油田含油污泥

2024-06-12

油田含油污泥（精选10篇）

油田含油污泥篇1

引言

含油污泥是在石油的开采、集输及炼制加工过程中产生的一类具有资源回收利用价值的危险废弃物。在我国石油石化行业中, 含油污泥产量大, 处理难, 重质油含量高, 而且产量还呈逐年上升趋势。因此, 含油污泥越来越受到石油石化企业的重视。根据含油污泥的形成不同, 一般将其分为石油化工行业 (主要是炼油厂) 含油污泥和油田含油污泥。炼油厂产生的含油污泥主要由油罐底泥和污水处理厂的“三泥”组成。据统计, 这部分含油污泥在我国的年产量约为30万吨;油田含油污泥包括油田开发过程中产生的落地含油污泥、联合站生产运行中产生罐底含油污泥及污水站运行中产生的含油污泥。据统计, 我国年产油田含油污泥近300万吨, 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。炼厂产生的含油污泥主要为“三泥”, 分别是隔油池底泥、溶气浮选浮渣及原油罐底泥, 其中以浮选池浮渣的产量最大, 约占“三泥”总量的80%以上, 由于其固含量较低、水含量较高, 因而体积庞大。这些含油污泥组成差别很大, 通常含油量及含水量所占比例的变化范围较广。油田集输过程中也会产生含油污泥, 主要是储存在储罐中的原油, 其中的沙粒、机械杂质、重金属盐类及沥青质等组分在罐底沉积, 形成罐底含油污泥。油田开发过程中产生的落地含油污泥是在石油开采、传输过程中被带到地面上并渗入地面土壤而形成的。原油开采过程中产生的含油污泥还包括采油污水处理过程产生的含油污泥, 该种含油污泥含油量高、黏度大、颗粒细, 这些特点造成其脱水十分困难。

一、含油污泥的脱水处理现状与进展

随着含油污泥处理技术的不断发展, 国内外研究人员对含油污泥脱水技术的研究和开发也取得了实质性的进展。目前, 针对含油污泥特性已开发出一些脱水效果较好的脱水技术, 这些脱水技术主要包括:调质脱水技术、微波脱水技术、超声波脱水技术、过热蒸汽喷射脱水技术以及油炸置换脱水技术。

1. 调质脱水技术

含油污泥一般由水、油以及固体悬浮物组成, 其中的固体颗粒是水合物, 细小而带电, 而且固体颗粒表面附着油和水, 使其无法再聚集。同时, 固体颗粒表面所带同种电荷的排斥作用, 阻碍颗粒之间的聚合, 进而使含油污泥形成一种充分乳化且非常稳定的胶体悬浊液, 使含油污泥的脱水和浓缩比较困难。因此, 要实现固、油、水三相的完全分离, 就必须采取经济有效的方法破坏含油污泥的稳定状态, 进而达到液相与固相的分离及油滴之间的聚合的目的。而含油污泥的调质就是通过某种手段调整固体颗粒群之间的排列状况以及破坏胶体悬浊液的稳定性质, 使其实现固、油、水的三相分离的目的, 以提高机械脱水性能、改善脱水效果[7]。含油污泥的调质是一种提高脱水效率的预处理过程, 可针对含油污泥特性有效改善其脱水性能。

2. 微波脱水技术

微波加热技术是通过改变物质内介质离子的迁移及偶极子的转动, 加剧介质分子的热运动, 使相邻分子之间产生剧烈的摩擦作用, 从而使分子获得能量, 达到使物体升温的目的。近年来, 已将微波当作一种能源, 应用到其他的一些领域, 如加热、干燥物体以及激发等离子体等。

微波加热技术有三个特点: (1) 瞬时性, 即加热比较快, 由于热量是从物质内部产生, 因此不存在热量从物质表面传递至内部的过程, 从而使加热效率提高, 加热时间缩短, 其干燥用时只需传统加热时间的1/100~1/10即可完成; (2) 选择性, 即不同的受热物体由于其介质具有不同的性质, 使其在微波场中受热时会有很大的差别; (3) 穿透性, 即微波的穿透性很强, 能够穿透介质内部。

3. 超声波脱水技术

2004年12月于国内公开的实用新型专利CN2663040将添加破乳剂的含油污泥用泵送入反应釜中, 并利用旋转分离法以实现油、水、固的分离, 其间利用超声作用以加强三相的分离;专利CN1868931依次向加热后的含油污泥中加入破乳剂、阳离子表面活性剂, 混合均匀后用泵将泥浆送入超声波反应釜中除油, 余下的泥浆经二级超声除油和二级除砂, 最后经过净化罐净化除水, 最终达到油、水、固的分离。该工艺处理过程复杂, 成本高。目前有不需添加任何试剂的超声处理含油污泥工艺, 不仅操作简单、成本低、易于实施, 而且不会产生二次污染。

超声波作为一种新型的含油污泥预处理技术, 由于具有空化作用及局部发热特性, 能很好的改善含油污泥的脱水性能。相关研究表明利用低强度、短时间的超声波处理含油污泥可使其含水量降至85%以下, 同时絮凝剂的用量也可以减少25%~50%。由于超声波功率较大, 若处理时间太长, 则可能导致含油污泥的内部结构发生变化, 增加含油污泥的黏度, 使含油污泥脱水性能变差。由此可见, 利用超声波技术处理含油污泥时, 其对含油污泥的影响是有利也有弊的。因此, 综合两方面的因素, 调整工艺参数以达到最好的含油污泥脱水除油效果, 是超声波处理含油污泥的关键技术。通过正交实验确定超声波处理含油污泥的适宜操作条件为:功率50W, 频率40k Hz, 温度50℃, 超声作用时间20min。目前, 超声波技术用于含油污泥除油的研究还相对较少, 仅停留在实验室研究阶段。

4. 过热蒸汽喷射脱水技术

过热蒸汽喷射处理含油污泥技术是采用500℃的过热蒸汽, 经过高速喷嘴使其以2马赫的速度喷入干燥槽中, 蒸汽在干燥槽中与含油污泥颗粒发生碰撞, 在高速及高温过热蒸汽的冲击作用下, 将含油污泥中的石油和水分蒸发出来, 再经冷凝后实现油、水的分离, 石油可直接回收, 经处理后的废渣中石油含量很少, 废渣中油含量最低可达0.08%, 水含量亦可降至10%以下。

采用过热蒸汽喷射技术处理含油污泥时不需要提供额外的动力, 仅用纯物理方法就可以实现含油污泥中油-水-固的分离和资源化利用。处理过程中所需的能量都是从高速的过热蒸汽中获得, 不会产生二次污染问题。通过过热蒸汽和含油污泥颗粒碰撞及快速的热交换, 使含油污泥在瞬间实现固液分离, 水分快速蒸发。此过程充分保证了石油的原有性质, 不会造成石油的热裂解, 更不会生成胶质、沥青质等重质组分, 含油污泥中的原油完全可以回收再利用。而含油污泥中的重金属、油砂等固体可通过旋风分离器进行分离回收;气态的石油和水蒸汽经冷凝器液化后分离回收。

目前, 过热蒸汽喷射脱水技术仍处于开发中试阶段, 开发出来的装置处理能力较小, 而且受到含油污泥中含水量的影响。含水量越高, 消耗的过热蒸汽量越大, 装置处理能力就越小。因此, 该技术还不能大规模地应用到工业生产中。

5. 油炸置换脱水技术

油炸置换脱水技术是将油加热到200℃左右, 随后将含油污泥放入其中, 由于油温远高于水的正常沸点, 含油污泥表面的水分会快速汽化, 汽化后的水分将留下空隙, 包围在含油污泥外部的热油由于浓度差的驱动通过孔道扩散至含油污泥中原来水分所占据的位置;由于含油污泥中含水量较高导热性较好, 故可较快地使含油污泥内部温度升高并达到或超过水的正常沸点, 使含油污泥内部的水分蒸发, 同时外部的热油扩散进入含油污泥的内部空隙, 从而实现对含油污泥中水分的置换脱除, 达到降低含油污泥含水量的目的。

