含油污泥清洁化处理技术原理及其应用现状10332
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含油污水处理技术与发展趋势随着工业化的不断发展,含油污水成为了环境保护领域的一大难题。
含油污水是指含有工业、石化、交通、食品等生产和生活活动过程中产生的油脂、烃类物质、粒子等固体、液体废物的污水。
这些含油污水如果直接排放到环境中,会对水体和生态环境造成严重污染,威胁人类健康和生物多样性。
处理含油污水成为了当今全球环境保护工作中的一个重要议题。
在过去的几十年里,含油污水处理技术取得了长足的进步,不断涌现出各类高效、低成本、环保的处理技术。
本文将介绍含油污水处理的主要技术和发展趋势。
一、传统含油污水处理技术传统的含油污水处理技术主要包括物理处理和化学处理两种方法。
物理处理方法主要有沉淀、过滤、离心等。
沉淀是利用沉淀剂将悬浮在水中的油脂、固体颗粒等物质沉降下来,然后通过分离装置将废水和沉淀物分离,达到净化水质的目的。
过滤则是通过滤网、滤纸等材料将污水中的固体颗粒拦截下来,离心则是通过高速旋转将含油污水中的固体物质与水分离。
这些方法简单易行,但处理效果不稳定,需要大量消耗能源和化学品。
化学处理方法则是利用化学试剂对含油污水进行处理,常用的化学试剂有絮凝剂、消泡剂等。
絮凝剂是将微小悬浮颗粒聚集形成较大的颗粒,便于后续的沉淀和分离处理;消泡剂则是用来抑制气泡的产生,减少污水处理过程中的泡沫。
这些方法处理效果较好,但会产生大量的化学废物,对环境造成二次污染。
为了克服传统处理方法的缺点,研究人员不断探索新型的含油污水处理技术,主要包括生物处理、膜分离、超声波处理、电化学处理等。
生物处理是指利用微生物对含油废水中的有机物进行降解。
通过生物反应器、生物滤池等设备,将含油污水暴露在特定的微生物环境中,利用微生物对废水中的有机物进行分解,最终转化为无害的物质。
生物处理技术处理效果好,无二次污染,且操作成本低,受到了广泛关注。
膜分离技术是利用微孔膜、超滤膜、反渗透膜等进行固液分离和浓缩。
膜分离技术具有高效、节能、无化学添加剂的特点,被广泛应用于含油污水处理领域。
油田含油污泥处理技术现状油田含油污泥是指在开采和生产过程中产生的含有油和固体颗粒的污泥。
由于油田含油污泥对环境和人体健康造成潜在的危害,因此必须进行处理和处置。
目前,油田含油污泥处理技术已经取得了很大的进展,主要有物理方法、化学方法和生物方法。
物理方法是油田含油污泥处理的一种常用方法。
物理方法主要包括离心分离、过滤、沉降和蒸发等。
离心分离是利用离心力作用使固体颗粒和液体分离的过程。
通过调整离心机的转速和油泥的入口和出口位置,可以实现固液分离。
过滤是利用滤材层对污泥进行过滤处理。
常用的滤材有滤纸和滤布。
水分和部分固体颗粒在压力下通过滤材层,沉积在滤纸或滤布上,从而实现固液分离。
沉降是利用重力使固体颗粒和液体分离的过程。
通过调整沉降体系中的沉降速度和沉降时间,可以使固体沉积到底部,从而实现固液分离。
蒸发是利用加热将污泥中的水分蒸发掉,从而实现固液分离。
化学方法是另一种油田含油污泥处理的方法。
化学方法主要包括溶剂萃取、化学氧化和化学沉淀等。
溶剂萃取是利用溶剂对污泥进行萃取处理。
常用的溶剂有石油醚、四氯化碳和甲醇等。
化学氧化是利用氧化剂对污泥中的有机物进行氧化降解。
常用的氧化剂有过氧化氢和高锰酸钾等。
化学沉淀是利用化学反应使污泥中的有机物和重金属形成沉淀物,并与固体颗粒分离。
生物方法是油田含油污泥处理的一种新兴技术。
生物方法主要包括生物堆肥、厌氧消化和生物脱色等。
