材料。王万福等人[23]发现含油污水处理污泥热解的产油率可达10%以上,残渣的A12O3含量达20%以上,经再生处理,可回用作污水处理絮凝剂。采用热解工艺处理,其具有显著的直接经济效益和社会效益,对配套工艺技术与装置值得深入研究。

3.2 溶剂萃取处理

研究表明,污泥与溶剂比为1∶8时,5次抽提率可达99.76%,并且随着抽提次数的增加,所得油品中的重组分比例增大,经过5次抽提后,剩余油主要为>500℃的重组分,可认为基本上为不溶于石油醚的沥青质[24]。张秀霞等人[25]以三氯甲烷为萃取剂通过溶剂萃取-蒸汽蒸溜联合处理工艺,减少萃取剂用量,缩短处理时间,脱油率仍可达93%以上。但萃取剂在回收循环过程中仍有部分遗失,处理成本高。此项技术发展的关键是要开发出性能价格比高的萃取剂。萃取后泥渣需做进一步处置。因此,萃取工艺必须与其他处理处置方法结合使用。

3.3 化学热洗处理

化学热洗是将含油污泥加水稀释后再加热,同时投加一定量化学试剂的条件下,使油从固相表面脱附或聚集分离的污泥除油方法。在含油量较高、乳化较轻的落地原油和油砂等的回收油处理中应用较多。赵虎仁等人[26]采用“化学热洗+生物处理”工艺对炼油厂含油污泥处理,研究发现,洗涤剂OST-Ⅱ效果最好,污油回收率可以达到92.2%,再经好氧生物处理后,石油类去除率可达95%。童蕾等人[27]先利用挥发性较强乙烯类有机物对含油污泥表面陈化成膜预处理后,再用含表面活性剂的热碱水溶液洗涤处理,除油效果有较大改善,残留油含量降至1.2%左右,比不经预处理的土样残油率降低了28%,并进一步确定了最佳控制条件。

3.4 焦化处理

焦化法处理含油污泥实质就是对重质油的深度热处理,其反应是一个烃类物质的热转化过程,即重质油的高温热裂解和热缩合。目前焦化处理主要分两个方向,一是焦化法处理含油污泥回收矿物油,研究表明,液相产品回收率可达88.23%,产品主要为汽油、柴油和蜡油[28,29]。利用聚乙烯类废塑料与含油污泥混合焦化可进一步提高矿物油回收率[30]。二是利用含油污泥添加适量的强度添加剂和炭化添加剂,通过控制焦化反应条件能够生产出净化效果较好的含碳吸附剂,油吸附效果优于PAM和陶粒,仅次于活性炭,投加8 mg/L的PAM可进一步提高除油效果[31]。焦化处理具有含油污泥处理和资源化的双重效果。但该技术要求设备抗温达490℃左右,而且处理每吨油泥消耗能量81.97 kg标准油,能耗较高,适用于含油量高于50%的含油污泥。

3.5 回灌调剖技术

调剖剂技术是将含油污泥与悬浮剂、增粘剂、分散剂按一定比例混合制成悬浮液,泵入地下封堵层位,大量现场试验表明,此法具有很好的增油降水效果[32,33]。但污泥调剖剂封堵强度较低,粒径分布较窄,限制了在不同渗透率油藏中的应用。研究发现优化物料配比和控制条件,获得性能较好的胶块,造粒过程中加入适量减阻剂,可调整粒度满足不同渗透率油藏的要求[34]。“十五”期间,我国开展含油污泥资源化利用是将含油污泥中油含量提取后,再与不饱和单体进行接枝共聚,得到含油污泥膨体颗粒调剖剂,用于油田调剖处理。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,具有很好的发展潜力。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。

4 结论与展望

(1)减量化技术可降低含油污泥贮存、运输、处理成本,是污泥处理必不可少的环节。减量化技术的选择须结合污泥特性、操作条件、后续处理方法综合考虑。

(2)从目前我国国情来看,生物处理成本低、操作简单、作用持久,特别是在生命科学技术快速发展的环境下,将是含油污泥处理技术的主导方向。

(3)从长远来看,实现含油污泥资源化才是最有效的途径。热解技术、溶剂萃取、焦化处理回收矿物油技术、化学洗热技术成本和技术要求较高,适用于含油量高的含油污泥。调剖技术、焦化处理生产吸附剂技术满足资源化的同时,实现了含油污泥的最终处理,在国外都有工程应用实例,是值得深入研究和推广的“三泥”处理技术。

(4)目前针对含油污泥中有害金属元素去除的研究较少,放射性危害也未引起学者的足够重视,这些应在新时期的研究发展中予以考虑。

摘要：含油污泥是石油化工工业的主要污染物之一,含油污泥的处理一直是困扰石油化工企业的一大难题。结合含油污泥理化性质及处理现状,综述国内外含油污泥减量化、无害化、资源化处理技术研究进展。

