含油污泥资源化处理技术
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含油污泥处理技术:预处理、油品分离、无害化处理摘要石油工业生产的特征固体废物——含油污泥,是一种由石油烃、水、固体颗粒物和其他物质(如重金属)组成的固态/半固态复合物,因毒性和易燃性被归入危险废物管理。
我国含油污泥年产量高达500万t,其中含有15%~50%的石油烃。
含油污泥的处理要兼顾无害化和资源化。
基于其组成、性质和危害,介绍了含油污泥的油品资源化分离法(离心、溶剂萃取、热解)和无害化剩余含油残渣处理法(焚烧、固化、生物处理)等国内外常用的处理方法。
大体上,含油污泥的处理思路为,首先预处理降低含水率、提高含油率,再经油品分离法回收含油污泥中的石油烃,最后无害化处理剩余含油残渣。
讨论了各方法的特点以及国内外研究进展,提出了含油污泥处理技术的发展建议。
01 含油污泥的预处理含油污泥在油品分离回收PHCs之前,由于含水率高,所以通常先做脱水预处理,不同后续处理技术要求的含水率不同,常用的脱水方法有浓缩法、风化法、机械法和干燥法等。
含油污泥的过滤比阻大,属于难过滤性污泥。
目前,重力沉降和机械过滤的组合工艺为最经济实用的预处理方式,但是重力沉降后的浓缩液属于多相胶体体系,极难脱稳,难以直接衔接机械脱水,所以需要先调质使油水分离。
一般调质剂为醋酸、氢氧化钠、双氧水、氧化钙、硅藻土、聚丙烯酰胺(PAM)等,也可由2~3种调质剂复配使用。
林子增等发现,FeCl3也是一种性能良好的含油污泥调质剂,在FeCl3 20 g/L、pH≤8.58、低强度离心(2000 r/min、5 min)条件下,脱水率最高可达57.6%。
添加调质剂脱稳,可能引入新的污染物,引发含油污泥的二次污染,因此开发环境友好的预处理技术具有积极意义。
姜赫等利用超声波预处理含油污泥,海绵效应、局部发热等作用可提高含油污泥处理效果。
然而,超声波预处理技术的成本高,且参数随含油污泥成分变化大,尚不能大规模推广。
目前,仍以重力沉降、调质脱稳和机械过滤相结合为主流预处理方式,成本低且脱水效果好,易达到各种油品分离技术的要求。
含油污泥的几种处理技术介绍了含油污泥的危害及来源,针对含油污泥处理现状,分析国内外处理含油污泥方法上存在的问题,并展望了未来含油污泥无害化处理技术的发展方向。
含油污泥是原油或成品油混入泥土或其他介质,其中的油份不能直接回收,是石油化工工业的主要污染物之一。
含油污泥会散发恶臭,并且带有大量病原菌,含油污泥一般为稳定的悬浮乳化状态,而且含有多种化学物质和重金属物质。
含油污泥属于危险废物,已被列为《国家危险废物名录》HW08类危险废物。
1 含油污泥的来源目前,我国每年产生的含油污泥总量已超过500余万吨,并且产量还呈现逐年增加的趋势。
含油污泥的主要来自以下3个方面。
(1)原油开采过程。
原油开采过程会生产一定量的含油污泥。
主要来自采油废水处理所产生的污泥,投加的净水剂形成的沉淀,钻井产生的落地原油。
(2)油田集输过程。
油田集输过程会产生一定量的含油污泥。
接转站和联合站油罐底泥、沉降罐底泥、隔油池底泥都属于含油污泥。
天然气净化装置产生的油砂、油泥也属于含油污泥。
(3)污水处理场。
炼油厂污水处理场也会产生含油污泥,主要来源于生化池剩余污泥、隔油池底泥、浮选池浮渣、原油罐底泥等。
2 目前我国常用含油污泥处理技术由于含油污泥对环境的危害较大,因此必须对含油污泥开展处理。