生物堆肥是利用微生物对污泥中的有机物进行降解和转化的过程。
通过调控温度、湿度和通气条件,可以促进微生物的生长和代谢,从而实现有机物的降解。
厌氧消化是利用厌氧微生物对污泥中的有机物进行降解的过程。
在无氧条件下,厌氧微生物会分解有机物产生甲烷气体和二氧化碳。
生物脱色是利用细菌对污泥中的颜料进行降解的过程。
通过调控脱色菌的生长条件,可以实现颜料的降解和脱色。
油田含油污泥处理技术在物理、化学和生物方法的共同作用下取得了很大的进展。
这些处理技术具有操作简单、效果明显、处理成本低等优点。
油田含油污泥处理技术现状随着石油勘探和开采的不断发展,大量的含油污泥被产生出来,不仅会占用土地资源,而且可能污染周边环境。
因此,处理含油污泥已成为石油行业面临的挑战之一。
本文将介绍当前国内外油田含油污泥处理技术的现状。
1.传统的含油污泥处理方法传统的含油污泥处理方法包括物理、化学和生物方法。
1.1物理处理物理处理通常通过离心分离、过滤、挥发、重力沉降和溶剂提取等方法来去除污泥中的油。
这些方法大多数都是基于密度差异和相互溶性的原理。
其中,离心分离和过滤比较常见,但是这些方法只能去除油污,无法去除其他污染物,因此效果不尽如人意。
溶剂提取方法虽然对去除油污效果好,但会产生新的污染物,对环境造成二次污染。
1.2化学处理化学处理包括氧化、还原、沉淀和吸附等方法。
氧化法通常使用过氧化氢、高锰酸钾和臭氧等强氧化剂来分解和氧化污泥中的油污,可以达到去除污染的效果。
但是,使用这些化学物品会产生二次污染,因此需要采用其他方法来处理剩余废水。
还原法和沉淀法主要是利用化学反应来降解和去除污染物。
但是,这些方法只针对特定成分的污染物较为有效,对复杂的成分污染物去除效果较差。
吸附法是一种比较常用的化学处理方法,通过吸附剂对污泥的吸附作用来去除污染物。
但是,该方法虽然对去除油污效果好,但其成本较高,且不能带来明显经济效益。
生物处理是将含油污泥放在生物处理器中,利用微生物代谢和活性作用来分解和氧化污染物,使之降解无害为目的。
这种方法常常被广泛运用于油田生产以及石油加工业生产废弃物的处理中。
但是,生物处理需要长时间的反应时间,而且需要特殊管理和操作,成本较高,操作复杂。
随着科学技术的进步,新型含油污泥处理技术也应运而生。
其中,电功率声波技术是一种比较新的技术,该技术可以在短时间内实现高效率去油。
这种技术通过加强声波导致油污泥中的微小气泡猛烈破裂,从而将油脱离固体表面,使之悬浮在水中,并凝聚成大的粒子,最终通过浮选达到脱水和干燥工艺目的。
浅谈含油污水处理技术一、引言含油污水是指在工业生产、城市排水、农业灌溉等过程中,含有一定量的油脂、石油类物质的废水。
含油污水的排放对环境造成严重污染,因此,开辟高效、经济的含油污水处理技术具有重要意义。
本文将就含油污水处理技术的原理、分类、应用以及未来发展趋势进行探讨。
二、含油污水处理技术的原理含油污水处理技术的原理主要包括物理、化学和生物处理三个方面。
1. 物理处理:物理处理主要通过物理方法将含油污水中的油水分离,常用的物理处理方法包括重力分离、浮选、离心分离等。
其中,重力分离是最常用的方法,通过利用油水比重差异,使油水分离,进而达到净化水质的目的。
2. 化学处理:化学处理主要是利用化学物质与含油污水中的油脂发生化学反应,从而达到去除油脂的目的。
常用的化学处理方法包括溶剂抽提、氧化、还原等。
例如,利用溶剂抽提法,可将含油污水中的油脂溶解在有机溶剂中,然后通过分离、蒸馏等步骤,将油脂从溶剂中分离出来。
3. 生物处理:生物处理是利用微生物对含油污水中的有机物进行降解和转化的过程。