关键词：含油污泥,处理,进展

含油污泥处理技术进展 篇2

含油废水生物处理方法研究进展

摘要：随着石油工业的发展,各种石油污染物正日益威胁着人类的.生存环境.以微生物为基础的生物处理技术已成为人们进行环境污染治理的常用措施.本文重点介绍了含油废水的生物处理方法以及该方法在现阶段的研究现状、存在的不足和今后的发展前景.作 者：靳银燕 陈玉琴 JIN Yin-yan CHEN Yu-qin 作者单位：昌吉州环境监测站,新疆,昌吉,831100期 刊：干旱环境监测 Journal：ARID ENVIRONMENTAL MONITORING年，卷(期)：2010,24(2)分类号：X703.1关键词：含油废水 生物处理 进展

油田含油污泥处理技术的研究进展 篇3

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。来源主要有含油泥砂、油罐底泥、隔油池底泥及浮选渣。[1]

由于油田的开发和各种增产措施的大量应用, 以污水和污泥为代表的废弃物产生量不断增加, 成份也更趋复杂, 给污水处理、回注和外排造成极大危害。含油污泥体积庞大, 含有的石油烃类及其它有害物质无法堆放和处置, 不但占有大量耕地, 如果不处理将会随雨水的冲刷污染土壤、地面水和地下水, 而且含油污泥产生的异味对周围土壤、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。我国现已对含油污泥的排放加强了重视, 目前明确规定, 肆意排放未经处理的含油污泥将处以1000元/m3·d的罚款。[2]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。污泥含有大量的病原菌、寄生虫 (卵) 、重金属、放射性核素等难降解的有毒有害物质, 对人类的身体健康危害极大, 是导致很多致命疾病的罪魁祸首, 是隐形杀手, 故油田含油污泥已被列为危险固体废弃物。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。[3]

2 国外含油污泥处理技术

国外对含油污泥治理技术的研究开展的较早, 尤其是美国、加拿大、丹麦、荷兰等欧美国家, 工艺技术比较成熟。含油污泥的处理技术概括起来可分为四个方向:含油污泥的高温处理工艺、含油污泥的调质-机械分离处理工艺、含油污泥的溶剂萃取处理工艺和含油污泥的综合利用。[1]

热解吸是一种改型的污泥高温处理方法。这种工艺因为通过冷凝对烃蒸汽加以回收, 故不会污染空气。调质-机械分离处理技术在国外已经相当成熟, 并且在污泥化学调质方面, 发展了一系列新型高效溶剂萃取处理技术的高分子絮凝剂。此工艺是利用破乳剂改变含油污泥颗粒的结构, 破坏胶体的稳定性, 从而提高污泥的脱水性能, 然后利用三相离心机对处理后的污泥进行油、水、泥三相分离, 处理后原油回收率可达90%以上。[4.6]溶剂萃取技术被广泛用于去除污泥夹带的油和其他有机物。经过萃取后的含油污泥, 再经蒸馏处理, 能有效地脱出含油污泥中的重油, 脱油率可达90%以上。综合利用方法包括固化、制砖, 此种方法简单易行固化物还能制砖;污泥的燃料化通过多效蒸发器脱水把污泥直接合成燃料, 一部分干污泥用来发生蒸发热源的蒸汽, 其余部分作燃料, 提高了污泥脱水过程的经济性。热水洗涤法是美国环保局处理含油污泥优先采用的方法[8.9]。法国、德国的石化企业多采用焚烧的方式, 灰渣用于修路或埋入指定的灰渣填埋场, 焚烧产生的热能用于供热发电。

3 国内含油污泥处理技术

3.1 国内油田的污泥处理技术

由于我国的各方面条件受到极大的限制, 使得国外高效的技术不能得到全面的应用, 但是我国国内一些大型油田已经在这方面做出了研究、尝试和探索。使我国的含油污泥处理技术有了相应发展, 在降低含油污泥对环境的影响方面发挥了一定作用, 现在把这这些技术作如下介绍。大庆油田早在1997年就建成了一座专门的含油污泥处理站, 主要工艺过程为:含油污泥收集后, 存放在处理站的存放池内, 用机械送入搅拌池, 加水液化, 过滤, 再由螺杆泵送入预处理器, 完成加热匀化, 最后进入高速离心机进行油、水、泥三相分离。但由于预处理 (加温匀化) 部分存在问题, 影响了离心机的运行, 效果一直不好, 处理量也很有限。辽河油田也建了几座污泥处理站, 但是工艺比较简单, 设施简陋, 冬季停运, 夏季运行, 但处理效果也不是很好。大港油田产生的污泥由地方政府建设和管理的污泥处理站处理, 油田支付一定的处理费用。由于该油田泥中含沙量较高, 主要处理工艺为高压蒸汽热洗, 油水回收, 泥沙则倾倒至指定地点堆放。

3.2 污泥焚烧技术

我国含油污泥焚烧技术现状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, 含油污泥在经焚烧处理后, 多种有害物质几乎全部除去, 效果良好。但是, 在我国污泥焚烧尚需要大量的柴油或污油, 热量大且没有回收利用, 成本很高, 投资也大, 加之焚烧过程中常伴有严重的空气污染, 有的还有大量灰尘, 焚烧装置的实际利用率较低。