对污泥油炸置换脱水技术的最新研究报道始于2005年, 由Silva等[53]研究人员进行实验研究, 将城市污泥加入到温度为190215℃的热油中进行油炸脱水处理, 最终将污泥中的含水量降至5%以下, 其热值升至24MJ/kg。实验结果表明, 污泥中的水大部分被热油置换, 污泥的热值大幅度提高。

结论

从资源利用和环境保护的角度出发, 含油污泥是具有一定经济价值的资源, 充分利用含油污泥中的烃类物质, 开发低能耗的含油污泥脱水、脱油工艺, 已成为石油石化企业关注的焦点。目前, 含油污泥脱水预处理技术进步很大, 从理论研究到工业化应用, 国内外专家学者都作了比较深入的探索与开发。尤其是油炸置换脱水, 可以用废油作为油炸介质, 既降低脱水成本又充分利用了废油资源, 而且脱水效率高。因此, 该技术可以作为一种新型的含油污泥脱水技术加以推广应用。

摘要：含油污泥中的固形粒子是水合物, 细小而带电, 从而使含油污泥形成一种稳定的胶体悬浊液, 导致含油污泥的浓缩和脱水都很困难。而且含油污泥中的水分不仅增大了含油污泥的总体积, 同时也影响含油污泥后续脱油处理方案的选择。含油污泥中由于有固体颗粒及烃类物质的存在, 使含油污泥中的水在焓、熵、粘度、密度等方面均呈现出与自由水不同的性质。因此, 含油污泥的脱水预处理技术在含油污泥资源化利用过程中显得尤为重要。

关键词：含油污泥,脱水技术,现状,发展趋势

参考文献

[1]尚朝辉, 隋清国, 冷强等.含油污泥调剖技术研究与应用.江汉石油学院学报, 2002, 24 (3) :66-67.

[2]李丹梅, 王艳霞, 余庆中等.含油污泥调剖技术的研究与应用.石油钻采工艺, 2003, 25 (3) :74-76.

油田含油污泥篇2

摘要：含油污泥处理是油田环境保护与可持续发展的`重要问题之一.本文主要从减量化、稳定化和资源化三个研究方向阐述了国内外含油污泥处理方法的发展现状,并结合实际分析、探讨了冀东油田含油污泥处理现状与发展,最后展望了油田含油污泥处理的发展方向和前景.同时,认为物理-化学、化学-生物等联合调理技术方法将是今后的主要攻关方向,可按照“减量化与再利用相结合”的思路,根据油田油藏特点以及含油污泥物化性状,及时分级、分阶段处理,从而达到含油污泥的无害化处理和资源化应用.作者：岳海鹏李松 YUE Hai-peng LI Song 作者单位：中国石油冀东油田公司油气集输公司,河北,唐海,063200期刊：化工技术与开发 Journal：TECHNOLOGY & DEVELOPMENT OF CHEMICAL INDUSTRY年，卷(期)：2010,39(4)分类号：X741关键词：含油污泥冀东油田联合调理

★ 超临界水氧化工艺处理城市污泥

★ 强化絮凝法处理含油浮渣的实验研究

★ 多点交替进水五箱一体式工艺污泥回流比研究

★ 含油污水中苯系物的处理

★ 哈药污泥的化学组成及农田应用安全性研究

★ 处理高氮公厕污水改进A/O工艺试验研究

★ 制氨工艺中副产含酚废水的处理研究

★ 双循环两相生物处理工艺的脱氮性能研究

★ 剩余污泥强化一级处理抗生素废水

含油污泥无害化处理技术探讨篇3

【关键词】含油污泥；无害化；处理技术

【中图分类号】 U473.1+1【文献标识码】B【文章编号】1672-5158（2013）07-0294-02

1 污泥的组成

1.1 含油污泥质量组成

分别取清罐后的污水沉降罐底部沉降污泥、油水分离器底部沉降污泥以及污水回收池底部污泥，进行含油污泥的质量分析。污泥质量组成分析数据见表1。从表1中分析数据结合现场实际调查情况可知，油田各种水处理构筑物清罐底泥含油量数值范围大部分在15%～40%之间。

1.2 含油污泥主要污染物成分

含油污泥中含有大量的阳离子，如Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Ba2+等以及阴离子如Cl-、SO42-、CO32-、HCO3-等，而且还含有少量重金属离子，如Cr3+、Cu2+、Pb2+、Hg2+、Ni2+和Zn2+等。含油污泥中重金属含量分析结果见表2。由于油泥不同，测定结果范围也不同。

从（表2）数据可以看出，污泥中的主要重金属污染物均小于农用污泥污染控制指标。而污泥排放中矿物油既含油指标超标严重。因此，污泥处理的主要目标是去除污泥中的含油。

含油污泥中自然存在的有机化合物主要有四类：芳香烃和脂肪烃、极性化合物、脂肪酸和环烷酸。从测试结果可知，含油污泥中脂肪烃和环烷烃的碳原子为C12-28同分异构分子量差别较大，碳原子低于5的脂肪烃极易溶解于水中，是主要的挥发性有机碳，测试的污泥含油中已没有轻组分。测定显示，芳香烃化合物和脂肪烃化合物在含油污泥中含量较高，而极性化合物和脂肪酸化合物量相对较少（见表3）。

1.3 含油污泥矿物组成及粒径

对样品一、样品二和样品三的含油污泥，处理后泥土矿物组成进行测试，结果见表4。

从表4可知，污泥中主要矿物组成是伊利石和高龄土，其含量占到总量的90%以上，蒙脱石+伊利石与蒙脱石+绿泥石含量之和不到总量的10%。上述测试数据结果与普通天然岩石中胶结物矿物组成测试结果是一致的，表明采出污泥的主要矿物组成是经注入水或注入聚合物溶液冲刷、脱落而被带出地面的油藏岩石胶结物。

1.4 污泥中油组分与原油组分比较

普通原油和污泥样品分离出的原油性质见表5。从表5数据看出，采出污泥中分离出的原油性质与普通原油性质相似没有明显变化，不影响原油的正常利用，只是原油中重质成分有所增加，导致粘度、凝固点、含硫和残碳量略有增加。

2 处置工艺

拟接受含油污泥分为80%的罐底油泥、20%的其他类型油泥，经过预处理的罐底油泥减少到处理前的50%，剩余污泥直接生物处理。工艺处理方案如（图1）所示：

待处理的含油污泥不仅是清罐油泥，还包括其它类型含油污泥，各类油泥经过检验后分类储存，通过加热预处理分离部分环保生物油和大块无机质，同时为热化萃取和生物环保降解根除技术提供前提条件。

由流程图可以看出本项目主要生产工序有含油污泥储存池、油泥前处理、上料、油水泥分离、静置脱水、油水分离、成品罐等部分。

（1）含油污泥储存池

含油污泥产生单位通过汽运运至本项目区，卸至含油污泥储存池，备用。

（2）油泥预热池

污油储存池内的油泥，用螺杆输送机送至油泥预热池，油泥预热池利用蒸汽加热，温度保持在70℃～80℃，加入破乳剂使原油充分破乳，油分子链中的油包水囊体松散，降低其表面张力，改变基本特性。在水相介质中，利用密度之差使其产生相间分离，从而油、水、泥达到分离效果。