常用的生物处理方法包括活性污泥法、生物滤池法、生物膜法等。
其中,活性污泥法是最常用的生物处理方法,通过将含油污水与活性污泥接触,微生物在氧气的作用下,将有机物降解为无机物,从而实现含油污水的净化。
三、含油污水处理技术的分类根据处理方法的不同,含油污水处理技术可以分为物理处理、化学处理和生物处理三类。
1. 物理处理:物理处理主要是通过物理分离的方法去除含油污水中的油脂。
常用的物理处理方法包括重力分离、浮选、离心分离等。
2. 化学处理:化学处理主要是利用化学物质与含油污水中的油脂发生化学反应,从而去除油脂。
常用的化学处理方法包括溶剂抽提、氧化、还原等。
3. 生物处理:生物处理是利用微生物对含油污水中的有机物进行降解和转化的过程。
常用的生物处理方法包括活性污泥法、生物滤池法、生物膜法等。
四、含油污水处理技术的应用含油污水处理技术广泛应用于石油、化工、电力、冶金、制药等行业,以及城市污水处理厂。
油田含油污泥处理技术现状作者:李成高源来源:《石油研究》2019年第04期摘要:在目前我国的石油开采技术而言,在采油和生产过程中都会积累大量含油污泥。
这种污泥不仅会直接威胁到我们的生活环境,还可能会进一步威胁到我国人民健康和安全。
所以,本文通过结合相关调查文献和数据,对油田含油污泥的处理技术进行了探讨,并以此为基础,为我国油田含油污泥的处理技术提出了有关意见,希望可以为我国油俺就田含油污泥处理技术的相关部门提供有价值的意见。
关键词:油田;含油污泥处理技术;现状1 油田含油污泥的概念简述油泥是石油生产过程中由于处理不当或者其他原因产生的附属产品,也是石油生产过程中危害环境的主要来源之一。
这种油污泥通常是由石油本身和环境因素共同产生的,即它通常是由于油性沙子,水箱底部的浮动而形成的。
在油田开发和各种石油资源增产的实际应用过程中,油污泥会随着石油产量的增加而增加,且石油产量越多,所产生的油污泥也就越多。
因此,为就让废水处理,回输和污染的问题进一步恶化。
还需注意的是,石油中通常会含有石油烃和其他有害物质,且这些危害物质对环境的影响也是极大的,且就目前的处理技术来说,还无法有效地解决这一问题。
即使如此,相关人员也还是需要采取一定的解决措施来对这些污染物质进行适当的处理,因为如果没有有效地处理,那么就会导致这些有毒物质随着水流流入居民的生活用水中,进一步造成居民身体上的疾病隐患。
总的来说,对于油污泥而言,相关部门一定要采取一定的措施进一步控制这些污染物质对环境的影响。
2 含油污泥热处理技术发展的现状分析2.1 含油污泥热处理技术生产清洁现状分析利用现有的油污泥热处理技术来对油污泥进行热处理的第一要务是需要保持所有设备的其清洁和无污染。
这是热处理技术运行的基本要求之一,也是对热处理技术成熟与否进行判断的最终判定。
然而,就我国当前的油污泥处理技术而言,许多石油公司在对油污泥设备进行清洁时,总是会由于不细心而导致设备清洁不到位,进一步影响了我国油污泥处理技术的发展。
油田含油污泥处理技术现状油田含油污泥是一种由石油开采过程中产生的固体废物,含有油分、水分、固体颗粒和化学添加剂等成分。
处理这些油田含油污泥不仅可以减轻环境污染,还可以回收利用其中的资源。
以下将介绍现阶段油田含油污泥处理技术的现状。
1. 物理处理技术物理处理技术是将油田含油污泥进行物理分离和固体液分离,常用的技术有离心分离、挤压脱液和空心纤丝分离等。
通过这些技术,可以将含油污泥中的油分和水分进行有效分离,从而得到高纯度的油和水。
2. 热解技术热解技术是将油田含油污泥加热分解,将其转化为液体油、气体和固体产物。
常用的热解技术包括热解气化、热解裂解和焚烧等。