3.3 我国含油污泥调制-机械分离技术

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, 聚合硫酸铁等和高分子有机絮凝剂如高聚合度的非离子、阳离子、阴离子聚丙烯酰胺等长链大分子。多数单位在机械脱水前使用阳离子有机絮凝剂或有机絮凝剂和石灰联用, 以提高絮凝、脱水效果, 淘汰以往使用单一无机絮凝剂, 处理效果各不相同。我国炼厂污泥前处理普遍采用机械脱水工艺, 以带式压滤机、离心机为主, 脱水后污泥的含水率为75%~80%。经多方面实验结果确定[10], 在多种针对含油污泥处理的工艺中, 污泥调质一机械脱水处理工艺发展得比较成熟。

4 含油污泥生物处理现状[11]

地耕法、堆肥法以及污泥生物反应器法等都属于生物处理技术。地耕法处理含油污泥最大优点在于, 它是通过天然过程使石油烃转化为无害的土壤成份的, 运行费用低。但地耕法净化过程缓慢, 不适用于冬季较长的地区, 且会在农田中产生生物难以降解的烃类 (主要是高分子蜡及沥青质) 积累。而堆肥法则只适用处理较高烃类含量的含油污泥。从总的来说, 处理周期长, 对环烷烃、芳烃、杂环类处理效果较差, 对高含油污泥难适应, 资源无法回用是目前生物处理技术存在的问题。

5 结论和展望

含油污泥处理难度大, 目前已成为油田环保领域的突出问题之一。从综合利用的技术现状来看, 缺少高附加值的深度处理和利用技术;从长远观点来看, 回收污油、综合利用污泥是实现无害化和资源化的有效途径。各地要因地制宜, 寻求综合利用和解决油泥污染的最佳方法。值得借鉴的是国外含油污泥处理通常是由专业承包商来完成的, 由于含油污泥收集、脱水、运输和处理操作难度大、技术含量高, 且具有临时性及批量性的特点, 因此从规模效益考虑, 发展含油污泥处理的专业化服务产业在我国也是大有可为的。含油污泥的处理工艺多种多样, 各有所长, 仅靠单一的处理工艺和技术很难满足环保要求。将各种工艺有机组合, 取长补短, 是实现含油污泥彻底无害化的发展方向之一。从目前看, 以离心分离技术为核心, 多种预处理和后续处理技术相结合的工艺比较可行。尤其是国外普遍应用的机械脱水工艺, 辅之以调制、倾析等预处理技术和高温裂解、生物处理等后续处理技术, 比较适合我国现阶段和未来的污泥处理需要。应结合国内实际, 在引进和消化关键技术和设备的基础上, 逐渐形成满足我国环保需要的含油污泥处理新技术。

摘要：石油开采及生产加工过程中产生大量的废弃含油污泥, 不经处理直接排放, 将严重危害环境的安全以及人类的健康。目前, 国内外正积极采取各种应对措施, 希望能缓解含油污泥带来的危害。综述其处理技术现状, 分析不足, 展望发展方向。

关键词：含油污泥,处理技术,研究进展

参考文献

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含油污泥处理技术进展 篇4

摘要：本文在简要介绍生态湿地种类后,介绍新型生态湿地技术在兰石化含油污水处理中的应用,以及新型生态湿地技术的优越性.作 者：吴科启    朱奇  作者单位：吴科启(天津科技大学海洋科学与工程学院,天津,300090)

朱奇(中国石油集团工程设计有限公司华北分公司,北京,100120)

期 刊：化学工程与装备   Journal：CHEMICAL ENGINEERING & EQUIPMENT 年，卷(期)：, “”(2) 分类号：X7 关键词：传统塘    新型塘    生态湿地    兰石化含油污水   

含油污泥与煤混烧技术的研究进展 篇5

1 含油污泥焚烧可行性

通常,含油污泥的最低热值可达11213 kJ/kg[8],具有较高的热能。宋薇等对含油污泥进行了热解分析研究,实验结果表明,含油污泥热值高,矿物油含量高,由低温到高温的热解过程中,矿物油引起的失重占到总失重的80.95%,在含油污泥热解中起主要作用。热解气体主要有H2、C2~C4与CH4,这些气体易燃,且燃烧后不会造成二次污染[9]。

污泥焚烧设备主要有多段式焚烧炉、流化床焚烧炉、转窑式焚烧炉、旋转床式焚烧炉、旋风式焚烧炉等,而流化床焚烧炉的应用最为广泛[10]。流化床具有较好的传热特性和较低的温度要求,具有焚烧各种材料的能力,在焚烧污泥方面得到较好的应用[11,12]。同时,污泥焚烧过程释放的废气主要有SO2、CO、NO、N2O、多环芳烃等[13],采用流化床对污泥和煤混烧,可适当的控制与降低NOX、烟气中汞及二噁英的排放[14,15,16]。

2 污泥的焚烧

单纯的煤焚烧,灰分不易结渣且易造成二氧化硫污染,而生物质燃料效率低、易降解、固体成型燃料刚刚起步[17,18,19,20,21]。污泥焚烧始于20世纪中叶,给污泥中掺入一定量的助燃剂和膨松剂等配成“混合燃料”有助于污泥的焚烧[22,23,24,25]。