（3）静置脱水

油、水、泥分离后，通过离心式输油泵输送到静态混合器，再输送到沉淀池进行静置脱水，通过静置脱水后废水中含油约3%以下。

（4）油水分离

静止脱水后的再生油使用密封罐车，运送至再生油密封储存槽，最后进入到原油回收罐，待售。

（5）排泥清泥过程

油泥分离过程完成后，油泥预热池中的含油污水泵入污水池中临时储存，待运至污水处理厂处理；油泥预热池中剩余的固体物质（泥沙含油量小于3%的油泥），运至生态化修复场用ZL-1型生物修复剂进行生物修复。

第二阶段：对第一阶段处理后的泥沙含油量小于3%～5%的油泥用生物修复剂进行生物修复，达到国家环保指标要求。处理后大块无机质直接填埋；剩余泥砂进行生物环保降解根除环保再生资源油收集后送储油罐储存并处理后外售。

3 问题及研究

3.1 问题

油品储运与排放都会产生含油废物，其中含油高的称为含油污泥。这些含油污泥流动性差、粘度高，含有大量的有机和无机化学药剂，严重影响环境。能否将含油污泥无害化处理。

3.2 研究

热化萃取技术。一是提取效率高，提取率可达98%左右。含油样土38. 19%的在24小时内提取为残余油1.38%；二是再生资源纯度高（油越稠，分解难度越大再生油含水<3%，含杂<1%。）可加工成燃料油或循环利用冶炼提取它用；三是处理中的热水循环使用节能无需排放。

生物环保降解根除技术。一是技术性能降解快、指标高；二是更具成本优势，使用简便；三是还同时改善了土壤理化性状和肥力（生态土壤化）；四是使用环境宽。形成此优势主要是技术系统集成措施的个性化：一是针对微生物菌种价格高，它们在降解性能上又是在繁殖期降解效率高，该公司采用了少投放原始“先锋菌种”，再于污染现场追加繁殖剂，从而即降成本又提速，还激活“土族”微生物顺带治理盐碱土，加速腐殖质形成；二是微生物自我活动半径小于2μm，单纯使用必须强化机械翻动成倍提升施工成本。通过加入土壤理化性能改良剂，增加土壤团粒结构和毛细管道，再加水剂驱动。从而提供微生物活动驱动力和改善土壤生态化性状等。

因此，热化萃取系统在完成资源再生的同时，也实现了排放减量化；再进行生物降解实现污染土壤高规格无害化处理，一般十周左右实现残余油率0.3%以内，并进行了生态土壤化修复改善；处理过程中水进行循环使用节水节热能，也可用水综合处理仪处理成二级水以上。工艺指标达到了较高环保指标要求。

4 结论

综上，含油污泥不仅会直接污染地表水体，还会占用大量耕地，污染破坏土壤，因此，必须对其进行无害化的处理。但是由于各地区含油污泥成分不同，所以我们应该积极探索多种途径彻底解决含油污泥的污染问题，实现含油污泥的减量化和无害化，并要综合使用技术进一步实现含油污泥内资源的回收利用。

参考文献

[1] 薛涛.含油污泥无害化处理与资源回用技术研究[D]，长安大学. 2003

用含油污泥制备油田调剖剂篇4

本工作采用油田含油污泥研制了油田调剖剂(含油污泥调剖剂),对其性能进行了评价,并进行了现场应用,取得了较好的经济效益。

1 实验部分

1.1 试剂、材料和仪器

聚丙烯酰胺(以下简称聚合物):工业级,相对分子质量2×107,水解度21.6%;有机交联剂A、稳定剂B:自制。

含油污泥:中国石油吉林油田分公司油田现场含油污泥;调剖剂配制用水:中国石油吉林油田分公司油田现场注入污水,矿化度3 300 mg/L。

DV-II型黏度计:美国Brookfield公司;LA-950型激光粒度仪:日本堀场集团;DSTP-111型调剖堵水流动试验仪:山东中石大石仪科技有限公司。

1.2 实验方法

如无特殊说明,实验均在模拟油藏温度30 ℃条件下进行。

1.2.1 调剖剂的研制

根据含油污泥的特性,筛选适合油藏温度条件下的乳化剂、交联剂以及稳定剂,制成含油污泥调剖剂。在聚合物加入量(w,下同)分别为0.15%,0.20%,0.25%,0.30%,交联剂A加入量为0.30%(w,下同)和稳定剂B加入量为0.15%(w,下同)的条件下配制调剖剂。将未加入含油污泥的调剖剂置于烘箱内,成胶后测定其黏度,以确定聚合物用量。保持聚合物加入量为0.20%,考察不同交联剂A加入量(0.10%,0.20%,0.30%,0.40%)对成胶性能的影响,以确定交联剂用量。在30 ℃烘箱内保持恒温,考察不同含油污泥加入量(w,下同)(10%,15%,20%)对调剖剂黏度的影响。

1.2.2 调剖剂的性能评价

在最佳配方和模拟油藏温度20~100 ℃的条件下,考察含油污泥调剖剂的温度适应性。针对目标区块油藏渗透率,采用100~150目的石英砂充填2.5cm×100 cm的填砂管岩心,进行常规调剖剂与含油污泥调剖剂的岩心封堵性能对比实验:聚合物的加入量为0.20%,交联剂A的加入量为0.30%,稳定剂B的加入量为0.15%,注入量分别为0.1,0.2,0.3,0.4,0.5,0.6 PV(PV为岩心孔隙体积),测定含油污泥调剖剂的岩心封堵率［4］。

1.3 分析方法

选取含油污泥试样进行蒸馏,测试含水率、固含量;采用激光粒度仪测量粒径分布。

1.4 现场应用注入工艺的设计

采用加热、沉降分离、化学处理等方法处理含油污泥,并与其他成分混配搅拌均匀,制成含油污泥调剖剂。采用间歇式注入、分层多轮次注入等多种方式结合运用的方法注入含油污泥调剖剂,以保证调剖的整体效果。现场应用污泥调剖剂的工艺流程见图1。

2 结果与讨论

2.1 含油污泥的分析结果

取样分析结果表明,含油污泥的固含量为63.6%(w),p H=6.9,粒径主要为10~300 μm(约占80%),粒径的分布较为集中,具备了进入地层和封堵水窜通道的条件,适合用于注水井调剖［5］。详细数据见表1和表2。

2.2 含油污泥调剖剂的研制

含油污泥加入乳化剂制备成调剖剂后,使含油污泥大量回注地层成为可能。但由于含油污泥的耐冲刷性较差,回注后不能长期滞留在地层中。为了避免回注地层的含油污泥又随采出液回到地面,再次成为含油污泥,研制出可控强度的凝胶调剖剂,将回注地层的含油污泥封堵在地层中。

2.2.1 聚合物加入量的确定

聚合物加入量对成胶黏度的影响见表3。由表3可见,当交联剂A、稳定剂B加入量一定时,随聚合物加入量的增大,成胶黏度增大,成胶时间缩短。这是因为在一定条件下,聚合物分子的水力学半径是一定的,随聚合物加入量的增加,聚合物分子之间碰撞、缠绕的几率较大,与交联剂反应的聚合物分子较多,增加了聚合物分子之间的作用力,导致成胶黏度增大、成胶时间缩短。综合考虑性能成本等因素,在交联剂A、稳定剂B的加入量分别为0.30%和0.15%的条件下,确定聚合物的加入量为0.20%。

注:交联剂A加入量为0.30%,稳定剂B加入量为0.15%。

2.2.2 交联剂A加入量的确定

保持聚合物加入量为0.20%、稳定剂B加入量为0.15%不变,考察不同聚交比(聚合物与交联剂的质量比)对成胶性能的影响,实验筛选出最适宜的聚交比为1∶1.5,调剖剂的最佳配方为:聚合物0.20%,交联剂A 0.30%,稳定剂B 0.15%。调剖剂成胶后完全挂起,黏度可达12 000 m Pa·s,成胶时间24 h,完全满足现场注入需求,详细数据见表4。