通过热解技术,可以提高含油污泥的资源化利用率,减少对环境的影响。
3. 生物处理技术生物处理技术是利用生物微生物对油田含油污泥进行降解和处理,将有机物质分解为无机物质。
常用的生物处理技术包括堆肥、厌氧消化和好氧消化等。
通过生物处理技术,可以将含油污泥有效降解,减少有机物质对环境的污染。
4. 化学处理技术化学处理技术是通过添加化学试剂来改变油田含油污泥的性质,从而实现其分离和处理。
常用的化学处理技术包括添加表面活性剂、螯合剂和聚合物等。
通过化学处理技术,可以改善油田含油污泥的物理性质,提高分离效果。
5. 微波处理技术微波处理技术是利用微波的物理效应对油田含油污泥进行加热和分解。
微波处理技术具有高效、节能的特点,可以在较短时间内对含油污泥进行处理。
通过微波处理技术,可以将含油污泥中的油分解出来,从而实现资源的回收利用。
目前油田含油污泥处理技术主要包括物理处理技术、热解技术、生物处理技术、化学处理技术和微波处理技术。
这些技术各有优缺点,可根据具体情况选择合适的处理方法。
未来需要进一步研究和开发更加高效、可持续的处理技术,以更好地避免和减轻油田含油污泥对环境的影响。
油田含油污泥处理技术现状油田含油污泥是指在石油开采、储运、加工过程中,含有石油成分的固体废物。
由于含油污泥中含有大量的重金属、石油烃类物质以及其他有毒有害物质,对环境造成严重污染。
对油田含油污泥处理技术的研究和应用显得尤为重要。
下面将从处理技术现状和未来发展趋势两个方面展开论述。
一、油田含油污泥处理技术现状1.物理处理技术物理处理技术是采用物理方法对含油污泥进行处理,主要包括离心分离、过滤、干燥等方法。
离心分离是将含油污泥放入离心机中进行高速旋转,利用离心力使固液混合物分离。
过滤则是通过滤网或滤布来将悬浮的含油颗粒截留下来。
而干燥是将含油污泥通入热风中,通过热风干燥的方式将水分蒸发,从而达到固体化的目的。
这些物理处理技术在实际应用中具有操作简单、效果稳定的特点,但仍存在处理效率低、占地面积大、后续处理压力大等问题。
2.化学处理技术化学处理技术是将化学试剂添加到含油污泥中,通过化学方法使其中的油、水和固体分离的技术。
其中常用的化学试剂包括表面活性剂、絮凝剂、分散剂等。
在化学处理过程中,首先要进行调理,即将化学试剂与含油污泥充分混合,以增加化学试剂与含油污泥中的油水颗粒接触面积,加快分离速度。
尤其对于高含油污泥,采用化学处理技术效果更好,但其成本较高,且需要对废水进行后续处理,否则会对水体环境产生负面影响。
3.生物处理技术生物处理技术是指利用微生物对含油污泥进行降解,将其中的有机物质转化为二氧化碳、水和生物量的方法。
生物处理技术具有处理效率高、成本低、对环境友好等特点,是目前研究的热点之一。
一般采用微生物发酵、土壤堆肥、厌氧消化等生物处理方法,通过加入适当的氧化氢供体、氮、磷等营养物质,促进微生物降解有机物质。
尤其对于高含油污泥的处理,生物处理技术具有显著的优势,但其操作难度较大,对环境要求较高。
二、油田含油污泥处理技术未来发展趋势1.研发高效、环保的处理技术随着环保意识的提高,人们对含油污泥处理技术提出了更高的要求,希望能够研发高效、环保的处理技术。
油田含油污泥的处理和资源化利用综述在石油和天然气开采过程中,不可避免的产生大量的含油污泥。
本文介绍了油田含油污泥的主要来源及危害,对溶剂萃取法、焦化法、固化法、热化学洗油、污泥调剖技术等不同处理方法进行了详细的描述,并比较各种方法的优缺点。
含油污泥具有很高的综合利用价值,发展新的污泥处理工艺和行之有效的资源回用技术是当前含油污泥处理技术研究的重点。
