沈立軍

中石化綠源地?zé)崮荛_發(fā)有限公司山東分公司

淺談?dòng)湍嗌疤幚硐到y(tǒng)及工藝選擇

沈立軍

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在油田開采及含油污水處理過程中產(chǎn)生產(chǎn)生大量油泥砂，現(xiàn)已被國(guó)家列為危險(xiǎn)廢物。因此，開展油泥砂無害化處置技術(shù)研究是目前油田環(huán)保工作的一項(xiàng)重要任務(wù)。本文對(duì)油泥砂的基本性質(zhì)進(jìn)行了概括。本著綠源環(huán)保、經(jīng)濟(jì)高效的理念，綜合研究表明固化焚燒法處置油泥砂具有徹底無害化、綜合利用能源、投資少、成本低、節(jié)省巨額排污費(fèi)等優(yōu)點(diǎn)，具有一定的環(huán)境效益和社會(huì)效益，有利于油田企業(yè)的持續(xù)健康發(fā)展。

油泥砂；處理系統(tǒng)；工藝選擇

1 油泥沙的組成和性質(zhì)

含油污泥砂的組成非常復(fù)雜，由水包油、油包水及懸浮固體雜質(zhì)等，是一種性質(zhì)極其穩(wěn)定的體系，并含有大量老化原油、瀝青質(zhì)、蠟質(zhì)、膠體、固體懸浮物、鹽類、腐蝕產(chǎn)物、細(xì)菌等，同時(shí)包含生產(chǎn)過程中投加的凝聚劑、緩蝕劑、阻垢劑等水處理劑。通過對(duì)新鮮油泥以及經(jīng)過多年堆放的油泥分析表明在污水處理過程中產(chǎn)生的新鮮油泥含油量在333000～450400mg/kg之間，經(jīng)過長(zhǎng)期堆放后油泥中部分組分被降解，油泥含油量在86000～127200mg/kg之間。通過對(duì)油泥中油成分進(jìn)行柱層析分析，發(fā)現(xiàn)油泥中的油組分主要為飽和烴和芳香烴，膠質(zhì)和瀝青含量較少。

油泥中的多環(huán)芳烴具有較高的生物毒性。根據(jù)對(duì)某地油泥堆放場(chǎng)的調(diào)查結(jié)果，污染場(chǎng)地內(nèi)16種PAHs的檢出率為100%，w(PAHs)平均值為7770.7ng/g，周邊土壤的16種多環(huán)芳烴的檢出率為58.3%～100%，二苯并等檢出率相對(duì)較低，w(PAHs)平均值2038.8ng/ g。從母體PAHs與污染物來源的關(guān)系和單組分比值可以看出，污染場(chǎng)地內(nèi)及周邊土壤的污染源是石油源和燃燒源的混合源。

2 油泥砂的特點(diǎn)

油泥砂為油井產(chǎn)出液中含有的大量泥砂在油氣集輸、污水處理系統(tǒng)大罐罐底沉積而成，其中顆粒直徑≥74μm的為油砂，＜74μm的為油泥，油泥砂具有以下特點(diǎn)：

1)其成分隨地質(zhì)條件、生產(chǎn)工藝的不同而異，還和污水水質(zhì)、處理工藝、加入藥劑的種類、排污方式及管理水平等有直接的關(guān)系，含水率、含鹽較高。

2)成分復(fù)雜，處理難度大。在采油過程中，特別是在三次采油過程中，大量使用各種化學(xué)劑，增加了含油污泥的處理難度。

3)有害成分多數(shù)超過排放標(biāo)準(zhǔn)。大部分含油污泥中存在的砷、汞、鹽類等有害物質(zhì)超過排放標(biāo)準(zhǔn)，直接排放會(huì)造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。

4)含有較高可利用的熱值。含油污泥中的污油和可燃物質(zhì)含量較高，污水處理系統(tǒng)中的污泥含油為2%-10%，原油處理壓力容器和大罐排除的污泥中含油為25%-40%。

3 油泥砂的危害

3.1 環(huán)境危害

油泥砂的環(huán)境危害主要是由它所含有的有害有機(jī)組分和重金屬組分產(chǎn)生的。油泥砂中含有的烴類物質(zhì)，特別是一些對(duì)生態(tài)環(huán)境毒害較大的芳烴類物質(zhì)，可揮發(fā)進(jìn)入大氣，造成空氣污染。油泥砂在氣溫較高時(shí)揮發(fā)釋放出烴類物質(zhì)特殊臭味，這種臭味既影響工作環(huán)境，又影響人體健康。排放或堆放在地面中的油泥砂中的微量有害重金屬及某些有機(jī)物可通過所含污水的滲出或經(jīng)雨水淋漓進(jìn)入土壤和地下水，對(duì)土壤和地下水造成污染。

3.2 影響生產(chǎn)

含油泥沙的存在使回注水中懸浮物的含量嚴(yán)重超標(biāo)，可堵塞地層，導(dǎo)致油層吸水能力嚴(yán)重下降，注水壓力不斷升高。大顆粒泥沙沉積在污水凈化罐、油水分離罐、污水池中，不斷的沉積縮短清罐周期，影響生產(chǎn)正常進(jìn)行。