目前我国对含油污泥处理常用方法有以下几种:焚烧法、热解吸技术处理、填埋法等,除此之外还有生物处理法、焦化法、化学热洗法等。
2.1 含油污泥焚烧技术在国外,焚烧技术是含油污泥最常用的无害化处理技术。
焚烧后的污泥残渣可以开展综合利用,可以用来铺路或用作建筑材料。
含油污泥焚烧时会产生高温气体,这些高温气体通过换热器可以加热一次鼓风从而提高炉内热量利用率;这些气体也可以通过余热锅炉等设备生产蒸汽,蒸汽可用于含油污泥预处理工序,如干化脱水等。
焚烧技术适用范围较为广泛,不受含油污泥成分复杂的限制,适合石油石化行业各类固体废弃物的处理。
但焚烧法不能对污泥中的原油开展回收,而且焚烧过程会产生大量的SO2、NOX等大气污染物,国家现已规定5%含油率以上的含油污泥不能直接焚烧,需要开展原油回收。
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。
含油污泥资源化利用调堵技术新思路含油污泥处理是油田开发过程中影响油田环境保护与企业发展的重要问题之一。
本文主要从无害化处理和资源化利用两方面对现有技术进行了分析对比,提出了“三相分离-泥砂分级-整体调堵”的新思路,实现了含油污泥完全无害化处理和资源化利用。
标签:含油污泥;回收有机物质;三相分离;整体调堵;规模化处理;新思路1 引言在油田开发过程中,油井产出液含有大量的泥砂,其在沉降罐、储油罐等罐体底部沉淀,形成难以处理的含油污泥,原油开采过程中落地油泥也属于含油污泥的一部分。
目前,我国含油污泥呈现出产生速度快、产量大的特点,已成为一种严重危害生态环境和人类健康的污染物。
同时,由于受处理技术缺乏、处理难度大、处理成本高等因素的影响,含油污泥处理使企业面临很大的压力,已成为制约油气田发展的重要因素。
另一方面,随着油田开发时间的增加,井间水窜、汽窜现象日益明显,严重影响注入介质的驱油作用和油井生产效果,增加了驱油介质的注入量,导致油藏动用不均的矛盾加剧。
针对油田开发中面临的这两大问题,本着对含油污泥无害化和资源化的处理思路,寻求变废为宝、将污油泥处理与油田增产措施相结合的新技术、新工艺。
2 传统污泥处理技术存在的问题分析新疆油田产含油污泥量为5×104t左右,其中原油处理站清罐含油污泥以及污水处理站排放的含油污泥占75%以上。
油田含油污泥具有含油量高、黏度大、颗粒细、脱水难等特点,但同时也富含烃类物质,是宝贵的二次资源。
面对环境保护要求的日益严格和能源短缺的现状,含油污泥的处理对油田企业而言既是挑战也是机遇。
含油污泥处理技术研究在国内外各油田都取得了一些进展。
目前,按照含油污泥中油类物质是否得到回收利用,可将处理技术分为资源化利用技术和无害化处理技术。
其中资源化利用技术主要有:化学脱稳-机械脱水、热解析、溶剂萃取、化学热洗等;无害化处理技术主要有:焦化处理技术、焚烧、生物处理技术及固化等。
为了达到保护环境和节约利用资源的目的,许多处理方法兼有无害化和资源化两个方面。
油田含油污泥处理技术现状随着石油开采的深入,产生的含油污泥成为了一个越来越严重的环境问题。
传统的处理方法往往效率低、成本高,并且对环境造成了不小的危害。
寻求高效、低成本的含油污泥处理技术成为了当今油田开发中亟需解决的难题。
本文将探讨一下油田含油污泥处理技术现状,以及行业对未来技术发展的展望。
一、传统的含油污泥处理方法油田开采过程中产生的含油污泥主要包括钻井污泥、油田污泥和污水污泥。
传统的处理方法主要是采用物理、化学和生物等手段进行处理。