污泥含水较高,不易于持续燃烧,必须加以辅料。田福军等将不同来源的污泥与煤粉按不定比例混合制成型煤,对型煤的热值与添加污泥种类、添加比例的关系研究可知,各种原生污泥的添加最佳比例为20%~30%[26,27,28]。李洋洋等[29]采用热重分析对煤与干污泥在不同比例混烧进行研究分析,实验结果表明,与纯煤样相比,污泥与煤混烧可降低着火温度,减少可燃性指数与综合燃烧性能。

武宏香等[30]将污泥与煤、木屑进行混合燃烧并对其燃烧参数进行对比分析研究,指出污泥与煤或木屑混烧,对固定碳的燃烧影响较显著。在有机废弃物(生活垃圾和污泥)中按一定比例加入煤粉,可提高燃料的热值,同时加入的脱硫剂可对燃料燃烧过程中排放的污染气体进行控制[31]。胡益等[32]对污泥与煤混烧研究结果表明:混烧使最终的非氧化态碳官能团含量降低,氧化态的含碳官能团含量升高,有利于污泥和煤混合物的燃烬。

污泥与煤的混烧已经实现工业化应用,其中德国、瑞士、丹麦和日本等国家在循环流化床混烧污泥与煤上工业化应用较多,污泥与煤的CFB混烧的尾气也已成为研究的焦点。

污泥与煤混合燃料焚烧后,在烟气,飞灰和底渣中均检测到多环芳烃。随着空气过剩系数的增加,多环芳烃的排放量均呈明显的下降趋势。石灰石的加入,能有效控制多环芳烃的排放[33]。

污泥与煤混烧,其烟气排放也是关注的对象。烟尘,SO2,NOX一直是烟气处理的关注点。在燃煤过程中,污泥的加入,NO和N2O的生成浓度均高于一般燃煤的排放水平,随着污泥混烧率的增加,NO的生成浓度明显提高[34,35,36]。由污泥与煤的元素分析中可知,污泥中含N量远高于煤的含N量,煤中加入污泥焚烧,烟气中NO和N2O的浓度自然要高于燃煤的排放量。

3 污泥与煤混烧的影响因素

污泥与煤混合燃烧的因素主要有:污泥与煤的混合比例,燃烧时间、温度,型煤与空气的之间的混合度。

3.1 污泥与煤的比例

污泥与煤的混合比例直接影响燃烧过程的热值、着火点、燃尽温度及燃烧速率等。张成等对煤与干污泥混烧,当污泥与煤的混合比大于14时,着火性能明显下降;当比例达到12时,混合物的燃烧特性受污泥的影响较大,当污泥掺混比例小于等于14时,效率略大于单煤[37]。从焚烧后的结渣产物及特性可知,随着污泥的掺入比例增大,混烧后的灰熔点明显下降,混烧后属于中等结渣,但泥煤混合物的结渣灰成分与单煤相比并没有较大变化,属于轻微结渣。

3.2 燃烧时间的影响

污泥与煤颗粒越大,比表面积越小,与空气的接触面越小,燃烧速率越小,在焚烧炉停留时间越久。污泥与煤的颗粒越小,比表面积越大,与空气的接触面越大,燃烧速率越大,在焚烧炉停留时间越短[38,39]。

3.3 焚烧温度

燃料持续稳定燃烧时,炉温多在700~800℃之间,污泥焚烧可以彻底将有害的微生物处理掉。炉温过低时,燃料燃烧不充分,产生二次污染,而当焚烧温度过高时,且通入空气过量,导致烟气中氮氧化物的含量增加,产生二次污染[40]。

3.4 与空气的混合度

为了使污泥焚烧彻底,需向炉膛内通入足量的空气,当氧浓度充分时,燃烧速率就快。除了通入足量空气,混烧时,燃料与空气的接触量也有很大的关系,当燃料与空气接触不充分时,燃料燃烧不彻底,将会导致不完全燃烧产物生成,影响燃烧速率[41,42]。

4 结语

随着我国经济总量的不断增加,污泥的产量会逐年增加,我国虽然在污泥焚烧方面已有成功事例,但仍需加大科学研究力度。

1污泥与煤混合燃烧是可行的,深入研究不同类污泥与煤混烧过程中的酸性和有毒气体产生过程,对该技术的推广应用可起到促进作用;

2在污泥与煤混烧过程中,如何降低投资和运行成本,是该技术能够得以广泛应用的基础;

膜分离处理含油污水的研究进展 篇6

膜分离技术对乳化油的分离具有较好的效果。相较于传统方法,膜分离技术能耗低、装置简单。然而,其在处理复杂的油田采出水时,抗污染性能较差,极易造成膜通量下降、处理效果变差。因此,高抗污染性能复合膜的研发是目前膜技术研究的重点。

2 油水分离膜研究进展

2.1 疏水膜研究进展

早期研究较多的是疏水膜。膜表面对油滴起着聚结粗化,有利于实现油水分离[1,2]。

Daiminger等[3]以异十二烷作为油相,通过膜聚结器对油/水乳液进行聚结处理。结果表明:疏水膜能使乳液在通过膜聚结器后粒径变大,从而使后续的截留效果更佳。Kong等[4]利用孔径不同的疏水PVDF膜,促进疏水膜表面上油滴的吸附与聚结,实现对油滴的截留作用。