2.2.3 含油污泥加入量对调剖剂黏度的影响

含油污泥加入量对调剖剂黏度的影响见图2。由图2可见,含油污泥加入量为10%~20%时,恒温时间超过36 h,调剖剂黏度保持在12 000 m Pa·s以上。

2.3 含油污泥调剖剂的性能评价

2.3.1 含油污泥调剖剂的温度适应性

温度对含油污泥调剖剂黏度保留率的影响见图3。由图3可见:温度低于80 ℃时,含油污泥调剖剂的黏度保留率大于80%;高于80 ℃时,黏度保留率的降幅增大,这说明该体系的适应温度应低于80 ℃。

2.3.2 含油污泥调剖剂的岩心封堵性能

不同调剖剂的岩心封堵率见图4。由图4可见:含油污泥调剖剂对岩心的封堵率比常规调剖剂高3.5%,且二者对岩心的封堵率均大于90%;两种调剖剂的岩心封堵率均随注入量的增加而增加。含油污泥调剖剂具有较好的岩心封堵性能［6］,能将含油污泥封存在地层中,在处理含油污泥的同时能有效改善吸水剖面,增加中、低渗透层的吸液量,提高注入水的波及体积。

3 现场应用

3.1 段塞设计

物理模拟实验采用聚合物以及聚合物+含油污泥调剖剂注入,观察注入压力的变化情况。不同段塞组合方式的注入压力见表5。由表5可见,不同段塞的注入导致注入压力增幅不同。因此,现场设计采用多段塞、多轮次、逐渐提高封堵剂强度、逐渐封堵的方法［7］,以克服常规注采方法中不同渗透区带流度差异大而形成局部窜流的弊端,进而提高油藏整体的驱替效率。

3.2 现场应用情况与经济效益分析

含油污泥调剖剂研制成功,在低渗透裂缝性储层现场应用5井次,累计处理含油污泥1 880 t。注水井的注水压力平均上升2 MPa,日增油2 t,综合含水率下降2%,累计增油160 t,减水6 500 m3,经济创效583 000元,投入产出比1∶1.5。注水剖面得到改善,起到了封堵水流优势通道、扩大注入波及体积的目的,且具有较好的经济效益。经济效益的计算方法如下:

式中:∆S为增加产油量收益,元;D为增加的产油量,t;M为原油价格,4 960 元/t;C为原油成本,1 312 元/t。

目前含油污泥基本存放在采油厂联合站的应急池中,时间久了会堵塞应急通道,影响联合站的反冲洗系统正常运行,把含油污泥制成调剖剂后回注油层,有效地解决了这一难题,为油田废物的再利用打开了广阔市场。

3 结论

a)含油污泥的固含量为63.6%(w),p H=6.9,粒径主要为10~300 μm(约占80%),粒径的分布较为集中,具备了进入地层和封堵水窜通道的条件,适合用于注水井调剖。

b)综合考虑性能成本等因素,调剖剂的最佳配方为:聚合物0.20%,交联剂A 0.30%,稳定剂B0.15%,含油污泥加入量10%~20%。

c)含油污泥调剖剂对岩心的封堵率比常规调剖剂高3.5%,且二者对岩心的封堵率均大于90%,表明含油污泥调剖剂具有较好的岩心封堵性能。

固化法处理含油污泥的室内研究篇5

固化法处理含油污泥的室内研究

以水泥作为固化剂对中原油田文一污的含油污泥进行了固化处理,测定了固化后产物的抗压强度和浸出液的COD、含油量及有毒元素的含量.结果表明:当固化块中水泥与污泥的.质量比为2.0∶1.0时,抗压强度可以达到16MPa,当添加适量的外加剂后,固化块的强度可以达到20MPa以上.当水泥与污泥的重量比大于1.0,在50℃、12h后,其浸出液的COD均低于150mg/L.水泥/污泥比值在1.0∶1.0～1.8∶1.0范围内,在25℃、120h后,所做固化块浸出液的污油浓度低于5mg/L,毒性化合物含量符合GB5085.3-的要求.

作者：屈撑囤冯吉利刘晓娟 QU Cheng-tun FENG Ji-li LIU Xiao-juan 作者单位：西安石油大学,西安,710065刊名：环境科学与技术 ISTIC PKU英文刊名：ENVIRONMENTAL SCIENCE & TECHNOLOGY年，卷(期)：28(5)分类号：X705关键词：含油污泥固化强度浸出液

油田含油污泥篇6

目前, 国内外处理油田含油污泥的方法多种多样。一般有调质—脱水法、萃取法、固化法、干化焚烧、化学热洗、热解析、热解、低温冷处理法、生物处理法、微波处理法、超声波处理法、调剖法等[4,5]。每种方法都有各自的优缺点和适用范围, 但是欲对其进行处理处置和资源化利用, 降低其含水率是必不可少的工序, 此举可大大节约储运及后处理费用。

由于油田含油污泥过滤比阻大, 过滤脱水性能差, 油、水、泥渣的分离比较困难。根据国内外工程运行情况所得出的结论看, 仅仅依靠先进设备不足以使含油污泥达到理想的脱水效果[6]。因此在实际应用中, 将物理离心分离与化学药剂处理相结合的调质—机械脱水工艺, 以其较高的油类回收效果 (回收率≥90%) 得到了国内外的青睐。目前, 该技术已广泛应用于实际处理工程, 处理效果也较好[1]。

1 调质—机械脱水机理

经重力沉降脱水后的黑色粘稠含油污泥浓缩液属于多相的胶体体系, 污泥颗粒表面吸附同种电荷, 相互之间排斥, 并且充分乳化, 极难脱稳, 故油、水和污泥颗粒3者难以分离。因此污泥脱水前必须进行调质, 即通过一定手段使高度分散的污泥颗粒、油珠或乳化油间进行电中和、网联架桥, 进而造成粘度大的吸附油解吸或破乳, 使油类物质从污泥颗粒表面分离并汇集, 同时污泥颗粒间的界面性状和排列状态得以调整, 并凝聚成大颗粒或大块凝聚体而与调质药剂一同沉降, 从而最终实现油、水、固三相的完全分离[7,8]。

污泥调质方法主要有物理法和化学法。物理法采用投加助剂或加热等手段实现对污泥的改性, 而化学法在大多数情况下是投加药剂[8]。目前, 国内外广泛采用投加絮凝剂等药剂的方法对含油污泥进行调质处理, 投加药剂后, 其比阻降低, 脱水性能改善。然而, 过量投加反而会使污泥比阻升高, 水分更加难以去除, 因此投加量应严格控制。

其中, 絮凝剂为最主要的一种药剂之一。主要包括无机絮凝剂和有机絮凝剂, 前者主要有聚合氯化铝、聚合硫酸铁等;后一类絮凝剂主要有高聚合度的非离子、阳离子、阴离子聚丙稀酰胺等长链大分子。根据国内外专家的研究结果, 普遍认为高分子无机絮凝剂中以聚合氯化铝的效果最佳;而高分子有机絮凝剂中阳离子型聚丙烯酰胺优于非离子型聚丙烯酰胺, 这主要要是由于其具有正电荷中和与吸附架桥的双重作用[9]。

2 研究现状

2.1 调质药剂的选择

对于一般污泥, 仅仅采用投加絮凝剂的化学调节法就能使其中的悬浮微粒凝聚并顺利脱水。但鉴于含油污泥具有含油量高、乳化程度大等特点, 因此其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。同时为了防止由于粘度高、过滤比阻大而堵塞滤料, 除投加絮凝剂外, 还必须投加破乳剂、表面活性剂、电解质、p H值调节剂等药剂, 并辅以加热等强化手段, 以改善污泥的脱水性能, 促使三相分离[1,6,9,10]。药剂种类均应在明确含油污泥的性质、脱水机械的性能和滤饼的后续处理方法等因素上进行选择。