物理方法包括离心分离、压滤、脱水等,化学方法包括溶剂萃取、化学沉淀等,生物方法则是利用微生物进行降解分解。
这些方法虽然有一定的效果,但是存在着处理效率低、成本高、对环境造成二次污染等问题。
二、目前的含油污泥处理技术现状近年来,随着科技的发展,一些新型的含油污泥处理技术逐渐崭露头角,为油田污泥处理带来了新的希望。
利用超声波、微波等物理手段分解含油污泥成为了研究的热点。
超声波和微波可以有效地破坏含油污泥的结构,使得油水分离更加容易进行。
一些化学方法的改进也取得了一些进展,比如聚合物吸附剂的应用、化学表面活性剂的改进等,都为油田含油污泥处理提供了新的思路。
生物技术方面也有一些新的进展,比如改良微生物菌种、利用基因工程手段增强微生物降解能力等,也为含油污泥处理提供了新的可能。
三、未来的技术发展展望未来,油田含油污泥处理技术将会朝着高效、低成本、环保的方向发展。
物理方法将会更加集成化和智能化,比如利用传感器和自动化控制技术实现油水分离过程的智能监控和操作,提高处理效率和降低人工成本。
化学方法将会更加注重环保和资源回收利用,比如研究环境友好型的吸附剂和表面活性剂,实现污泥中有用物质的回收利用。
生物技术将会更加注重微生物菌种的改良和增强,通过基因工程技术提高其降解能力,实现对含油污泥的高效处理。
油田含油污泥处理技术现状表明,我们正处于技术创新和突破的关键阶段。
随着相关科技的不断进步,相信未来一定会出现更多更优秀的处理技术,为油田开采环保做出更大的贡献。
油田含油污泥处理技术
油田含油污泥处理技术是一种技术,用于将油田含油污泥进行处理和再利用,以降低污染,改善环境质量。
油田含油污泥是油田开采过程中产生的污染物,其中污泥处理技术是为了消除污染物并促进油田含油污泥的再利用。
油田含油污泥处理技术主要包括几个方面:首先,对含油污泥进行分类,分类后的污泥可以更好地进行处理。
其次,对分类后的污泥进行沉淀处理,以去除污染物;第三,对污泥进行热处理,以提高污泥的利用价值;最后,利用污泥进行肥料等再利用。
油田含油污泥处理技术通过对污泥进行有效处理,可以促进污泥的再利用,减少污染物的排放,维持环境质量。
因此,油田含油污泥处理技术的发展已经成为油田开采过程中的一项重要技术。
同时,在油田含油污泥处理技术的发展过程中,相关技术人员也应加大技术研发力度,推动技术的进一步发展,以更好地服务社会,建设绿色环境。
简述油田含油污泥生物资源化回收新技术摘要油田含油污泥的生物資源化回收技术主要针对目前石油开采以及炼制过程中产生的含油污泥的处理。
目前市场主要的化学处理方法存在二次污染、后续处理困难与无害化程度低等缺陷。
因此,本论文从绿色环保以及资源回收的角度,利用微生物所产生的表面活性剂对含油污泥中石油类物质的乳化作用将油类物质分离出来的技术,实现油、泥分离和油类回收并综合市场调研分析其经济效益。
关键词含油污泥;绿色回收;生物资源化回收技术;生物表面活性剂;油类回收1 背景在石油开采、储运及炼制加工过程中,常产生一些含油量较高(10%-30%)的油泥,这些油泥如果任意堆放,必将成为土壤的重要污染源。
而在油田原油开采的过程中,产生的含油污泥一般具有含油量高、黏度大、颗粒细、脱水难等特点,它不仅影响外输原油质量,还导致注水水质和外排污水难以达标。
目前对于含油污泥常用的处理方法有溶剂萃取法、焚烧法、生物法、焦化法、含油污泥调剖、含油污泥综合利用等。
但萃取剂成本过高,且处理过程中有一定损失。