由于疏水膜对油较好的渗透性能,极易造成膜水通量下降。因此,疏水膜越来越多地被用于油包水型乳液分离的研究。

2.2 亲水膜研究进展

2.2.1 无机膜

无机膜具有良好亲水性和较好的机械强度,是进行油水分离的良好材料。

Cui等人[5]制备了孔径大小不同的NaA/α-Al2O3微滤膜。8h含油废水过滤,经清洗后,纯水通量恢复率最高达到86.6%。Zhang等人[6]对改性的TiO2+Al2O3复合陶瓷膜进行大豆油乳液评价实验,改性后的陶瓷膜水通量更加稳定,抗污染性能明显增加。Zhou等人[7]将ZrO2掺杂在了Al2O3陶瓷膜上,使陶瓷膜的抗污染性能进一步得到提升。Abadi等人[8]将陶瓷膜用于某炼厂的含油污水处理。通过对操作压力、错流速度、处理温度等条件的优化其纯水通量恢复率最高可达95%。

2.2.2 有机膜

由于亲水性有机膜材料的溶胀作用等原因,其使用范围不及疏水膜材料广泛,对疏水性膜材料进行亲水改性是目前研究的主要方向。

Yang等人[9]通过采用PSF/TiO2复合膜对煤油/水乳液进行处理,纯水通量较改性前高出约50%,抗污染性能明显提升。

3 目前存在的问题及展望

目前的研究主要采用模拟含油污水,而对于真实污水,往往存在更多问题。如在采油时加入的水溶性聚合物,会使处理更加困难。通过采用含有阳离子的聚丙烯酰胺的模拟采出水对纳米TiO2、Al2O3改性的PVDF膜进行研究。结果发现,对操作条件优化后,过滤污水60min后,其通量仅为初始通量的21.51%,表明复合膜受到了聚丙烯酰胺的严重污染。

Zhang等[10]通过向模拟采出水当中加入盐溶液及聚丙烯酰胺,系统地研究了盐类及聚合物浓度对陶瓷膜污染的影响。结果表明,低于聚合物临界胶束浓度时,聚合物在膜的表面及孔道内发生强烈的吸附。

综上所述,大部分膜材料在处理真实的油田采出水时,其使用寿命仍然非常有限。因此,单纯改善表面亲水性尚不能满足要求。对文献分析结果表明,寻找一种新型改性剂,使其在膜表面具有较高的覆盖率,可能是一种有效的方法。

参考文献

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含油污泥处理技术评估研究初探 篇7

1 建立含油污泥处理技术评估指标体系

含油污泥处理处置技术评估是环境保护技术评价的一个应用分支, 环境保护技术评价是按照一定的程序、方法, 获取客观数据, 运用统计学等方法对环境保护技术的水平、可靠性、环境和经济效益以及风险等所进行的评价、验证或论证。通常采取实地考察、专家咨询、信息查询、社会调查等方式, 收集评价所需的信息资料, 在定性与定量分析的基础上, 进行分析研究和综合评价, 形成评价报告。评价工作是否有效, 在很大程度上取决于评价标准和评价方法是否合理, 对于同一技术, 使用不同的评价标准和评价方法可能得出不一样的结果。确定评价标准和评价方法, 首先要考虑评价的目的是什么, 再根据评价的目的, 结合不同技术的特点, 在充分考虑学科特殊性基础上建立指标体系和评价方法, 才能实现正确评价的目的。

建立适应含油污泥处理技术的指标体系, 包括经济指标、技术指标和环境安全性指标3类。同时考虑技术的减量化、无害化和资源化水平。

2 确定评估指标权重

每个指标对含油污泥处理技术评估的影响程度是不同的。如果评价的方案中不考虑这方面的因素, 认为这些评价指标的权重相同, 会造成评价的结果对实际状况反映的偏差, 而且由于每个地区所处的环境不同, 对整个含油污泥处理工艺的影响也会不相同。

3 量化评价因素指标

确定含油污泥处理处置技术评价因素主要包括技术指标、环境安全性指标、经济指标3大类, 利用定量因素隶属函数常采用的升半梯形表达式, 可以分别得到各个指标的定量隶属函数。含油污泥处理处置技术技术指标主要从技术的稳定性、安全性、运行管理难易程度等方面进行评价。环境指标主要从二次废物产生和剩余固废产生等方面进行评价。经济指标从经济可行性指标和综合成本指标等方面进行评价。

4 计算方案评价数值

把各个指标的评价因素指标数值相加R=ΣaiμCi (X) , 不同工艺就得到不同的评价数值品。本分析方法是把不同的含油污泥处理工艺以积分的方法表示出米, R值越大, 含油污泥处理技术工艺越优。

5 结语

本研究初步探索了含油污泥处理技术评估方法, 对促进含油污泥处理处置技术评估和科学选择、以及改善环境质量具有重要意义。但由于对含油污泥在环境介质中的污染特性, 以及含油污泥处理处置技术的环境风险认识不足, 应继续进行含油污泥污染特性研究及环境风险评估研究, 开展对不同地域、不同油藏类别、不同开采方式产生的含油污泥的污染特性及对生态、人体健康的环境风险和评估方法研究, 开展含油污泥处理处置技术的适应性以及环境风险评估研究, 进一步提出含油污泥污染控制与环境污染监管对策。

