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含油污泥处理、含油污泥处理设备

文章来源:未知 作者:admin发布日期:2017-10-23 浏览次数:
导读:含油污泥就是混入了油的泥土。油和水是不相溶的,油混入水中只会浮在水面上;但油要是混入了泥土,就会混合在一起,形成了一种极其难以处理的含油污泥。

一、什么是含油污泥

  顾名思义,含油污泥就是混入了油的泥土。油和水是不相溶的,油混入水中只会浮在水面上;但油要是混入了泥土,就会混合在一起,形成了一种极其难以处理的含油污泥。油田在油气生产过程中都会产生一定量的含油污泥,主要来自两个方面:一是原油从地层中携带至地面,在各类容器、大罐和回收水池等地面设施中淤积,需定期清理的污泥;二是油井作业、集输油管道穿孔和盗油产生的落地污泥。

  油田含油污泥的物理化学性质十分复杂,一般含有大量的老化原油、蜡质、沥青质、胶体和固体悬浮物、细菌、寄生虫、盐类、酸性气体、腐蚀产物以及少量机械杂质、铜、锌、铬、汞等重金属盐类等,同时还含有苯系物、酚类、蒽、芘等有恶臭的有毒物质。油田的生产过程中还加入了大量的凝聚剂、缓蚀剂、阻垢剂、杀菌剂等水处理药剂,极难分离和处理。

含油污泥主要来源于油田开采、油气集输及污水处理场,污泥中一般含油率在10%~50%,含水率在40%~90%。文章介绍了不同来源含油污泥的特点及脱水方法,并对各种含油污泥处理方法的优、缺点进行了比较。研究结果表明,各种方法都有其特点和适用范围。由于含油污泥成分复杂,没有任何一种处理方法可以处理所有类型的含油污泥。

二、含油污泥的来源主要有以下几种途径及特点

1) 原油开采产生含油污泥:

被原油污染的土地,大量含油污泥覆盖地表

原油开采过程中产生的含油污泥主要来源于地面处理系统,采油污水处理过程中产生的含油污泥,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,还导致注水水质和外排污水难以达标。

2) 油田集输过程产生含油污泥

油田集输过程产生的含油污泥的主要来源于接转站、联合站的油罐、沉降罐、污水罐、隔油池底泥、炼厂含油水处理设施、轻烃加工厂、天然气净化装置清除出来的油沙、油泥,钻井、油田作业、管线穿孔而产生的落地原油及含油污泥。油品储罐在储存油品时,油品中的少量机械杂质、沙粒、泥土、重金属盐类以及石蜡和沥青质等重油性组分沉积在油罐底部,形成罐底油泥。这些含油污泥本身成分复杂,含有大量的老化原油、蜡质、沥青质、胶体和固体悬浮物、细菌、盐类、酸性气体、腐蚀产物等,在污水处理过程中还加入了大量的凝聚剂、缓蚀剂、阻垢剂、杀菌剂等水处理药剂,也混于含油污泥中。

3-6年的油罐定期清洗中,罐底含油污泥量约占罐容的1%左右。罐底含油污泥的特点是碳氢化合物(油)含量极高,典型的油罐底泥分析结果,其中大约25%为水,5%的无机沉淀物如泥沙,70%左右为碳氢化合物,其中沥青质占7.8%,石蜡占6%,污泥灰分含量4.8%。

3)炼油厂污水处理场产生的含油污泥:炼油厂污水处理场的含油污泥主要来源于隔油池底泥、浮选池浮渣、原油罐底泥等,俗称“三泥”,这些含油污泥组成各异,通常含油率在10%~50%之间,含水率在40%~90%之间,同时伴有一定量的固体。

4)钢铁冶炼等行业用油所导致的污染的泥土

5)海上油田开采,造船修船使用重油烃所污染的海岸线、河流边际,海底含油污泥,石油油罐车船事故导致的油品泄漏造成的水体、地表含油污泥等。

 