而其他方法(生物法等)只能处理降解其中的石油类物质,造成含油污泥中可回收资源的浪费,有些方法(焚烧法)甚至会造成二次污染。
因此,研究含油污泥的低成本、高效率回收方法是十分必要的[1]。
油泥的相组成极其复杂,一般由水、乳化油及悬浮固体杂质组成,是一种极其稳定的悬浮乳状液体系,致使含油污泥黏度大,难于脱水。
对油泥进行无害化处理和资源化利用一直是国内外环境保护界和石油企业界的工作难点之一。
而一种成本低、效果好同时又环保的微生物处理技术自然会受到各大石油公司的重视[2]。
2 实验整体构思:首先筛选高效产生生物表面活性剂的菌种,分别采用富集分离培养与现代分子生物学方法的方法从含油污水、污泥、土壤中分离、筛选高效产生物表面活性剂的优势菌种。
其次,对筛选出的菌种产生的表面活性剂通过比色法、薄层色谱、乳化效果、性能测定、表面张力降低率等方面进行性能评价,确定适于油品回收的目标生物表面活性剂。
油田含油污泥处理技术现状【摘要】油田含油污泥是一种特殊的废弃物,其处理对于油田环境保护和资源利用具有重要意义。
传统处理技术主要包括物理化学方法和生物方法,但存在能耗高、处理效率低的问题。
现代处理技术如热解技术、生物增强降解技术等逐渐受到关注,并取得了一定研究进展。
面对油田含油污泥处理过程中的挑战,需要不断完善技术手段和工艺流程,同时也带来了新的机遇。
在未来,油田含油污泥处理技术将朝着高效、低能耗、环保的方向发展,为油田污泥处理领域带来新的突破。
油田含油污泥处理技术的研究具有重要意义,将为油田环境保护和资源利用提供更好的技术支持。
【关键词】油田含油污泥处理技术、现状、研究背景、研究意义、油田含油污泥特点、传统处理技术、现代处理技术、研究进展、挑战与机遇、总结、展望、技术发展趋势。
1. 引言1.1 研究背景油田含油污泥是油田生产过程中不可避免的产物,主要由粘土、石灰岩、油脂等组成。
在油田开发过程中,大量的含油污泥积累在油田周围,给环境带来了极大的污染和安全隐患。
开展油田含油污泥处理技术的研究具有重要的现实意义。
随着我国油田的开发规模不断扩大,油田含油污泥的处理成为一个亟待解决的环境问题。
传统的处理方法主要包括填埋、焚烧和暴露处理等,然而这些方法存在着处理效率低、资源浪费、环境污染等问题。
开发出高效、环保的现代处理技术对于减少污染、保护生态环境具有重要意义。
本文将对油田含油污泥的特点、传统处理技术、现代处理技术以及研究进展进行深入探讨,旨在为油田含油污泥的有效处理提供参考。
随着科技的不断发展和社会需求的提高,油田含油污泥处理技术将迎来新的挑战与机遇。
1.2 研究意义油田含油污泥处理技术的研究意义主要体现在以下几个方面:1. 环境保护:油田含油污泥是一种对环境造成严重污染的废弃物,其中含有大量有害物质和重金属。
对其进行有效处理可以减少对土壤、地下水和大气的污染,保护生态环境,维护人类健康。
2. 资源利用:油田含油污泥中的油分含量较高,如果能够有效地提取和处理,可以实现资源的再利用,减少资源浪费,降低能源消耗。
含油污泥处理与资源化利用技术研究刘盟盟,周莹,张丽荣,李婧男*(北京科技大学 天津学院, 天津 301830)摘要:含油污泥是石油生产与加工过程中产生的固体废弃物,因其成分复杂且产生量巨大,以及所具有的生物难降解性、生物毒性和缓释性等突出性质,如不进行有效处理,不仅会造成资源的浪费,还会对环境造成诸多不利影响,成为目前石油石化行业亟待解决的关键问题之一。