参考文献

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含油污泥处理技术进展 篇8

1 含油污泥的组成

原油开采和加工过程中产生的含油污泥主要是石油和石油产品在贮罐中沉积的罐底油泥和处理含油废水过程产生的隔油池底泥、浮渣等[2]。含油污泥主要由油相、水相、固体相组成, 固体相中含有多种金属、土和泥沙等, 加之在含油污水处理过程中, 一般会添加絮凝剂、助凝剂、净水剂等化学药剂, 含油污泥中还会含有化学药剂粉末。通常含油污泥的含油率为1%~45%, 含水率为44%~99%[3]。

2 含油污泥的处理工艺

处理含油污泥常用的方法包括溶剂萃取法、焚烧法、生物法、焦化法、含油污泥调剖、含油污泥综合利用等[4,5,6,7,8,9]。本实验使用化学药剂打破含油污泥的稳定性, 促使三相有效分离, 再利用油、水、固体三相的密度差异, 使用高速离心机对含油污泥进行分离, 使原油从油包泥或泥包油的形态中剥离出来。分离后的原油可进行资源回收, 污水直接进入水处理系统进行处理, 剩余的固相含量大大减少, 实现含油污泥的减量化、资源化处理。

3 实验部分

3.1 实验材料

采用绥中36-1油田终端处理厂污水沉降池底部含油污泥, 是因为在污水处理流程中于调储罐添加絮凝剂与助凝剂而产生。含油污泥具有极度粘稠, 在常温下易结团、易凝聚的特点, 主要由原油、水以及固体杂质组成, 组分分析结果如表所示1。

3.2 实验仪器

SIGMA6-16H型台式高速离心机, 恒温水浴锅, 博力飞粘度计, COD快速测定仪, 电热恒温干燥箱, 红外含油测定仪。

3.3 药剂选型

添加合适的分离剂可以改善含油污泥的分离性能。将含油污泥加热到50℃, 加入等当量不同型号的油水泥分离剂, 设离心机转速4 000 r/min, 离心10 min, 据油、水、泥三相分离情况评价药剂性能, 选择药剂类型。实验中考察了5种油水泥分离剂, 分别编号为1# (阳离子型) , 2# (阳离子型) , 3# (非离子型) , 4# (阴离子型) , 5# (阴离子型) , 加药量0.1% (以药剂的固含量计) , 以不加药剂空白样0#作为对比, 实验结果如表2所示。

实验结果表明, 阳离子型的1#和2#药剂均能够明显促进含油污泥中油、水、泥的三相分离, 其中又以2#药剂的效果最好。

3.4 药剂定量

确定药剂种类后, 以不同浓度加入含油污泥中, 4 000 r/min转速下离心10 min, 观察含油污泥中油、水、泥质三相分离效果, 考察不同加药量对分离效果的影响, 结果如表3所示。

从表3可以看出, 0.1%加药量是达到较好分离效果的最低药剂加入量, 在此基础上增加药剂用量并不能提高分离效果, 反而增加了处理费用, 因此可以确定最佳的药剂加入量为0.1%。

3.5 不同转速对含油污泥分离效果的影响

在含油污泥的离心分离过程中, 离心机的转速不同, 所产生的离心力和油泥沉降效果也有所变化。实验中分别以1 000、1 500、2 000、2 500、3 000、3 500、4 000的转速, 在60℃情况下将添加了0.1%2#分离剂的含油污泥离心10 min, 其处理效果如图1所示。

由图1曲线可见, 随着离心机转速逐渐提高, 含油污泥出油率明显增高, 至3 000 r/min, 出油率达到最佳效果, 再提高转速已不能促进其三相分离效果, 因此设定最佳离心机转速为3 000 r/min。

3.6 不同温度下含油污泥的处理效果

前期实验已经确定加药量0.1%、3 000 r/min的离心转速是处理含油污泥的最佳运行参数, 是温度对含油污泥三相分离效果的影响。

由图2可知, 温度越高, 含油污泥的三相分离效果越好, 说明温度的提高改善了含油污泥的流动性能, 提高了三相的分层效果。由曲线图中可以看出, 温度达到60℃后, 其分离效果已经为最佳, 温度继续升高含油污泥的处理效果改善并不明显。

3.7 离心时间对含油污泥分离效果的影响

在运行温度为60℃, 离心机转速3 000 r/min, 2#分离剂加药量为0.1%的基础上, 研究了离心时间对含油污泥分离效果的影响, 如图3所示。

由离心时间对含油污泥分离效果曲线可见, 离心分离12~15 min时, 其分离效果较为明显, 随着时间的延长, 分离效果变化不大。说明使用离心机处理含油污泥在短时间内就有明显效果。

综合上述影响含油污泥分离效果的各个因素, 在含油污泥处理过程中, 控制油泥温度在60℃, 加药量为0.1%, 转速3 000 r/min离心12~15 min, 其处理效果最佳。

