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國內外含油汙泥治理技術與展望

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國內外含油汙泥治理技術與展望

發布日期:2020-05-12 00:00 來源:http://www.shop-apc.com 點擊:

由於世界經濟的快速發展,對石油的需求日益增加,油田每年需要勘探開發許多新油井;煉油廠也在不斷地擴建與增大加工負荷。在石油勘探、開采、煉製、清理油罐以及油品儲運過程中,由於原油試噴、廢棄的鑽井泥漿、事故跑油、跑冒滴漏、隔油池底泥、浮選浮渣和剩餘活性汙泥等原因,大量原油或油品與土壤、水或其它雜質混合,形成含油汙泥或汙水。含油汙泥或汙水中含有石油、水、有機物及無機物固體等。油、水和固體分離困難,並屬於高度危險汙染物,外排外卸對環境會造成極大危害。

目前,國內外在油泥處理方麵已有一些成熟技術和方法,工業化業績也較多。但是,或多或少存在一些問題,比如:資源化、減量化和無害化尚存在不足,油品回收率偏低等。多數汙泥還是采用衛生掩埋和土地利用方式解決,這部分數量要占到汙泥總量的80%左右,對環境的危害很大。因此,在油泥淨化處理技術和工藝方麵還需要不斷地研究和提高,要進一步探索無汙染、高清潔的處理工藝,要將無用的資源在新技術的支持下,轉化為有利用價值的資源。目前,各國汙泥處理方法的比例關係詳見表1。


1                  各國汙泥處理方法,%

國家

美國

英國

德國

日本

法國

中國

衛生填埋

12

20

10

25

11

34

焚燒

20

20

50

65

24

7

土地利用

60

54

37

9

65

45

其它

8

6

3

1


14

合計

100

100

100

100

100

100



二、含油汙泥的來源及危害


(一)含油汙泥的來源及特性

含油汙泥是石油開采和石油煉製的生產、加工過程中生產的主要汙染物。根據來源不同主要可劃分為以下幾類:

1.落地油泥:鑽井開采、試噴、廢棄的鑽井泥漿和鑽井岩屑等;

2.罐底油泥:儲油罐、儲水罐、容器等;

3.煉油廠“三泥”:罐底和油池底泥、浮選浮渣和剩餘活性汙泥。

在煉油廠,一般是將罐底泥、池底泥和剩餘汙泥打入泥漿池(詳見圖1),經過簡單處理後形成85%左右含油汙泥,在進一步深化處理。

由於油泥來源不同,油泥的成分極其複雜,隨著地質條件、生產工藝的不同而各異,油泥中水、泥土、油類有機物等組成差異很是蠻大。比如:煉油廠汙水處理場“三泥”性狀詳見表1。


1  煉油廠汙水處理場“三泥”性狀

汙泥名稱

標準

含水率

密度

硫化物

COD

%

g/cm3

下限mg/l

上限mg/l

mg/l

mg/l

mg/l

隔油池底泥

>

99

1.03

5754

92000

103

9

22895

浮選池浮渣

>

99

0.97

1531

70000

94

5

42186

剩餘活性汙泥

>

99

0.97

187

30000

4

2

15370


油泥主要有以下幾個特征:水含量高、體積大;成分複雜、處理難度大;含有大量的油汙和可燃物質;有害成分超過環境排放標準;一般油泥是由油包水
(O/W)和水包油(W/O)形成的乳化物,以及含油化學水的懸浮固體物共同組成的物質,屬於多相的膠體體係,成分複雜,破乳困難,各種類型的油泥性質詳見表2。


2  油泥的性質及特征


油泥類型

性質及特征

落地油泥

含油率一般在10%~30%,密度約為1.5~1.8t/ m3,由於采油環境複雜,因此落地油泥中除泥土、沙石外,還會有其它固體廢物。

罐底油泥

一般含油約25%的水和5%的無機物,如泥沙等,其餘70%為碳氫化合物;通過適當的分離技術,碳氫化合物回收率可達到98%以上。

煉油廠三泥

一般是由水包油、油包水以及懸浮物固體組成的穩定乳狀液體係,還包括生產中所投加的大量水處理劑;其脫水效果差,汙泥成分和物性差異大,處理難度高,油含量差別較大,部分具有回收利用價值。


(二)含油汙泥的危害

含油類汙泥的組成成分較為複雜,汙泥中一般含油率在10~50%,含水率在40~90%。汙泥中含有大量原油、機械雜質、細菌、並含有苯係物、酚類、蒽、蓖、多氯聯苯、二惡英、放射性核素等致癌性物質以及砷、汞、鉻等有毒重金屬元素。汙水處理係統中還投加了大量的絮凝劑、緩蝕劑、阻垢劑、殺菌劑等藥劑。

含油汙泥堆放或填埋占用大量耕地的同時汙染周邊環境,所產生的有毒有害物質會隨動植物吸收富集、食物鏈傳遞而嚴重危害人類健康。含油汙泥中含油量較高,是廢物中寶貴的資源,如果不進行回收,會造成資源浪費。大量的含油汙泥如果不采用適當的工藝方法加以合理處置,按照最新環保法“按日連續計罰”的處罰規定又給企業帶來成本支出,經濟負擔增加。