因此,本文基于含油污泥的特性及当下行业背景,介绍了含油污泥离心、溶剂萃取、热解等国内外常用的处理技术,以及制成建筑材料、吸附材料等资源化利用的方法,旨在为含油污泥的处理与资源化利用提供参考。
关键词:含油污泥;处理技术;资源化;综合利用基金项目:2023年天津市市级大学生创新创业训练计划项目(202313898024)引言伴随着我国经济高速发展,石油的开采及供应成为必须,而在石油的开采和利用过程中也衍生出了一种新型的固体废弃物——含油污泥。
含油污泥是油田开发、石油炼制、运输储存等过程产生的固体废弃物之一[1] ,是油、水、固3相混合形成的复杂乳化物,含有多种有机污染物和重金属污染物,具有很强的生物毒性[2],随意堆弃不仅会占用大量的土地资源,久而久之还会对附近的水源、土壤与生物产生破坏。
由于化石能源的储备是有限的,而含油污泥作为一种二次资源具有很高的回收利用价值[3],因此探索一种资源化的高效处理方式对能源及环保行业发展具有深远的意义。
1含油污泥特性与处理利用现状含油污泥的成分比较复杂,是一个由水包油、油混水,以及大量悬浮固体或灰分构成的多相体系,油相含有高浓度的芳香烃(25%~40%)、饱和烃(40%~60%)、树脂(10%~15%)和沥青质(10%~15%)[4]。
灰分来源于钻井液中的无机添加剂和钻头破碎的岩石碎屑,主要成分为CaCO3、BaSO4、SiO2、Fe2O3。
有机物、重金属和碱性盐是含油污泥中的3类毒性物质,具有生物难降解性、生物毒性和缓释性。
含油污泥低温热解处理与资源化回收利用分析在对含油污泥进行处理的过程中,可以采用低温热解技术。
基于此点,文章从含油污泥的危害分析入手,论述了含油污泥低温热解处理与资源化回收利用。
期望通过本文的研究能够对含油污泥处理水平的提升有所帮助。
标签:含油污泥;低热热解;资源化回收近年来,国家对工业产业的扶持力度不断加大,虽然这在一定程度上推动了经济发展,但各种资源和能源的消耗量却随之激增,其中石油用量的增长幅度最为明显。
为满足各行各业对石油的需求,原油的开采和加工量显著增大。
在原油开发和加工时,会产生大量的油泥,其约占原油产量的0.15-1.0%左右,含油污泥中除了含油类物质外,还含大量的有毒有害物质,如果处理不当,则会对环境和人体健康造成危害。
同时,含油污泥中的油类物质可以回收再利用,因此,探寻一种有效的处理方法显得尤为必要。
低温热解技术的出现,给含油污泥处理提供了技术支撑。
借此,下面就含油污泥低温热解处理与资源化回收利用展开分析探讨。
1含油污泥的危害分析含油污泥是一种多组分混合而成的物质,包括水、TPH(石油类碳氢化合物)、固体颗粒物、重金属元素等,其常以油包水乳化物的形态存在,性质非常稳定。
由于含油污泥当中所含的有毒物质浓度较高,若是处置不当,则会对环境造成危害。
比如,含油污泥会破坏土壤的理化性质,进而导致土壤中的养分下降。
含油污泥TPH中的多环芳烃,对包含人类在内的生物体具有遗传毒性,并且TPH能够在土壤当中不断迁移,当渗入到地下水后,便会随着地下水的流动,对水环境造成危害。
含油污泥中大分子化合物的降解产物会在土壤表面滞留,若是出现降雨,在雨水冲刷的作用下,这些产物会流入附近的水体当中,进而引起水污染,淡水资源会随之减少。
综上,含油污泥对环境的危害非常之大,因此,必须采取合理可行的方法,对其进行有效处理。
2含油污泥低温热解处理与资源化回收利用2.1低温热解的基本原理低温热解归属于热处理的范畴,是一种回收型技术,可用于含油污泥处理。