三、含油污泥处理设备方法

含油污泥因污染造成的原因等不同而组成不同,一般油田、贮罐等产生的含油污泥含油率在10%~50%,含水率在40%~90%。这些含油污泥的产生、数量和组成基本上比较稳定,处理方法如下,其他原因产生的含油污泥的无害化处理也可参照:

含油污泥处理最终的目的是以减量化、资源化、无害化为原则。含油污泥常用的处理方法: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。首先是含油污泥的脱水、调质:

1)含油污泥脱水:含油污泥处理首先是脱水,含油污泥中的水的存在有以下四种形态:即自由水(free water)、间隙水(interstitialwater)、附着水(vicinalwater)(或表面水surfacewater)、化学结合水(chemical-boundwater)。常用含油污泥脱水方法及效果见下表

常用含油污泥的脱水方法及效果

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脱水方法 脱水装置 脱水后含水率(%) 脱水后状态

浓缩脱水 重力、气浮、离心浓缩 95~97 近似糊状

自然干化法 自然干化场、晒沙场 70~80 泥饼状

真空过滤 真空转鼓、真空转盘 60~80 泥饼状

压力过滤 板框压滤机 45~80 泥饼状

滚压过滤 滚压带式压滤机 78~86 泥饼状

离心过滤 离心机 80~85 泥饼状

干燥法 10~40 粉状、粒状

焚烧法 0~10 灰状

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2)含油污泥的调质

经重力沉降脱水后的黑色粘稠含油污泥浓缩液,一般由水包油(O/W)、油包水(W/O)以及悬浮固体共同组成,属于多相的胶体体系,成分较为复杂。由于含油污泥颗粒表面吸附同种电荷,相互之间排斥,加之充分乳化,使得油、水、泥渣分离比较困难。需要加入调质剂,使原油与固体颗粒分离、油滴聚合以及原加入的化学药剂随固体杂质沉降,实现油、水、渣三相的完全分离。即加入不同的絮凝剂 、破乳剂、和pH值调节剂,选择适当的脱水方法,并辅以加热减粘(最佳为50℃以上)等调质手段,实现水-油-固三相分离。

3)萃取法

萃取法是利用“相似相溶”原理,选择一种合适的有机溶剂作为萃取剂,用于含油污泥中原油的回收和利用。超临界流体萃取技术,是一种新兴的含油污泥萃取技术,该技术正处于开发阶段。它将常温、常压下为气态的物质经过高压达到液态,并作为萃取剂,因其有巨大的溶解能力,所以萃取剂易于回收循环使用。常用的超临界流萃取剂有甲烷、乙烯、乙烷、丙烷、二氧化碳等,这些物质的临界温度高、临界压力低,而且原料廉价易得,是良好的超临界萃取剂,且密度小,易于分离。目前,萃取法处理含油污泥还在试验开发阶段。萃取法的优点是处理含油污泥较彻底,能够将大部分石油类物质提取回收。但是由于萃取剂价格昂贵,而且在处理过程中有一定的损失,所以萃取法成本高,还没有实际应用于炼厂含油污泥的处理。此项技术发展的关键是要开发出性能价格比高的萃取剂。

4)焚烧法

经过预先脱水浓缩预处理后的含油污泥,送至焚烧炉进行焚烧,温度800~850℃,经30分钟焚烧即可完毕,焚烧后的灰渣需进一步处理。目前国内焚烧炉类型主要有: 方箱式、固定床式、流化床式、耙式炉或回转窑等炉型。焚烧处理法优点是污泥经焚烧后,多种有害物几乎全部除去,减少了对环境的危害,废物减容效果好,处理比较安全,缺点是焚烧过程中产生了二次污染,浪费了宝贵资料。