一、含油污泥的来源含油污泥一般指由各种原因造成的落地原油与泥土混合形成的污泥,或是在油田生产过程中排出的含油泥砂,是一种富含矿物油的固体物,主要成分为原油、泥和水。
在石油开采、运输、炼制及含油污水处理等过程中都能产生大量含油污泥。
原油开采过程中产生的含油污泥主要来自三个方面[1]:一是原油从地层中携带至地面,在各类容器、大罐和污油池等地面设施中淤积;二是油井作业、集输油管道穿孔和盗油产生的落地原油。
三是采油污水处理过程中产生的含油污泥,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。
此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,还影响注水水质,同时导致外排污水难以达标。
二、含油污泥的危害含油污泥的组成成分较为复杂,污泥中一般含油率在10~50%,含水率在40~90%。
污泥中含有大量原油、机械杂质、细菌、并含有苯系物、酚类、蒽、蓖、多氯联苯、二恶英、放射性核素等致癌性物质以及砷、汞、铬等有毒重金属元素。
污水处理系统中还投加了大量的絮凝剂、缓蚀剂、阻垢剂、杀菌剂等药剂。
含油污泥体积庞大,若不加处理直接排放,不仅占用大量土地,而且不易分解的原油渗透扩散会对周围土壤、水体、空气和植被等环境因素造成严重的污染。
含油污泥降解产生的挥发性有机物会在空气中聚集,危害人体健康。
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有效期下降,增加处理费用。
油田含油污泥处理技术现状油田是指地下蕴藏有大量石油的地区,是石油资源的重要开采地。
在油田开采过程中,会产生大量含油污泥,这些含油污泥是一种难以处理的废物,如果不能妥善处理,会对环境造成严重污染。
油田含油污泥处理技术的研究和应用,对于保护环境和资源的可持续利用具有重要意义。
本文将对油田含油污泥处理技术的现状进行介绍和分析。
一、油田含油污泥的特点油田含油污泥是指在石油开采、储运和加工过程中产生的含有石油、油气、水和固体颗粒的混合物。
其特点主要包括以下几点:1. 含油量高:油田含油污泥中含有大量的石油和油气,其中石油和油气的组分复杂,含油量较高,处理难度大。
2. 固体颗粒多:油田含油污泥中含有大量的固体颗粒,包括泥沙、矿物颗粒和油气残留物等,使得含油污泥的处理和清洁困难。
3. 污染性强:油田含油污泥中含有大量的有毒、有害物质,对环境和人体健康造成严重危害。
油田含油污泥的处理具有较大的难度,需要采用科学、合理的技术手段进行处理。
二、油田含油污泥处理技术现状目前,针对油田含油污泥的处理技术主要包括机械化处理、化学处理、生物处理和热处理等多种技术手段。
这些技术手段各有优缺点,针对不同的油田含油污泥特点,需要选择合适的处理技术进行处理。
下面分别对这几种处理技术进行介绍和分析。
1. 机械化处理机械化处理是指利用机械设备对油田含油污泥进行处理,主要包括离心分离、过滤、压榨等方式。
机械化处理的优点是处理效率高,操作简便,处理成本低。
但其缺点是无法完全分离石油和油气与固体颗粒,处理后的含油污泥仍然含油量较高,对环境造成威胁。
机械化处理并不能完全解决油田含油污泥处理的问题。
3. 生物处理生物处理是指利用微生物对油田含油污泥进行处理,利用微生物的代谢活动分解石油成分,将有机物降解为无机物。
生物处理的优点是能够高效降解石油和油气,处理后的污泥干净无害,对环境没有污染。
但其缺点是生物处理过程需要耗费较长的时间,需要维护微生物的活性和生长环境,操作技术要求较高。
油田含油污泥处理技术及工艺应用研究前言我国在油田环境保护方面起步较晚,含油污泥的处理没有得到足够重视,鲜有成熟的应用工艺和实例。