含油污泥资源化处理技术含油污泥是原油开采、运输、炼制及油田污水处理过程中产生的一类含油固体废物,其成分复杂,含有大量残留石油类物质、苯系、酚类、蒽、芘等有毒物质,大量病原体、细菌、盐类、Cu/Cr/Pb/Fe 等重金属,除此之外还包括生产过程中投加的大量有机化学试剂,具有难降解、有毒、有害等特点,是石油化工工业的主要污染物之一。
含油污泥体积庞大,若不及时处理必然会对周边土壤、植被、水体及大气环境造成不可逆转的危害,严重威胁着生态环境及人类健康,同时也造成石油资源的浪费。
目前,国内外对含油污泥治理的研究技术一般围绕减量化、资源化、无害化等几个方向开展。
常规处理技术包括固化、焚烧、热化学洗涤、焦化处理、微生物处理等,随着油田开发的迅速发展,石油化工企业生产过程中产生的各类油泥、油渣日益累积,石油开发与环境污染、资源短缺之间的矛盾愈发突出,积极寻求更有效的技术方法有效回收利用含油污泥中原油及其他资源,实现可持续发展已成为国内外学者共同关注和亟需解决的问题。
一、离心法离心处理法是将含油污泥通过一种特殊的高速旋转设备,使油泥中不同密度组分在离心力作用下实现快速分离的过程。
实际生产中为了提高油、水、泥三相分离性能和降低能耗,通常需要通过污泥预处理调质来降低含油污泥粘度,采用的方法有注蒸汽、直接加热、加入破乳剂、絮凝剂等,该技术的关键在于对调质所用化学剂种类和用量的选择及离心设备参数的确定。
刘志林等综合分析了锦西石化罐底含油污泥的化学调质条件及离心分离参数与工艺,结果表明在最佳设计条件下,含油污泥经加热、投加有机高分子絮凝剂等预处理进入卧式两相离心分离所得分离液含油达88%,可直接送往生产装置回炼,实现了含油污泥的资源化利用。
刘振国等采用“调质+离心分离”工艺,针对绥中某污水处理系统含油污泥进行处理,确定了脱水剂TM-5057加样条件及Z4E-3/951卧螺离心机的最佳运行参数,获得了较好的处理效果。
Cambiella等发现投加少量CaCl2(0.01~0.5mol/L)混凝剂能够显著改善离心过程中油/ 水分离效果,油分离效率可达92%~96%。
Wang通过对粒度分布、表面形貌和亲水亲油性能分析探讨了油泥经离心后油、水及残余固体的迁移行为,并建立了沉降后固相含油量的计算模型,为优化油品回收和清洁处理工艺提供了必要的理论支持。
Zhou等提出一套优化数学模型APSO-RBF,利用APSO-RBF离心机参数优化控制系统联合传统的离心机建立了智能离心机体系,通过三种含油污泥样品的对比实验证明这种智能控制型离心机能够显著提高离心效率,实现了含油污泥离心液COD浓度<2000mg/L的目标。
总的来说,调质-离心法处理含油污泥是一种较为清洁、成熟的技术,具有操作简便、占地面积小、处理周期短的优势。
然而受设备成本的限制,现阶段离心法仅局限于小规模的含油污泥处理,此外,污泥预处理过程中投加化学助剂不仅增加了处理成本同时也带来了环境二次污染问题。
未来发展的方向是开发一系列新型高效的化学药剂和药剂配方、改良传统工艺、研发更有效的离心设备。
二、溶液萃取法溶液萃取法是基于“相似相溶”原理,选用与原油性质接近的有机溶剂萃取含油污泥中的石油类物质,从而实现原油回收的目的。
含油污泥的萃取是典型的液固萃取,即选择合适的萃取液与油泥充分混合,然后将溶剂/油混合物进行蒸馏并从溶剂中分离,溶剂经冷凝后循环利用的过程。
张玉娟等93#汽油为萃取剂,利用三相物理萃取法探讨了处理含油污泥的最佳工艺条件,最大原油回收率达到97.3%。
赵瑞玉等采用自主研发的萃取剂ZZEG 处理新疆某油田含油污泥取得较好的结果,除油率达到99.1%,萃取剂实现100%回收利用。