4 含油污泥的处理效果

经过对含油污泥最佳处理条件的研究, 本实验对10组样品进行了离心分离处理, 并检测了原油的基本物性、水相COD值以及固相含水率, 实验数据如表4、5、6。

由表中数据可见, 含油污泥经离心分离后, 原油、水、固相三相比例稳定, 出油率基本稳定在11%~13%之间, 含水率和机械杂质含量约在4%, 原油粘度为800 MPa·s左右。水相COD值约为1 750 mg/L, 水相中含油量约为40 mg/L, 且与水相中的COD含量有线性关系, 固相含量减少至原含油污泥量的25%, 固相含水率约为68%、含油率约为4%。

由于实验中仅使用了一种分离剂, 原油剥离的效果并不理想, 固相颜色较深, 仍有部分原油未能从杂质中脱离出来, 故而不能达到更高的出油率。使用多种药剂虽然能较彻底的分离出原油, 但容易使水相COD过高, 后续处理污水的成本也随之增加。固相减量较多, 对一些依靠含油污泥外送处理的生产区, 可以节约75%的处理成本。

5 结论

(1) 通过采用三相离心分离工艺处理含油污泥, 可使油泥中的油、水、固相得到分离, 利于后续工作的开展。

(2) 三相离心工艺分离出来的原油可以进行资源回收, 药剂使用量少, 污水COD值较低, 对污水处理系统不会增加过多负担, 固相减量化效果良好, 大大减少了处理成本。

(3) 含油污泥三相离心分离工艺调试用时少, 投用后可以在短时间内见效, 工艺简单、设备操作方便, 普通员工经适当培训后即可上岗操作。

(4) 该工艺适用范围广泛, 离心机一般占地面积较小, 不受场地要求限制。针对不同种类含油污泥可随时改变药剂类型或增加药剂投放种类, 工艺流程容易控制, 可视不同工况调整流程运行参数。

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微生物处理含油废水技术研究 篇9

而现在采用的较为有效的方法处理含有污水有炭膜[2]或陶瓷膜[3]处理含油污水,在实验范围内,污水处理过后可达到国家环保排放要求。处理含油污水的方法还有光催化氧化[4], SSF技术[5]等。

由于微生物处理含油污泥的研究[6] 以及生化处理技术应用于含油污水[7]的研究都取得了较好的结果。所以我们通过柴油石油烃对微生物进行培养,并结合膜处理技术达到超滤膜长期使用,易于清洁的目的。本文通过介绍实验所用石油降解菌的培养以及筛选过程并分析石油降解菌对于石油烃的分解作用来定性分析微生物对含油污水的分解作用。

1 实验部分

1.1 实验仪器

实验中采用到上海世平实验设备有限公司生产型号为SPH-200的经典型小容量恒温培养摇床以及上海欧陆有限公司生产的型号ET1200红外分光油分析仪。

1.2 菌种培养

1.2.1 菌种取样

菌种取自舟山市定海区油污处理厂废弃物堆放处,长期有含油污水污染的泥土中。取其表层土壤进行菌种培养。

1.2.2 配制培养基

用NH4NO3 0.3%、KH2PO4 0.05%、K2HPO4 0.05%、 MgSO4 0.02%、微量元素液 1 mL/L配置选择性液体培养基。

在选择性液体培养基中加入18%～20%的琼脂粉配置选择性固体培养基。

用MgSO4 0.4%、CuSO4 0.1%、MnSO4 0.1%、 FeSO4·7H2O 0.1%、 CaCl2 0.1%配置微量元素液。

葡萄糖 0.3%、NH4NO3 0.3%、KH2PO4 0.05%、K2HPO4 0.05%、微量元素液1 mL/L配置富集培养基。

1.2.3 菌种培养

取三个完全一样的250 mL广口三角瓶分别标号1、2、3,在三个实验组中各加入100 mL选择性培养基,120 ℃灭菌15 min,移至净化工作台冷却后,取5 g含菌土样加入1、2、3号250 mL广口三角瓶中,敞口,30 ℃、150 r/min恒温培养摇床中水浴条件下培养5天。

将三组原三角瓶中培养好的菌液取2 mL移至四组相同编号净化消毒后的100 mL选择性液体培养基中,30 ℃恒温箱中敞口培养振荡4天。

1.2.4 菌种筛选

取三个直径50 mm的培养皿,高温灭菌消毒。将高温熔化的并冷却至45 ℃的选择性固体培养基注入灭菌后的培养皿中,注入量为18～20 mL,待培养基凝固后取预先配置好的0.1 kg/kg的0号柴油石油烃二氯甲烷溶液0.3 mL均匀涂布其上,待二氯甲烷挥发后于净化工作台内倒置培养皿5 h,即得到以柴油石油烃为唯一碳源的选择性固体培养基。

在培养过的三瓶含菌土中选取液体颜色深浅度居中的一瓶细菌菌液,取三份1 mL菌液,用生理盐水进行稀释,分别稀释105、106、107倍。吸取0.5 mL均匀涂布在培养基上,每个浓度重复5次,将培养皿置于35 ℃的恒温箱中培养5天,得到能降解石油烃的菌种。