Bruno Sander[11]研究认为, 采用先投加飞灰、煤粉等固体粉末调节剂并混合均匀, 再投加有机絮凝剂的调质方式更能顺利实现含油污泥的脱水处理。这是由于用飞灰、石灰和硅藻土等微细粉末作为调节剂可使易变形的含油污泥粒子形成有刚性的污泥骨架, 使泥饼呈毛细结构, 从而提供更多的微细水流通道。同时这些固体粉末调节剂还能增加污泥粒子和水相的密度差, 有利于机械脱水。因此, 目前多数企业和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, 淘汰了以往使用的单一无机絮凝剂[1]。为了减少固体粉末调节剂的投加量, Fluch H W等人[12]还提出了将滤饼部分回流到含油污泥调节段的工艺。

此外, Aldo Corti、Jan Bock、Sanjay R Srivatsa等人[13,14,15]还分别通过投加表面活性剂、稀释剂 (葵烷等) 、电解质 (Na Cl溶液) 或破乳剂 (阴离子或非离子) 、润湿剂、p H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、固三相的分离, 并分别申请为专利技术。

国内学者也对含油污泥调质药剂种类、投加量以及工艺参数等相关问题开展了一系列的研究。

王毓敏等人[8]研究了生物絮凝剂应用于调质—机械脱水处理的技术可行性, 发现除向含油浮渣内加入絮凝剂CPAM-2之外, 再混入等体积的剩余活性污泥可以显著改善离心脱水效果, 这主要是由于活性污泥含有可以分泌具有天然高分子物质的大量微生物, 而分泌的这些物质具有絮凝作用, 因此将剩余活性污泥作为生物絮凝剂来调理含油浮渣, 可以减少常规化学絮凝剂的添加量达90%左右。

张鑫、杨志刚等人[16]采用调质—抽滤分离方法对某炼油厂污水处理过程产生的含油污泥进行处理, 考察了添加剂对含油污泥调质的影响, 并得出了可以达到较好处理效果的工艺参数, 即污泥的p H值7.0~8.0、温度40~50℃、聚合氯化铝投加量200 mg/L、阳离子型聚丙烯酰胺投加量2.0 mg/L、搅拌30 min, 此时含油污泥的出水率可达到40%。

贾茂郎和贾忠军[17]于1991年申请了“油泥分离方法及设备”专利。该工艺设备占地小, 能耗低, 不产生二次污染, 包括油—水—固体污泥颗粒体系的聚结、聚沉物理化学分离技术以及油的物理净化过程。其工艺流程为:首先将油泥分散到含絮凝剂和无机盐的净化水溶液中, 在加热搅拌条件下实现油和泥的初级分离, 然后采用离心过滤分离方法对初级分离获得的原油加以净化。其具体操作是采用含明矾、食盐的净化水溶液 (其中明矾浓度0.2%~0.5%, 食盐浓度0.7%~1.0%) , 与油泥按1∶ (2~3) 的比例并在加热 (70~90℃) 及弱酸性 (p H值为4~5) 的条件下, 进行混合操作10~15 min, 使油泥分散和初级分离, 再使初级分离的原油进入带细滤网 (150~160目) 的离心分离设备, 最终分离净化出的原油中的水含量和杂质含量可分别下降至0.5%和1%以下。

此外, 在调质效果影响因素方面, 国内也进行了一定的考察。余兰兰等人[18]以大庆油田含油污泥为研究对象, 通过加入破乳剂和絮凝剂对含油污泥进行综合调质, 并分析探讨了固液比、破乳剂种类及投加量、温度、调质用絮凝剂的种类及投加量、离心条件等因素对含油污泥调质—机械分离效果的影响。

朱义朝[19]也对温度、p H值和搅拌时间等影响因素开展了实验研究。结果表明, 以PR-A复合药剂为调质剂, 在温度为70~80℃、p H值为4.0~5.0、搅拌时间为30 min的条件下, 经55 KPa (绝压) 抽滤后, 含油污泥滤饼含水率可下降到70.3%, 处理效果最好。

2.2 脱水方式的选择

调质并经重力沉降脱水后的浓缩污泥含水率通常小于96%, 根据工艺的需要可进一步进行机械脱水, 常用的方法有带式压滤、板框压滤、螺旋压榨、真空过滤和离心脱水等, 相应脱水装置的工作原理均是在过滤介质两面产生压差, 截留固体颗粒, 而使水分通过, 进而达到脱水的目的。

常用机械脱水方法及效果见表1。

离心脱水是目前含油污泥调质—机械脱水工艺中经常采用的方法, 更以卧螺旋沉降式离心机应用最为普遍。此类离心机处理效率高, 调质药剂消耗少, 并且因其设备紧凑, 故占地较少, 适于处理石油钻井行业中油田含油污泥 (含油率≥5%) 以及其他工业领域中含油比较高的污泥。近年来, Flotting等公司还开发出了集污泥浓缩、油水分离于一体的三相离心机。此离心机具有可调叶轮, 并能根据不同的水油密度差进行调节, 已在德国OMW炼油厂和武汉钢铁公司能源总厂得到了实际应用[6]。

3 国内外应用现状

经过多年的发展, 出现了一批以含油污泥调质—机械脱水技术作为研发内容和主营业务的企业, 例如加拿大MG工程公司等。还有一些企业为了改善含油污泥处理效果, 更是研发出了以调质—机械脱水工艺为主的联合处理工艺, 比如荷兰G-force Consulting Engineers BV公司的调质—机械脱水加生物处理的联合工艺以及德国HILLER公司采用的调质—机械脱水加电化学处理的联合工艺等。目前, 调质—机械脱水技术作为一种处理效果良好的含油污泥处理方法, 已在欧美各地的油田或炼油厂实现了广泛的工程应用, 如处理量为60 m3/h的德国OMW炼油厂含油污泥处理工程等。

在国内, 调质—机械脱水技术也得到了较快的研究和发展。但我国开展含油污泥处理处置研究的大部分是炼油厂或石化厂等石油石化企业, 而专业从事或涉及该技术的企业并不多, 仅有华油惠博普科技股份有限公司等少数企业。在工程应用方面, 从国内运行的含油污泥处理处置项目来看, 调质—机械脱水技术同样得到了广泛采用。目前, 炼油厂含油污泥调制系统中常采用的絮凝剂有高分子无机絮凝剂和高聚合度的有机絮凝剂;脱水设备以带式压滤机、离心机最为常见。其中带式压滤机一般用于处理含油率较少的污泥, 而可以连续操作的离心过滤机一般用于油泥和浮渣处理, 并在使用中取得较好的脱水效果[7,9,20]。现阶段, 国内较成功的调质—机械脱水技术实用案例主要有大庆油田采油四厂杏北油田含油污泥处理工程 (处理量10 t/h) 、大庆油田采油一厂北一区油田含油污泥处理站工程 (处理量15 m3/h) 和东江环保 (江门) 工业废物处理建设项目 (处理量19.85万t/a, 其中废矿物油1.7万t/a) 等。

4 发展趋势

随着我国大多数油田进入中后期开采阶段, 采出的原油中含水率越来越高, 含油污泥中含水量也会相应增加。同时, 为了提高原油开采率, 聚合物驱、表面活性剂驱等技术在油田开采中得到了大规模应用, 导致油田含油污泥中聚合物的种类和含量不断增加, 并与无机固体颗粒之间形成更加稳固的桥联结构, 使油类乳化程度更加彻底, 进一步增加了含油污泥的脱水难度。由此可见, 调质—机械脱水技术的市场需求将不断提高;加之国内油田和石化行业对含油污泥处理处置的客观需要, 以及社会各界对污泥污染治理的主观意愿, 均为调质—机械脱水技术的深度发展提供了强大的驱动力。今后调质—机械脱水技术的研究着眼点和发展趋势主要有以下几方面。