3.3 當(dāng)?shù)丨h(huán)境保護(hù)部門的要求

當(dāng)?shù)丨h(huán)保部門近幾年來加大了環(huán)境監(jiān)管力度，要求在公司建設(shè)危險(xiǎn)廢物處理場(chǎng)，嚴(yán)格執(zhí)行國(guó)家環(huán)保政策法規(guī)。

3.4 減少排污費(fèi)用的需要

根據(jù)排污費(fèi)征收使用辦法，油泥砂屬于危險(xiǎn)廢物，如果不能對(duì)其進(jìn)行有效處理，將每噸征收1000元的排污費(fèi)，并進(jìn)行處罰，且并不免除治理責(zé)任。為了徹底根治油泥砂的污染問題，保護(hù)環(huán)境，促進(jìn)油田企業(yè)可持續(xù)發(fā)展，對(duì)油泥砂進(jìn)行合適的處理和處置就非常緊迫和必要。

4 油泥砂處理工藝選擇

目前，綜合國(guó)內(nèi)外公開的文獻(xiàn)資料，含油污泥的處理主要有以下幾種方法：溶劑萃取法、離心分離法、生物處理法和固化焚燒法等方法。

4.1 溶劑萃取法

溶劑萃取法應(yīng)用汽油或其他有機(jī)溶劑對(duì)含油污泥反復(fù)進(jìn)行沖洗，直到?jīng)_洗污泥達(dá)到規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，然后將污泥和有機(jī)溶劑進(jìn)行分離。將含有原油的有機(jī)溶劑進(jìn)行加熱蒸餾，回收有機(jī)溶劑重新利用。該方法的特點(diǎn)是能夠?qū)崿F(xiàn)含油污泥中大部分原油的回收，具有很高的原油回收率，清洗過程也比較簡(jiǎn)單，清洗后的污泥的含油量能夠達(dá)到規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。但是汽油或其他有機(jī)溶劑具有揮發(fā)性，有的甚至具有毒性，在操作上具有一定的危險(xiǎn)性，另外在溶劑的回收利用過程中需要消耗大量的熱能和較為復(fù)雜的蒸餾回收設(shè)備，操作復(fù)雜，成本非常高。

4.2 離心分離法

固液分離法應(yīng)用固體和液體以及液體之間的密度的差異，或借助機(jī)械離心力的作用，投加合適的藥劑，使固相的泥砂和液相的水、原油實(shí)現(xiàn)分離。國(guó)外采用的分離技術(shù)主要有固液兩相分離技術(shù)和固/液/液三相離心分離技術(shù)。離心分離技術(shù)是目前國(guó)外工業(yè)化應(yīng)用較為廣泛采用的含油污泥的處理方法。該方法的特點(diǎn)是可以回收大多數(shù)的碳?xì)浠衔?，并且通過集裝箱式的設(shè)備組合安裝實(shí)現(xiàn)移動(dòng)作業(yè)，另外還可以與國(guó)外較為盛行的自動(dòng)化清罐技術(shù)匹配使用，處理工程簡(jiǎn)單。該項(xiàng)技術(shù)的難點(diǎn)是復(fù)雜的機(jī)械裝置和工藝，設(shè)備投資大，處理效果控制難度大。

4.3 生物處理法

生物處理法是利用自然界或人工篩選的微生物，利用微生物的代謝活動(dòng)，分散剝離或者降解污泥中的原油，從而實(shí)現(xiàn)含油污泥的處理。根據(jù)調(diào)研的情況，生物處理法主要包括：直接生物處理和生物修復(fù)等兩個(gè)方面。一般處理過程先是通過一定的前處理工藝(有的采用加入有機(jī)溶劑進(jìn)行萃取，有的加入表面活性劑分離原油)，回收大部分原油，然后用生物法處理污泥。生物處理較為簡(jiǎn)單，處理效果理想，處理和操作成本較低。但處理時(shí)間較長(zhǎng)，受溫度、水分等外部環(huán)境影響較大。

4.4 固化焚燒法

在油泥中加入合適的固化劑和助燃劑，將其轉(zhuǎn)化為仿煤燃料，然后按比例摻入煤中，用作燃煤鍋爐的燃料，既能夠有效地回收油泥中的含油類物質(zhì)的熱值，又能無害化處理油泥，該方法簡(jiǎn)便易行，經(jīng)濟(jì)實(shí)用。

綜合以上對(duì)比分析，固化焚燒法是目前處置油泥砂的最佳方法，具有很好的應(yīng)用前景。

結(jié)語(yǔ)

油泥是油田普遍存在的主要廢棄物污染問題，早在1998年國(guó)家環(huán)?？偩志蛯⒂湍嗌傲袨槲ｋU(xiǎn)廢物(廢物類別HW08)，要求含油泥砂等廢棄物必須進(jìn)行無害化處理。因此就需要結(jié)合我國(guó)國(guó)情及成本等方面綜合考慮選用不同的處理方法，實(shí)現(xiàn)油泥的減量化、無害化、資源化、清潔化處理。

[1]高鵬.勝利油田利用生化法處理含油泥砂研究[J].油氣田環(huán)境保護(hù)，2006，03：30-32+61.