1.3 菌种驯化

取三个250 mL广口三角瓶分别标号0、1、2,在三个实验组中各加入100 mL选择性培养基,120 ℃灭菌15 min,移至净化工作台冷却后,将涂抹过稀释105、107倍菌液的培养皿培养基表面菌落分别用净化塑料棒刮至标号为1、2的三角瓶中,0号三角瓶不放菌落,作为对照组。由于筛选得到的菌种对石油烃的降解效率不高,因此我们对其进行了驯化。具体做法是:在选择性培养基中加入300 mg/kg的石油烃,考虑到石油烃的水溶性较低,用二氯甲烷做增溶剂,配置了石油烃含量为10%的二氯甲烷溶液,将该溶液加入到100 mL选择性培养基中,使石油烃含量达到300 mg/kg, 放置到30 ℃、150 r/min恒温培养摇床中水浴条件下培养7天。培养结束后,分别从3个三角瓶中各取2 mL液体移入三个标有对应编号的石油烃含量为500 mg/kg的选择性培养基中继续培养,培养方式同上次。

1.4 扩大化培养

驯化三周后将实验恒温摇床中培养出的菌液进行扩大化培养,配置3000 mL的选择性液体培养基,加入消毒灭菌后的培养缸中,倒入原有浓度1000 mg/kg菌液60 mL,30 mL石油烃二氯甲烷溶液。通过泵向缸中通入空气,进行曝气培养,对于工业化环境进行模拟。

同时在另一消毒灭菌后的培养缸中加入3000 mL的选择性液体培养基和30 mL石油烃二氯甲烷溶液,通过泵向缸中通入空气。作为空白对照组。

1.5 菌种鉴定

在石油烃浓度500 mg/kg的选择性培养基中培养结束后进行革兰氏染色实验。

1.6 浓度测量

采用先萃取方法将被测菌液放入红外分光油分析仪中测量油浓度。

2 结果及讨论

2.1 菌种染色结果

重复3次对0号、1号、2号组菌液进行革兰氏染色,结果发现1号、2号组细菌的颜色一致呈红色,0号组部分细菌为紫色为脱色不充分所致。由此可知,我们筛选所得到的石油烃降解菌为革兰氏阴性菌[8]。

2.2 石油烃浓度500 mg/kg与1000 mg/kg驯化降解能力比较

当加入石油烃浓度为500 mg/kg时得到测量数据见表1。

石油降解烃的最高降解百分比为1号组:

(256.86-104.57)÷256.86×100%=59.29%

由于500 mg/kg时驯化得到的石油降解菌降解能力没有达到预期要求,继续驯化,石油烃浓度达到1000 mg/kg,在恒温摇床中培养7天后,测量油浓度见表2。

石油降解烃的最高降解百分比为1号组有:

(458.54-137.2)÷458.54×100%=70.08%

可见,第一组(即菌液稀释浓度为105时)的降解效果较为出色,当驯化石油烃浓度达到1000 mg/kg时降解效率已经较为理想。故将石油烃浓度为1000 mg/kg的石油降解菌用于扩大化培养,只保留第一组菌液和空白组液体。

2.3 扩大化培养油浓度测量

曝气培养3天之后,开始对两个缸内油浓度进行测量,测量时将通气管取出,静置10 min左右,将消毒净化后的杯子伸入缸内量取30 mL待测液进行萃取测量。每日下午5时对油浓度进行测量,并记录数据。绘制出曲线图如图1。

(实验分别在第7天与第12天向实验组中加入1000 mL水2000 mL选择性培养液20 mL 10%石油烃二氯甲烷溶液,补充降解菌养分。对照组则不添加)

3 实验结论

(1)通过细菌的培养、筛选和驯化以及染色等生化分析、形态观察后,可以知道在油污处理厂废弃物堆放出的土壤中含有革兰氏阴性菌,可以对石油烃进行降解。

(2)通过在30 ℃,酸碱度适中的环境下,以柴油石油烃为唯一碳源进行培养得到的菌液稀释倍数较少时对石油烃的降解能力更强,当石油烃浓度达到1000 mg/kg时菌液降解能力即可达到70%已经较高说明最适宜的石油烃浓度就在1000 mg/kg附近。

(3)扩大化培养以后发现在20 ℃左右室温以及敞口的条件下石油降解菌的降解作用可以是石油烃浓度明显下降,但同时石油烃自身的挥发也可以使得石油烃的浓度下降。

(4)通过实验室恒温摇床的培养、筛选、驯化条件下得到的石油降解菌,以及在较恶劣条件下扩大化培养的石油降解菌对于石油烃的降解具有较强的能力,可以通过进一步的培养对于含油废水起到分解作用。

摘要：选取油污处理厂长期受油污污染的土壤进行富集化培养,并以柴油石油烃为唯一碳源分别对稀释105、106、107倍数的样液进行筛选、驯化、检验后得到对柴油石油烃具有分解作用的石油降解菌,在大型容器中对该细菌扩大化培养,在实验室环境下对于石油烃有较好的降解作用,可以使含油废水中的石油烃浓度显著下降。

关键词：含油废水,微生物,石油降解菌,石油烃

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