4.1 确定药剂种类及工艺参数

由于不同地区含油污泥成分也不同, 因此该技术的研究重点在于通过各种测试化验手段充分了解各种含油污泥的特性, 针对其各自的特性研发相应的调质技术, 筛选合适的絮凝剂、破乳剂、表面活性剂等调质药剂, 并确定其最佳用量等工艺参数。

4.2 大力推进该技术的低成本化和高效化

为了促进调质—脱水技术的推广应用, 需要不断降低其设备投入和运行成本, 推进调质—脱水技术的低成本化和高效化, 因此, 不断寻找低价、高效的调质药剂, 研制和改进相关脱水设备, 开发调质—机械脱水成套工艺并对工艺参数进行优化也是发展方向之一。

4.3 将生物技术引入调质—机械脱水技术

含油污泥固化处理技术研究篇7

由于产生含油污泥的工段不同,组成差别较大,处理方法也不尽相同。本文对含油污泥中的油含量和渣含量进行分析,通过测试抗压性来验证固化砖块的实用性,通过实验得出含油污泥在制砖中的最佳比例,以及含油污泥的比例对砖块的抗压性能的影响,达到含油污泥资源化的目的。

1 实验部分

1.1 实验材料

试验所用污泥取自某油库,含大块油泥团,其颜色呈棕黑色,具有油性气味,含油污泥的含油量与含渣量未知。实验所用黏土取自某砖厂,其颜色为红色,呈块状,实验时将其敲成粉末状。

1.2 测含油量

取含油污泥两桶,用红外油分析仪(ET1200, 上海欧陆有限公司)测其油含量。为减小实验误差,本次实验取每桶含油污泥3组,分别取上中下三层为三组,每组再各做三次实验。具体操作如下:

萃取:用200 mL烧杯取含油污泥a(g),加入100 mL四氯化碳溶液,用玻璃棒搅拌5 min来萃取油泥中的油。

稀释:取经搅拌后的该溶液上层5 mL,倒入搅拌烧杯中,加入200 mL的四氯化碳溶液,机械搅拌4 min。

除水:取漏斗一只,用滤纸装无水硫酸钠,调节烧杯分液开关使液体呈滴状留下,过滤掉萃取液中的水分。

测油:取除水溶液15 mL,放入红外油分析仪中,测得萃取液中的油浓度b(mg/L)。

计算:由含油浓度计算油泥含油量:

X=[(b×0.1)/(a×1000)]×100%

1.3 测含渣量

取上述含油污泥两桶,采用煅烧法测含油污泥中的含渣量。同上述实验每桶含油污泥共做3组实验,分别取上中下三层为三组,每组再各做三次实验。实验具体操作如下:

取样:用坩埚取含油污泥a(g)。

煅烧:电磁炉设置温度200 ℃,将坩埚放置好烧2～3天,至坩埚内无可见蒸发物,即坩埚及残留物质量达到恒重。

冷却:将坩埚移至保温箱中冷却1天。

称重:将冷却到室温的坩埚取出,用电子称称量坩埚中剩余物质量b(g)。

计算:计算油泥含渣量:

Y=(b/a)×100%

1.4 固化制砖

实验中将含油污泥与黏土按比例混合,分别固化烧制成砖块。实验中采用相同规格的制砖模具,煅烧时控制相同温度和时间。实验按油泥与黏土的混合比例不同分组实验,每组又取不同桶油泥,及做一组平行实验。实验按油泥与黏土比例分为五组,分别取0:10,1:9,2:8,3:7及4:6,混合物总质量为1000 g。实验具体操作如下:

将块状黏土敲成粉末状,用细滤网过滤备用,以便油泥与黏土的充分混合,如图1所示。

第一组:取1000 g黏土,加水混合为稀泥,静置一天以减少砖块中的水含量。利用长方体模板将其固定成砖块,如图2所示,常温静置3～5天,待固化成型后,放入煅烧炉(型号10-12,沈阳市节能电阻炉)中煅烧1天,然后取出移至常温箱中待用。该组作为空白对照。

第二组:取A桶和B桶油泥各100 g,分别与900 g黏土完全混合为稀泥状,静置一天。利用长方体模版模版将其固定成长宽高的含石油污泥砖块常温静置固化3～5天,待固化成型后,放入煅烧炉中烘烧一天,取出移至常温箱中标记待用。

第三组取:油泥:黏土为2:8;

第四组取:油泥:黏土为3:7;

第五组取:油泥:黏土为4:6;

操作方法同上,每个比例砖块至少得成品一块。

1.5 砖块抗压实验

将实验制成的含油污泥砖块,利用打磨机,磨砂纸,打磨成长宽高分别相等的长方体砖块(10.5 cm×10.5 cm×6.5 cm)。用5 kN金属膜片耐压力测试仪(WDS-W,济南中创工业测试系统有限公司)分别对各砖块进行抗压实验,记录各组砖块的抗压能力及形变情况。

2 实验结果与讨论

2.1 含油量对固化的影响

由图3,图4可得:A桶含油污泥平均油含量22.18%,B桶平均油含量31.36%。A桶含油污泥的含油量较B桶低,两桶含油污泥的含油量都较高,直接露天堆放会对环境造成污染。在实验制砖过程中,含油量较高的一组砖块成型所需时间更长,且在煅烧固化过程中失败率更高。随着含油污泥的比例增加(从2:8以上),制砖所需时间增加,且实验失败率也增加。

2.2 测含渣量结果

由图5和图6可得:A桶含油污泥平均渣含量5.21%, B桶平均渣含量5.94%。B桶含油污泥的含渣量较A桶高,两桶含油污泥的含渣量都较低。在实验制砖过程中,虽然两桶油油泥含渣量不同但相差不多,对砖块固化基本无影响。

2.3 砖块成型时所受压力影响

为验证是砖块成型时所受压力过小导致实验失败,做一组同等比例同种含油污泥的对比实验。取A桶油泥,按1:9的比例同种实验方法与黏土混合,和成稀泥状,取同种模具两个,一块砖成型时用1000 mL烧杯装500 g黏土压制,另一块砖用1000 mL烧杯装1000 g黏土压制,凉干后采用同种方式烧制。实验证明,所受压力小的砖块如图7所示,表面有气泡,有可见细小裂痕,所受压力稍大的砖块如图8所示,气泡较小,无可见裂痕。为保证实验成功率,所有实验砖块采用较大压力压制。

2.4 砖块烧制时放置方式影响

为验证是砖块烧制时放置方式导致实验失败,再做一组同等比例同种含油污泥的对比实验。取A桶油泥,按1:9的比例同种实验方法制作两块砖,放入电阻炉时,一块水平放置,一块竖直放置。实验证明,水平放置的砖块表面完整,无裂痕,而竖直放置砖块有块状脱落如图9所示。为排除由砖块放置方式引起的实验失败,以及保证较高成功率,所有砖块水平放置煅烧。

2.5 砖块抗压实验结果

将如图10所示的实验砖块进行抗压实验,结果如图11～图15所示。

由图11～图15可得到加了含油污泥的砖块抗压性能比未加的砖块明显提高,但超过2:8这个比例后抗压性能就会下降,但仍比未加油泥的砖块耐压。

同组对比显示,含油量与含渣量较高的B桶含油污泥所固化的砖块,较A桶的抗压性能更高。

3 结论

(1)随着含油污泥的含油量和含渣量的增加,制砖成功率减小,当比例达到2:8时是实验最佳比例,再增加含油污泥比例后,砖块中含油量过多,不宜成型凉干和煅烧,且在密闭炉中煅烧时极易引起燃烧,甚至爆炸。即当含油污泥比例超过2:8时,就不宜再采用该固化法处理含油污泥。