含油污泥种类繁多、性质复杂,相应的处理技术和设备也呈多元化趋势,目前含油污泥处理技术大致可分为调质—机械脱水工艺、化学热洗处理、化学湿法氧化处理、化学焚烧处理、生物处理法、溶剂萃取技术及对含油污泥的综合利用等。
含油污泥已被列为危险固体废弃物,随着环保法规的逐步完善和企业技术进步的要求,含油污泥的污染治理技术已日益引起人们的关注和重视。
含油污泥的处理措施众多,每种方法都有其自身的优缺点和适用范围。
仅靠单一的处理工艺很难满足环保的要求,而且从目前的发展趋势来看,将各种工艺有机组合,加强污泥的深度处理是发展的趋势。
含油污泥直接填埋或将含油污泥脱水制成泥饼等简单处理措施是我国多数油田采用的主要方法,但这种方法带来了一定程度上的经济损失和环境污染。
随着各项处理技术的日臻完善,焚烧法、筛分流化—调质离心法等处理措施将是污泥前处理的主要方向,而湿法氧化处理方法具有更广阔的发展前景。
同时鉴于含油污泥中成分复杂,应及时分级、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。
以含油污泥为研究处理对象,旨在利用湿法氧化处理工艺技术实现能源的回收,完成含油污泥的资源化利用。
1.1含油污泥处理的意义和必要性含油污泥是油田开发生产过程中,在钻井、压裂、试采、作业、原油处理、含油污水处理、原油储运等方面产生的主要污染物之一,含油污泥得不到及时处理,将会对生产区域和周边环境造成不同程度的影响:含油污泥中的油气挥发,使生产区域内空气质量总烃浓度超标;散落和堆放的含油污泥污染地表水甚至地下水,使水中COD、BOD和石油类严重超标;含油污泥含有大量的原油,造成土壤中石油类超标,土壤板结,使区域内的植被遭到破坏,草原退化,生态环境受到影响。
在原油生产系统中,一部分污泥在脱水和污水处理系统中循环,造成脱水和污水处理工况恶化,注入水水质超标致使注入压力越来越大,不仅造成了能量的巨大损耗,还会导致井筒内套管变形,影响原油生产。
含油污泥清洁化处理技术原理及其应用现状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%[1]。
含油污泥的产量巨大。
据统计,某中等规模油田日油泥量大约100 t左右,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[2]。
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[3],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[4]。
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[5~8],提出了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[9]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、阴离子聚丙稀酰胺等长链大分子。
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。
但多数炼厂的含油污泥处理中,对于油类的回收尚考虑不足。
1.1.2 分流、脱水调质后的污泥再经重力沉降脱水后通常为黑色粘稠状液体(含水率小于96%),称为浓缩污泥,若工艺需要可进一步进行机械脱水减容。
在脱水设备上,逐渐淘汰了真空转鼓、折带式过滤机。
取而代之的是便于连续操作的离心过滤机,其中以卧螺旋沉降式离心机应用范围最广。