綜上所述,不管是從環境保護方麵考慮還是從資源回收方麵考慮,都應該考慮通過采用合適的工藝方法對含油汙泥進行合理處置,從而達到資源回收和環境保護的雙贏目的。


三、國內外含油汙泥處理技術現狀


(一)國內外含油汙泥主要處理方法

含油汙泥是一種極其難以處理的汙泥,含油汙泥的物理化學性質十分複雜,一般含有大量的老化原油、蠟質、瀝青質、膠體和固體懸浮物、細菌、寄生蟲、鹽類、酸性氣體、腐蝕產物以及少量機械雜質、銅、鋅、鉻、汞等重金屬鹽類等,同時還含有苯係物、酚類、蒽、芘等有惡臭的有毒物質。在石油煉油過程中還加入了大量的凝聚劑、緩蝕劑、阻垢劑、殺菌劑等水處理藥劑,使得汙泥成為水包油(O/W)和油包水(W/O)以及懸浮固體物共同組成的多相膠體體係。含油汙泥顆粒表麵吸附同種電荷,相互之間排斥,加之充分乳化,物理方法和簡單的化學方法極難脫穩,使得油、水、泥渣分離比較困難。

國內外處理含油汙泥方法一般有:焚燒法、生物處理法、熱洗滌法、溶劑萃取法、化學破乳法、固液分離法、焦化法、含油汙泥調剖、含油汙泥綜合利用等。

主要問題體現在:

1. 無法做到大幅度減量化,減量幅度一般在15%~50%,剩餘泥餅的比例多數高於30%,必須再進行二次處理;

2. 多數技術沒有油品回收技術,無法做到剩餘泥餅無害化指標(即含油<2%~5%):

3. 多數技術無法實現資源化,含油汙泥由於汙泥是由水包油(O/W)和油包水(W/O)以及懸浮固體物共同組成,屬於多相的膠體體係,成分較為複雜。又由於含油汙泥顆粒表麵吸附同種電荷,相互之間排斥,加之充分乳化,物理方法極難脫穩,使得油、水、泥渣分離比較困難;油品回收困難。

4.縱觀國內汙泥處理技術,除焚燒法以外,其它工藝技術的含油汙泥減量化最多隻有20%~50%,剩餘泥餅數量很大。而且,多數技術沒有實現資源化,普遍剩餘泥餅中含油量較高,即使焚燒也會給環境帶來汙染。

5.總結起來:含油汙泥量隨著生產規模的擴大而增長,不斷積累,數量龐大;國家生態環境不堪負重,含油汙泥量無害化的含油量程度,已經不能滿足掩埋方式要求,而且,能填埋用地日趨緊張,填埋運輸距離越來越遠,成本也不斷上升。原普遍使用的焚燒方法處理剩餘泥餅,由於其中含油量較高,沒有環保處理的焚燒法也會給環境帶來汙染。再者,包括政策、法律法規和輿論、民眾不滿等各方麵的壓力驟增,含油汙泥處理技術要求不斷提高。業內已經提出含油汙泥資源化、減量化和無害化的要求。具體如表3所示。


3  含油汙泥主要處理方法比較

序號

處理方法

使用範圍

優點

缺點

1

注入底層處理技術

各類含油汙泥

簡單直接

嚴重汙染環境

2

直接填埋技術

各類含油汙泥

簡單直接

嚴重汙染環境

3

固化處理技術

含油量在5%-10%以上

設備簡單、處理費用低

添加材料量大,油品全部損失

4

溶劑萃取技術

含油量5%-10%

部分油品、溶劑回收

溶劑昂貴、能耗大

5

生物處理技術

含油量較低的汙泥

無化學藥劑、能耗低、成本低

處理周期長、不能回收油品

6

焚燒技術

含油量5%-10%一下

徹底處理有害有機物

不能回收油品、成本高、能耗大、對大氣造成二次汙染

7

熱解處理技術

含水量不高、有機物含量不高

完全無機化、處理速度快

成本高、能耗大、易二次汙染

8

熱水洗滌處理技術

各類油泥

適應性較強、可回收部分油品

不夠徹底、處理後含油量較高

9

電化學處理技術

含油量較低、潮濕、不凍

投資費用低

能耗高、周期長、不能回收油品

10

調製-離心處理技術

各種油泥

適應能力強、可回收部分油品

投資較大、處理量難以達到設計要求

11

調製分離+焚燒

各種油泥

適應性強、可回收部分油品

能耗高、焚燒後對大氣二次汙染



我國是能源消耗大國,而且也是石油生產大國,隨著社會經濟的發展,能源消耗越來越多,特別是石油資源,在石油開采、石油煉製帶來的環境汙染就凸顯出來。因此,今後含油汙泥處理技術的重點將是沿著高效環保的方向發展,這不僅要開發出新的汙泥處理技術,主要是做到資源化、減量化和無害化。保護環境、利用資源、將廢棄的含油汙泥變廢為寶,實現資源綜合利用,將是重要的使用和方向。


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