(2)含油污泥的比例达到2:8时砖块的抗压性能最好,即在保证砖块制作工艺安全情况下,可最大量的混合含油污泥。

(3)综合考虑,含油污泥固化制砖的最佳比例为2:8,易成型固化,抗压性能较好。

含油污泥有机组分的萃取篇8

1 材料与仪器

1.1 样品及前期处理

在大庆油田采油二厂某油井附近的4处不同地点采得新鲜落地油泥。将取回的油泥样品倒入瓷质容器中铺成薄层,除去残根、杂物,在阴凉处使其慢慢风干。风干后及时称重,去除2 mm以上的砂砾和植物残体,再次称重计量。

1.2 仪器和试剂

主要仪器:索氏抽提器;超声波清洗器(DL-360A);微波炉(PanasonicNN-MX25WF);电水浴锅;电热恒温鼓风干燥箱(DGG-9140)。

主要试剂有二氯甲烷、丙酮、正已烷和三氯甲烷,均为分析纯。

2 萃取方法

2.1 微波萃取法

微波萃取从宏观上讲,主要是利用微波对萃取溶剂及样品的加热作用,使它穿透萃取溶剂和样品使整个系统更加均匀地加热;从微观上讲,微波所产生的电磁场能加速样品向萃取溶剂界面的扩散速率。影响微波萃取的因素主要有溶剂、萃取时间和微波炉功率等[2]。

把丙酮和正己烷,丙酮和二氯化碳,甲苯和甲醇,三氯化碳按1∶1混合,与萃取时间分别为6 min,10min,20 min和温度条件分别为800 w,700 w,600 w做正交实验,得出了最佳的反应条件。最佳的萃取条件为:5 g处理好的样品放入聚四氟乙烯样品瓶中,加入甲苯和甲醇(1∶1)混合溶剂30 ml,微波萃取10min。对收集的萃取液有机质进行称重[3]。

2.2 索氏抽提法

取5 g含油污泥样品装入抽提过的滤纸袋内包严,再用抽提过的棉线缝合好。抽提器的底瓶加入分析纯氯仿,加入量为底瓶的3/4处。然后放在电热套中加热,回流速度以30～40 d/min为宜。试验时间为72 h,再把剩余液体转移到100 ml烧杯中,用氯仿把底瓶淋洗干净,再把盛抽提液的烧杯放到温度不超过52℃的红外干燥箱内,至剩余10 ml左右时再转移到干燥过的称量瓶内(已恒重过)。在同样条件下放在红外干燥箱内烘干,再放在真空烘箱内以温度40℃、400 mm汞柱条件下烘30 min,然后取出放在干燥箱内冷却30 min,用万分之一分析天平称量,至最后两次误差不超过万分之四为恒重,取两次平均值计算含量[4]。

2.3 超声波萃取法

取5 g处理好的样品放入干燥的烧杯中,用30ml氯仿分3次超声波萃取,萃取时间20 min,过滤合并3次的萃取液,萃取液收集于已知重量的10 m烧杯中,滤出的泥样再用10 mlCH2Cl2热浸两次,在38℃水浴中加热30 min,浸提液均滤入烧杯中。最后将烧杯放在58±0.5℃水浴上加热,待溶剂完全挥发后取出,在65～70℃烘箱中放置4 h,干燥冷却30min后称重,增加的重量即为超声提取物的重量[5]。

3 结果与讨论

以上3种萃取方法从4种不同样品中萃取出的有机质含量见表1。

根据表1可以看出在现有条件下索氏抽提萃取出的有机质最多,效果最佳;微波萃取的效果次之;而超声波萃取的效果最差。但是索氏抽提提取时间长、提取温度较高,能耗较高且易引起热敏物料损耗。此外,溶剂用量大、对环境污染严重、样品提取物中易残留有机溶剂,还增加了后续浓缩步骤的能耗。超声波萃取允许添加共萃取剂,以进一步增大液相的极性,适合不耐热的目标成分的萃取且操作时间比索氏萃取短[6]。微波萃取的主要特点是快速,节省溶剂,污染小,仪器设备简单,后处理方便、安全,无污染,属于绿色工程,符合环境保护要求。这种萃取方法还可实行多份试样同时处理,而且有利于萃取热不稳定的物质,可以避免因长时间的高温引起样品分解,有助于被萃取物质从样品基体上解吸,适合处理量大的样品[7]。

参考文献

[1]卜淑君.石油化学工业固体废物治理[M].北京:中国环境科学出版社,1992.

[2]李敏晶.微波辅助萃取中药有效成分的研究[D].长春:吉林大学,2004.

[3]鲍士旦.土壤农化分析[M].北京:中国农业出版社,2005.

[4]章卫华,李广贺,邵辉煌,等.土层中石油烃类污染物索氏抽提流程改进及回收氯仿资源化研究[J].中国环境监测,2001,17(3):12-16.

[5]王芬.超声破解对污泥特性的影响机制与零剩余污泥排放工艺研究[D].天津:天津大学,2006.

[6]李婷,侯晓东,陈文学,等.超生波萃取技术的研究现状及展望[J].安徽农业科学,2006,34(13):3188-3190.

含油污泥处理方法探讨篇9

1998年原国家环保总局将含油污泥列入《国家危险废物名录》[3]。2001年我国出台了危险废物贮存、填埋和焚烧的标准。2008版《国家危险废物名录》中将原油开采和加工业产生的含油污泥划分为危险废物。2011年国家环保部提出的“关于进一步加强危险废物和医疗废物监管工作的意见”又明确要求到2015年,危险废物产生单位的规范化管理抽查合格率达到90%[4]。这给尚未完善相关治理技术和措施的石油开采和加工企业的发展带来前所未有的压力。由于产生含油污泥的工段不同,组成差别较大,处理方法也不尽相同。

本文分析了含油污泥的组成,通过实例介绍了含油污泥预脱水处理的工艺和效果,以及焦化、热萃取、污泥干燥等含油污泥无害化处理技术的特点和存在的问题。

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含油废水处理过程产生的隔油池底泥、浮渣等。含油污泥主要含有水、油、固体物等,其中的油泛指各种有机物,包括多种有毒有害、难生物降解的物质;固体物中含有多种金属、催化剂粉末、土和泥沙等。通常原油加工规模为8 Mt/a的炼厂,其废水处理场每年产生的含油污泥量约5 kt。含油污泥的含油率为1%~45%,含水率为44%~99%。

2 含油污泥的预脱水处理

通常含油污泥的含水率为80%以上,新产生的含油污泥含水率更高,有些高达99%,经沉降浓缩分离后,含水率可降至92%~95%。含油污泥的体积与含水率有直接关系,当含油污泥的含水率从99%降至95%时,含油污泥的体积只有原体积的20%;而当含油污泥的含水率从99%降至80%时,含油污泥的体积只有原体积的5%。所以各企业都建有含油污泥浓缩和机械脱水的设施,最大限度地减少含油污泥的体积,以降低后续含油污泥无害化处理的成本。

目前一般采用沉降浓缩和机械脱水的方式对含油污泥进行预脱水。经沉降浓缩后可将含油污泥的含水率从99%降至94%~96%。机械脱水设备类型很多,主要有卧式离心机、板框压滤机、带式压滤机和叠氏螺杆机等。经机械脱水后,含油污泥含水率可降至80%左右[5]。

叠氏螺杆机是一种新型的污泥脱水设备,动力消耗只有卧式离心机的1/10,且维护简单。江苏思科尼恩环保科技有限公司、中国石化抚顺石油化工研究院和中国石化荆门分公司合作,采用叠氏螺杆机对多种污泥进行了预脱水试验,结果见表1。

由表1可见,采用叠氏螺杆机对含油污泥脱水处理后,含油泥饼的含水率均低于80%。产生的滤后液的COD为269~487 mg/L,SS小于80 mg/L,不会对污水场水质造成冲击。这一结果与采用卧式离心机的含油污泥预脱水处理效果相当。