适用于石油钻井行业中含油率≥5%的含油污泥脱水成套设备配置以及其他工业领域中含油比较高的污泥脱水成套设备的配置。
近年来,在传统两相离心机基础上已开发出了三相离心机。
德国OMW炼厂和ESSO公司应用三相卧式螺旋离心机处理含油污泥。
此工艺是把油泥加热至60~80 ℃,并预搅拌或加入有机絮凝剂,处理量可达60 m3/h,有效的将含油污泥分成三相[10]。
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,带式压滤机一般用于处理含油少的污泥,离心机一般用于处理油泥和浮渣,经带式压滤机或离心机脱水后,污泥的含水率在75%~80% [11,12]。
在研究较多的几种含油污泥处理工艺中,污泥调质一机械脱水处理工艺发展得比较成熟,但是对于不同的炼厂产生的含油污泥,需要确定最优的混凝剂、破乳剂类型和用量、脱水机械的型号和运行参数,经文献调查,目前尚缺少普适的药剂和脱水机械设备的组合。
1.2 核心处理技术1.2.1 热处理工艺(1)化学热洗。
热水洗涤法(也称热脱附法)是美国环保局处理含油污泥优先采用的方法。
目前主要用于落地油泥的处理。
一般以热碱水溶液反复洗涤,再通过气浮实施固液分离。
文献[12]报道洗涤温度多控制在70 ℃左右,液固比2∶1,洗涤时间20 min,能将含油量为30%落地油泥洗至残油率1%以下。
混合碱可由廉价的无机碱和无机盐组成,也可选用廉价的洗衣粉等,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。
国家专利[13, 14]介绍了一种既经济又有效地从废弃油泥中提取原油的工艺方法。
先向搅拌器内加入水、化学药剂,加入油泥,加热,混合搅拌后静置沉淀,最后对处理后的液体进行油水分离。
原油回用,残土可用来烧砖。
该提取原油的工艺方法设计简单,易于实施。
但是,工艺路线未提及连续操作可行性及污水处理等问题。
(2)焚烧。
含油污泥焚烧前一般必须经过污泥调制和脱水预处理,在投加絮凝剂(PAC或有机阳离子絮凝剂)的作用下,经搅拌、重力沉降后,分层切水,浓缩预处理后的污泥,再经设备脱水、干燥等工艺,将泥饼送至焚烧炉进行焚烧,灰渣再进一步处理。
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[12,15]。
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,如湖北荆门石化厂、长岭石化厂采用的顺流式回转焚烧炉;燕山石化采用的流化床焚烧炉。
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,热量又大都没有回收利用,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)热解吸。
热解吸是近年来国外含油污泥无害化处理的另一个手段,是一种改型的污泥高温处理方法。
油泥在绝氧条件下加热到一定温度使烃类及有机物解吸。
20世纪90年代初该工艺在国外迅速发展并获得应用。
主要有Heuer等开发的包含低温(107~204 ℃)一高温(357~510 ℃)加热蒸发一冷凝步骤的含油污泥处理工艺[16] , Krebs、Geory等利用锅炉排放热废气干燥含油泥饼的专利技术以及Term Tech热解吸工艺等。
该工艺,是在一个装有密钢叶片转子的反应器中,把污泥从299 ℃加热至399 ℃,并通入蒸气,使烃类在复杂的水合和裂化反应中分离,并冷凝回收。
这些工艺都能从泥饼中回收油,剩余干燥的泥渣中烃含量小于5×10-4,该技术已工业应用,但处理费用较高[17]。