Zubaid等综合比较了丁酮( MEK)、液化石油气( LPGC)等有机萃取溶剂对含油污泥处理效果的影响,结果表明当溶剂与油泥比为4:1时,MEK与LPGC的最大原油回收率为39% 和32%,采用MEK作为有机溶剂时回收油品中灰分、有机质和沥青质含量均得到明显改善,但硫、含碳残渣含量仍然较高,还需进一步纯化处理。
Taiwo等利用正已烷、二甲苯作为萃取剂从油泥中提取烃类物质,回收约67.5%烃类油品,其中86.7%为芳香烃,提取的油品主要包含C9~C25范围的碳氢化合物,可直接作为化工原料使用。
巫树峰等对某炼化厂罐底含油污泥进行了溶剂萃取处理,实验结果表明以石脑油90~110℃沸程段的馏分油为溶剂,在最佳优化工艺条件下罐底油泥中有机物的萃取率达64%以上。
溶剂萃取法是一种简单有效的资源化处理方法,能够将含油污泥有效分离成可回收利用的烃类和较小体积的固体、半固体残渣,具有处理大量含油污泥的潜力。
目前应用该方法规模化处理油田含油污泥的一大障碍就是有机萃取剂的消耗量太大,且有机溶剂大量投入容易造成二次污染。
据文献报道,超临界萃取法可有效降低萃取剂的投加量,缩短萃取时间,然而该法条件苛刻,不适用于大规模的含油污泥处理,因此今后研究的重点仍然是寻找效率高、来源广、价格低廉的萃取剂或开发新的替代方法与工艺,提高溶剂萃取能力。
三、裂解法裂解法是对传统焚烧法改型的一种高温处理技术,即将含油污泥置于隔氧条件下持续加热,使烃类物质在复杂的水和裂化反应中分离出来,形成轻组分的烃类油水混合物、碳氧化物、混合气体及固体残渣,从而实现油品的回收,这些产物可能热值比原始含油污泥热值更高,可用作燃料或化学产品的来源。
林德强等采用真空热裂解的方法对含油污泥进行处理,在最佳热解条件下得到9.4%热解固体渣、85.8%热解液和4.8%热解气,回收油品产率占原含油污泥的31.25%。
杨鹏辉等利用真空管式热解炉对某油田含油污泥进行真空热解,分别考察了热解终温、保温时间、升温速率、催化剂对油回收率的影响,表明热解终温与保温时间是影响油回收率的主要因素,且当活性白土加量为1%时,油回收率达到83%。
Liu等提出裂解反应在200~500K范围内明显出现多峰DTG曲线,主要的气态产物包括烃类、CO2、H2、CO。
当裂解温度在327~450℃范围内回收油品产率最大,含油污泥中约80%的总有机碳可转化为可利用的烃类物质。
Kar-ayildirim等表明裂解温度处于100~350℃时含油污泥中绝大部分有机物分解,400℃时无机物开始分解,而当裂解终温达到900℃时含碳残渣为原始污泥的38%。
Wang等通过实验证明含油污泥在200℃时开始裂解,在350~500℃范围内油品回收率达到峰值,且当裂解终温为400℃,保温时间20min条件下获得最大回收油产率,回收油品质量最佳。
与焚烧法相比,含油污泥经裂解产生的NO x、SO x远远低于焚烧过程中的排放量,污泥中重金属等污染物能够富集并固定于固态残渣中,极大地降低了环境污染程度。
高温热解产生的液态产品减量减容效果好,方便储存与运输,其回收的油品可直接应用于柴油发动机,含碳固体残渣还可作为吸附剂、絮凝剂、土壤改良剂等被再次利用,真正实现了“变废为宝”,资源的有效回收与利用。
然而,含油污泥通常含有大量的水分,含油污泥高温热解前的脱水处理成本高,此外裂解反应温度较高,能耗大,对工艺及设备的要求高,目前仍处于实验室测试阶段,相关工艺技术还需进一步完善。