5)生物法

含水污泥的生物处理技术主要有地耕法、堆肥处理法和污泥生物反应器法。主要利用微生物将含油污泥中的石油烃类降解为无害的土壤成份。据资料报导,地耕法可对土地和地下水产生一定污染,故在一些发达国家已经停止使用。堆肥法是将含油废弃物与适当的材料相混合并成堆放置,使天然微生物降解石油烃类的过程。堆肥法是一种有效的生物处理方法,含油污泥中烃类的半衰期约为2周,处理后的含油废弃物可填埋或施用农田。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。由于生物反应器能人为地控制充氧、温度、营养物质等操作条件,烃类物质的生物降解速度较其他生物处理过程更快。加入驯化过的高效烃类氧化菌,可加快烃类的生物降解。当固体负荷为5%时,生物降解半衰期为5天。生物反应器法适用于含油污泥,也适用于油污土壤及含油钻屑,含油废弃物经处理后,液体部分可排入处置井(坑、池)或另作他用(如回用);固体部分可施用农田,生物反应器法也可用于石油工业废弃物的预处理以减少烃类含量,然后进行其他处理。

6)焦化法:含油污泥中含有一定数量的矿物油,其组成主要有烷烃、环烷烃、芳香烃、烯烃、胶质及沥青质等。焦化法处理含油污泥是利用高温条件下烃类的热裂解和热缩合反应产生液相油品、不凝气和焦碳产品。反应温度为490℃,反应压力为常压。在此条件下,液相产品主要为汽油、柴油和蜡油。

7)调剖技术:利用采出水中的含油污泥与地层有良好配伍性,以含油污泥为基本原料,采用化学处理方法,加入适量的添加剂,悬浮其中的固体颗粒,延长悬浮时间,增加注入深度,有效地提高封堵强度,并使油组份分散均匀,形成均一、稳定的乳状液。由含油污泥配成乳化悬浮液调剖剂,应用于油田注水井调剖,在地层到达一定深度后,受地层水冲释及地层岩石的吸附作用,乳化悬浮体系分解,其中的泥质吸附胶沥质和蜡质,并通过它们粘联聚集形成较大粒径的“团粒结构”沉降在大孔道中,使大孔道通径变小,封堵高渗透层带,增加了注入水渗流阻力,迫使注入水改变渗流方向,提高了注入水波及体积。通过优化施工工艺,可使含油污泥只封堵住高渗透地带,而不污染中、低渗透层。处理后的含油污泥作为调剖剂需达到的技术指标为:含油污泥粘度低(≤0.3Pa·s),可泵性好;加入悬浮剂后含油污泥悬浮性能好,沉降时间大于3h。

8)其他方法:除了以上含油污泥处理方法外,还有地耕法、含油污泥固化法、化学破乳法、固液分离法、土地填埋技术,含油污泥的综合利用一般是利用含油污泥铺路、制砖、制作蜂窝煤等。国外还有含油污泥低温热解技术,以及采用溶剂和低频声波分离油泥的方法等。


四、含油污泥处理比较

 


五、含油污泥处理设备前景

  随着新环保法的通过,各地对油田环保的要求越来越高,含油污泥的随意排放将不再可能,各地隐藏的污染也被逐渐揭开。这对污泥处理行业来说,无疑是个利好。

  据统计,污染物处理市场规模每年在1000到1500亿元之间,按照设备投资为运营市场规模的1.5到2倍计算,治理油田含油污泥所需的投资设备超过1500亿,而油气污染处理市场的整体规模,预计在3000亿元以上。

  大庆油田自2007年以来,应用“化学热洗+离心处理”工艺建成了9座污泥处理站,年处理能力达32万吨,对油田生产过程中产生的污泥全部实现了无害化处理。大庆油田还结合实际制定了《油田含油污泥综合利用污染控制标准》,成为通用的行业标准。

  长庆油田2013年建成了陇东油田油泥处理站,采用物理化学法相结合,以“油泥热洗预处理、调质+离心脱水”为主的处理工艺,将含油污泥处理为含油率低于2%、含水率小于60%的泥土,同时回收油泥中的原油。

新疆风城油田作业区采用微生物制剂处理稠油污泥试验取得良好效果,污泥含油率由处理前的15%下降至2%以下。目前试验已通过公司审查,基本具备工业化应用条件。

 

 

 
 


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