3 含油污泥的无害化处理

3.1 焦化处理

早在20世纪70年代,国外就有炼厂将含油污泥和原料油一起送入焦化装置,利用焦化过程的余热使含油污泥经高温热裂解为焦化产物,固体物被石油焦捕获并沉积在石油焦上,消除了炼厂含油污泥对环境的污染[6,7]。20世纪90年代,中国石化多家企业开展了含油污泥和浮渣焦化处理的技术研发,目前已工业化应用。

例如,某企业每年污水处理场产生15 kt浮渣,将浮渣送入1.4 Mt/a延迟焦化装置进行焦化处理。在高温焦炭冷却过程中,浮渣替代部分冷焦水进入焦炭塔,浮渣加入量的多少以控制焦炭塔温度不低于373℃为基准,在高温焦炭余热的作用下,浮渣中的水和轻烃组分蒸发进入焦化分馏塔,重组分及固体杂质吸附在焦炭上成为焦炭挥发分和灰分。浮渣焦化处理工艺流程示意见图1。

浮渣焦化处理技术经济有效,但浮渣送焦化装置前应做好预处理:首先通过均质设施降低因浮渣性质不均匀给焦化装置带来的影响;其次是降低浮渣的含水率;第三是控制好浮渣加入量,不能因为掺炼浮渣而影响石油焦的品位和焦化分馏塔的正常操作。由于各炼厂的焦化处理能力和生产特点不同,有些企业的含油污泥只能得到部分处理,对于生产高品位石油焦的企业,则不能采用焦化装置处理含油污泥,该技术的应用存在一定的局限性。

3.2 热萃取处理

热萃取主要用于处理机械预脱水后的含油污泥,含油污泥含水率以70%~85%为宜。热萃取处理含油污泥工艺流程示意见图2。采用炼厂180~300℃的馏分油作为萃取油,以低压蒸汽为热源,按一定比例将萃取油和含油污泥混合,在强制循环条件下,用低压蒸汽加热萃取油和含油污泥的混合物。随着混合物温度的升高,物料开始破乳和脱水,水和部分轻组分从塔顶分出,油和固体物随萃取油被送至沉降罐分离。脱出水送污水场处理,回收油在热萃取含油污泥处理系统内循环利用,沉降罐底部固体物可直接送焦化装置或循环流化床锅炉处理,也可经脱油干燥后送电厂综合利用。

热萃取含油污泥处理技术首先在中国石化洛阳分公司进行了工业应用。该企业含油污泥处理装置设计处理能力为1 m3/h,含油污泥首先经过沉降浓缩预脱水和离心机预脱水,预脱水后的含油泥饼含水率为70%,含油率为15%,含固率为8%~15%。经热萃取处理后脱出水的COD小于1 500 mg/L,送污水场处理。产生的固体物为粉状或湿粉状,干燥程度可以控制,深度干燥时固体物类似飞灰,热值为1 910 k J/kg;轻度干燥时固体物类似湿粉,热值为18 000 k J/kg。装置正常运转时可从每吨含油污泥中回收油110~140k g,固体物产量为预脱水后含油泥饼质量的10%~20%。该工艺实现了含油污泥的无害化处理和资源化利用,已在中国石化多家炼厂得到应用。采用该工艺处理含油率高的含油污泥时效果较好,输送也流畅,但在处理含油率低的含油污泥时,有管路堵塞的现象。目前该工艺还处于完善阶段。

3.3 剩余活性污泥干燥技术

剩余活性污泥干燥技术包括薄层干燥法、旋流干燥法、桨叶干燥法和转盘干燥法等。干燥用的热源有蒸汽、烟道气和导热油等。干燥后的固体物送至燃煤锅炉焚烧。某企业每天产剩余活性污泥50 t,含水率为80%~85%,剩余活性污泥干化处理装置的设计能力为60 t/d,产干泥0.4 t/h。烟道气作为热源的污泥干燥工艺流程示意见图3。

以锅炉的烟道气为热源对剩余活性污泥进行干燥。用专用车辆将湿污泥卸在污泥储料斗内,然后由储料斗底部的螺旋送料器将湿污泥连续、定量地送入干燥器,将锅炉烟道气通入污泥干燥器下部,两者进行强烈的沸腾状态的传热传质,被迅速干燥后的污泥颗粒由气流带出干燥室,进入旋风分离器与布袋除尘器后被收集,干燥后的污泥进入锅炉制粉系统后,被送入燃煤锅炉焚烧。经旋风分离器和布袋除尘器除尘后的废气经过脱硫塔脱硫处理后由烟囱排入大气。

该工艺存在的主要问题是系统启停时干燥器出口温度不易控制,布袋除尘器易损坏。污泥干燥系统的旋风分离器有堵塞现象,造成装置不能连续高负荷运行。

4 结语

在原油开采和加工过程中,产生含油污泥的工段不同,性质差别较大,需要进行分质处理。对于废水处理过程产生的剩余活性污泥,因含油量很低,采用干燥法较合适,干燥后固体物送燃煤锅炉焚烧,利用烟道气作热源的污泥干燥技术更有优势,污泥干燥产生的废气可与烟道气一起进入脱硫和除尘装置进行处理,降低处理成本,减少废气污染。对于浮渣和罐底油泥,可采取回收技术最大限度地回收其中的资源。焦化处理和热萃取技术都可以实现含油污泥的资源化和无害化处理。

由于含油污泥处理的研究与开发起步较晚,各种处理技术均存在一定的问题,需要不断研究完善。随着国家法规要求的不断提高,含油污泥处理越来越受到企业和地方环保部门的关注,期望今后在不断的实践中开发出经济性、操作性和适用性更好的含油污泥处理技术。

参考文献

[1]Raymond C L.Land treatment is viable technology forreducing petroleum-waste toxicity and migration poten-tial[J].Oil Gas J,1987,85(44):40-43.

[2]Congress of USA.Solid waste disposal act[EB/OL].[2012-01-10].http://en.wikipedia.org/wiki/ResourceConservation and Recovery Act#cite note-RCRA stat-ute-0.

[3]原国家环境保护总局.国家危险废物名录(环发[1998]089号)[EB/OL].[2012-01-10].http://www.mep.gov.cn/gkml/zj/wj/200910/t20091022_172480.htm.

[4]国家环境保护部.关于进一步加强危险废物和医疗废物监管工作的意见(环发[2011]19号)[EB/OL].[2012-01-10].http://www.mep.gov.cn/gkml/hbb/bwj/201103/t20110308_201544.htm.

[5]中华人民共和国住房和城乡建设部.城镇污水处理厂污泥处理处置技术指南(试行)[EB/OL].[2011-03-20].http://www.mohurd.gov.cn/zcfg/jsbwj_0/jsbwjjskj/201103/t20110330_203014.html.

[6]Philips Co.Liquid sludge disposal process:US 4864407[P].1989-04-21.

油田含油污泥篇10

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。

参考文献

[1]王志勇.含油污泥无害化技术试验研究[J].石油规划设计, 2012, 23 (3) :40-43.

[2]卜淑君.石油化学工业固体废物治理[M].中国环境科学出版社, 1992.

[3]徐如良, 王乐勤, 孟庆鹏.工业油罐底泥处理现状与试验探索[J].石油化工安全技术, 2003, 19 (3) :36-39.

[4]何冀云, 回军, 杨丽, 等.含油污泥处理方法探讨[J].化工环保, 2012, 32 (4) :321-324.

[5]昝元峰, 王树众, 沈林华, 等.污泥处理技术的新进展[J].中国给水排水, 2004, 20 (6) :25-28.

[6]郝以专, 孟相民, 李晓祥.油田含油污泥处理工艺技术研究与应用[J].油气田环境保护, 2001, 9:40-42.