四、微波辐射法微波加热的原理是利用物质内的极性分子在高速变换的电磁场中震动、摩擦而产生大量的热量,从而使物质得到加热升温的作用。
微波能直接穿透材料,从物料内部开始加热,具有快速、高效、节能、成本低等特点,近年来在含油污泥资源化处理领域得到越来越多的关注。
丁慧利用30kW间歇式微波炉,污泥热解残渣作为吸波剂对胜利油田某采油厂含油污泥进行处理,结果表明吸波剂加量5%,微波辐射180min后污泥含油量降至0.230%,达到GB 4284-84限制标准。
侯影飞等设计了一种含油污泥微波热解处理的方法与装置,实现了油气水回收利用,热解残渣可用于路基材料或经改性后制成吸附材料。
Yu分别考察了CaO、CaCO3、NiO、Ni2O3、γ-Al2O3及TiO2对微波热解污泥的影响,表明催化剂的存在不仅影响微波热解温度的变化趋势还改变了热解产物分布及气相组成。
与传统热解相比,微波辐射法能够促进和加速含油污泥等污染物的热解反应速率,显著降低危害性中间产物的量,表现出快速、清洁、高效的优势。
然而,目前基于这一现象的解释仅仅停留在推测阶段,强化机制的研究还不够深入,但值得肯定的是,微波热解技术加热均匀易控制、操作简便、低能耗高效率,在含油污泥的资源化处理中具有广阔的工业应用前景。
五、超声处理法超声波对含油污泥的处理主要是通过声场的空化效应、机械效应、热效应实现的,超声辐射下,含油污泥乳化体系温度升高、粘度降低,使得油泥乳化体系稳定性显著降低,促进了污油从固体颗粒表面脱附。
此外,受超声波辐射影响,含油污泥乳状体系中的小液滴移动速度增大,相互碰撞频率增加,使得液滴凝聚和聚结现象更容易发生,从而促进水油相分离。
贺磊等采用破乳剂辅助超声波法对某炼厂含油污泥进行处理回收,分别考察了超声温度、超声时间、破乳剂用量等因素,测得最佳条件下污油回收率为95.6%。
王文祥等在含油污泥热洗处理过程中引入超声辐射技术,表明优化条件下引入超声能够提高污油脱除效率,干油基含量由0.35g/g降至0.14g/g,其清洗液可反复利用,有效降低了脱油成本。
Jin 等综合对比了传统热洗技术与热洗-超声联合技术对含油污泥的处理效果,结果表明采用联合技术原油回收率达99.32%,比传统热洗处理提高了17.65%。
Xu 等表明在28kHz,40℃时采用超声辐射可使含油污泥中含油量降至最低(由0.130g/g 降至0.055g/g),与未经辐射条件相比降低55.6%,同时证明超声频率过高会阻止油滴合并,过低则使固体颗粒分离油困难,相比而言,较低的超声频率更有利于含油污泥的处理。
可以看出,超声辐照处理污泥具有效率高、速度快且无二次污染的特点,是一种能在较短时间内处理含油污泥的“绿色”方法。
然而目前含油污泥超声辐射处理大多处于实验阶段,在油田的规模化应用中鲜有报道,未来还需针对特定污泥体系深入研究,优化设备及工艺参数、改进和放大反应器结构。
六、电化学处理电化学处理过程是多孔介质两侧电极间发生电迁移、电渗透、电化学反应的受控过程。
在电场作用下,含油污泥中胶体聚集稳定态被破坏,导致油泥中的分离固相与胶体颗粒在电泳作用下移向阳极,而分离的液相(水和烃类)由于电渗作用向阴极移动,从而实现相的分离与集中处理。
王晓玉等利用电化学模型考察了电解参数对含油污泥降解效果的影响,研究结果表明电解电压为65V,电流150mA,降解时间为150h时油类物质去除率达48.8%。
王昭阳提出一种微生物-电场耦合处理含油污泥的技术方法,通过室内及现场中试研究表明该法切实可行,为含油污泥深度处理提供了一定的理论支撑。