热解吸技术在我国的应用实例较少,尤俊洪[18]在专利中介绍了一种处理油泥的方法。
将污泥和由磷酸等物质组成的助剂一起放进一个盖上有单向排气阀的密闭反应器中,置于预先加热的反应炉内进行无氧加热分解,反应结束后快速冷却,防止物料氧化,生成物可以进一步加工成生产吸附剂、炭黑。
热解吸技术是一种新的含油污泥无害化处理技术,具有较高的技术含量,虽反应条件要求较高,操作比较复杂,但其很有潜力,尚待进一步完善。
1.2.2 溶剂萃取处理工艺溶剂萃取作为一种用以除去污泥所夹带的油和其他有机物的单元操作技术而被广泛研究,溶剂包括丙烷三乙胺、重整油和临界液态CO2等,油类从污泥中被溶剂抽提出来后,通过蒸馏把溶剂从混合物中分离出来循环使用。
经萃取后大多泥渣都能达到BDAT要求.回收油则用于回炼。
张秀霞等[19]介绍了一种使用三氯甲烷溶剂萃取—蒸气蒸馏处理含油污泥的工艺实验。
含油污泥脱水后,自然风干去除杂物,粉碎。
用三氯甲烷将污泥溶解,经搅拌和离心后回收萃取液。
含有残余重油和溶剂的污泥,进入下一步蒸气蒸馏处理。
该方法可使油泥脱油率高达90%以上,比单一的溶剂萃取和直接蒸馏处理效果为好,但尚未在工程中得到检验。
目前,由于成本高,萃取法还没有实际应用于炼厂含油污泥处理。
开发出性能价格比高的萃取剂成为此项技术发展的关键。
另外,正处于开发阶段的超临界流体萃取技术有望取代传统的萃取法处理含油污泥。
1.2.3 生物处理工艺生物处理工艺目前有地耕法、堆肥法、生物反应器法等。
(1)地耕法。
地耕法常用于处理落地油泥,有的也用于处理其他含油污泥及含油钻屑。
采用地耕法一般都要投加肥料以平衡土壤中的C:N:P比,并调节土壤湿度及pH以优化烃类生物降解条件,要翻耕土壤使之充氧并使烃类在土壤中混合均匀。
地耕法处理含油污泥最大优点在于,它是通过天然过程将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,且有可能在农田中产生诸如高分子蜡及沥青质等生物难以降解烃类的积累[20]。
(2)堆肥法。
堆肥法是将含油废弃物与适当的材料相混合并成堆放置,用人工强化生物降解。
堆肥法能保持微生物代谢过程中产生的热量,有利于石油烃类的生物降解; 持水性、透气性为选择材料的原则,常用锯木屑、碎稻草等。
堆肥法多见应用于较高烃类含量的含油污泥及冬季较长的地区。
处理后的含油废弃物一般填埋或施用农田[15,21]。
(3)污泥生物反应器法。
生物反应器是一种将含油污泥稀释于营养介质中使之成为泥浆状的容器。
生物反应器通过人为地控制充氧、温度、营养物质等操作条件,烃类物质的生物降解速度较之其他生物处理过程更快。
有的加入驯化过的高效烃类氧化菌,加快烃类的生物降解。
生物反应器法也见应用于石油工业废弃物的预处理以减少烃类含量,后作其他处理[22]。
从20世纪80年代开始,生物处理方法越来越受到关注。
其中已开发了许多新的高效菌种,处理范围也相应的拓宽。
目前,进一步研究主要集中在培养及驯化适应高浓度含油污泥的高效的新菌种及减小污泥体积等方面。
1.2.4 含油污泥的综合利用(1)作催化裂化装置分馏塔的油浆。
Mobil公司Solomon M开发了把污泥浮渣作FCC装置原料的技术[23]。
该技术把含水量高的污泥首先进行机械脱水,再对脱水后粘稠的泥饼加热,并投加非离子表面活性剂等乳化剂,使水包油型乳化油转化为油包水型,因而易与其他原料油充分混合,流动性好。
混合物料输人FCC装置反应器,经催化裂化反应生成汽油。
由于其注入比例很低,对催化裂化过程没有影响(2)作焦化装置原料[24]。