江浩芝

（廣東省環(huán)境技術(shù)中心，廣東 廣州 510308）

1 引言

含油污泥是石油和石化企業(yè)在開(kāi)采、運(yùn)輸、儲(chǔ)存等生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)過(guò)程中產(chǎn)生的一種危險(xiǎn)廢物，其成分復(fù)雜，主要由石油烴、水和固體懸浮物組成，其含量比例分別為30%～50%，30%～50%，10%～20%［1］，通常含有重金屬、鹽類(lèi)、病原菌、苯系物、酚類(lèi)和少量放射性元素等有害物質(zhì)［2］，處理不當(dāng)會(huì)污染水體和土壤。根據(jù)近年來(lái)全球石油產(chǎn)生情況統(tǒng)計(jì)，預(yù)計(jì)每年全球產(chǎn)生6 000 萬(wàn)t 含油污泥，如今全球含油污泥累積量已超過(guò)10 億t，我國(guó)含油污泥每年的產(chǎn)生量已超過(guò)300 萬(wàn)t［3-4］，其中，大港油田、延長(zhǎng)油田、勝利油田每年含油污泥產(chǎn)生量分別達(dá)20 萬(wàn)、20 萬(wàn)、15萬(wàn)t以上［5］。含油污泥逐年增加且無(wú)法妥善處置，對(duì)生態(tài)環(huán)境構(gòu)成潛在風(fēng)險(xiǎn)，因此，實(shí)現(xiàn)含油污泥的有效利用和處置具有重要意義。

2 典型含油污泥處理技術(shù)及應(yīng)用

根據(jù)處理方式和處理結(jié)果，含油污泥處理技術(shù)大致可分為2 類(lèi)，即無(wú)害化處理技術(shù)和資源化處理技術(shù)。其中，焚燒法、固化法、生物修復(fù)法和超臨界水氧化法等屬于無(wú)害化處理技術(shù)，溶劑萃取法、熱解法、化學(xué)熱洗法、超聲波處理法、冷凍熔融法等屬于資源化處理技術(shù)［6］。雖然含油污泥處理技術(shù)種類(lèi)多，但每種處理技術(shù)都有其優(yōu)缺點(diǎn)，目前工程應(yīng)用較多的為化學(xué)熱洗法、焚燒法和熱解法等［3］，本文針對(duì)這幾種典型處理技術(shù)進(jìn)行分析。

2.1 化學(xué)熱洗法

2.1.1 原理介紹

化學(xué)熱洗法是指在含油污泥中加入一定比例的化學(xué)藥劑和熱水等，經(jīng)乳化、溶解等反應(yīng)將石油烴從污泥中洗滌剝離下來(lái)，再通過(guò)沉淀、旋流、氣浮等工藝將含油污泥分離成油、水、泥三相［7］。

2.1.2 研究及應(yīng)用情況

化學(xué)熱洗法的處理效果受清洗劑、清洗溫度、時(shí)間、液固比、攪拌速度等因素影響。梁宏寶等［8］利用吉林油田含油污泥篩選出有利于三相分離的陰離子表面活性劑、非離子型表面活性劑及無(wú)機(jī)絮凝劑進(jìn)行復(fù)配，在最佳工況條件下，含油污泥的脫油率達(dá)96.75%。王銀生［9］采用化學(xué)熱洗法處理長(zhǎng)慶油田第二采油廠的含油污泥，研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)熱洗時(shí)間為40 min時(shí)，石油烴去除率可以達(dá)到85%以上，隨著熱洗時(shí)間增加，去除率趨于平緩。Chen 等［10］研究了塔河油田含油污泥在不同液固比條件下的清洗效果影響，發(fā)現(xiàn)當(dāng)液固比為3 ∶1 時(shí)，殘油率最低且低于2%。章媛媛等［11］考察了攪拌速度對(duì)清洗效果的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，隨著攪拌速度增加，含油率逐漸降低，當(dāng)速度大于30 r/min 后，含油率下降趨于平緩。

隨著環(huán)保要求越發(fā)嚴(yán)格，使用一種處理技術(shù)往往難以達(dá)標(biāo)，近年來(lái)復(fù)合工藝的綜合使用成為含油污泥處理處置的發(fā)展新趨勢(shì)。早在20 世紀(jì)80 年代，美國(guó)、德國(guó)等國(guó)家就已開(kāi)始使用化學(xué)熱洗結(jié)合脫水技術(shù)處理含油污泥，加拿大MG 公司、荷蘭GForce CE BV 公司的APEX 技術(shù)等都是利用化學(xué)熱洗法與其他技術(shù)相結(jié)合，從而更高效地處理含油污泥［12］。我國(guó)大慶油田第七采油廠在葡北9 號(hào)中轉(zhuǎn)站建設(shè)并投產(chǎn)含油污泥處理站1 座，采用“預(yù)處理+調(diào)質(zhì)加熱裝置+離心機(jī)”工藝，處理清淤、洗井、壓裂作業(yè)等產(chǎn)生的污泥。投產(chǎn)后含油污泥處理規(guī)模為9 100 t/年，處理后污泥平均含水率為34.6%，平均含油率為1.65%，實(shí)現(xiàn)了含油污泥的有效處理［13］。

2.2 焚燒法

2.2.1 原理介紹

焚燒法是指將含水率低的含油污泥在有氧、高溫和助燃劑條件下燃燒，對(duì)有害物質(zhì)進(jìn)行深度氧化處理。焚燒法的優(yōu)點(diǎn)是可以大幅度減少可燃性有機(jī)物，抑制有害重金屬溶出，消除細(xì)菌病毒等，并可回收產(chǎn)生的熱能，被國(guó)內(nèi)外大多油田和煉油廠采用。同時(shí)也存在一定的缺點(diǎn)，比如容易造成二次污染（廢氣、飛灰和爐渣等），投資和運(yùn)行費(fèi)用較高，未能充分利用油泥中的資源等［5］。

2.2.2 研究及應(yīng)用情況

污泥焚燒技術(shù)最早被應(yīng)用于處理生活污泥，1962 年美國(guó)研發(fā)出第一臺(tái)焚燒鍋爐，隨后污泥焚燒技術(shù)逐漸受到德國(guó)、日本和瑞士等發(fā)達(dá)國(guó)家的重視。我國(guó)目前多數(shù)煉油廠也采用焚燒法處理含油污泥，如勝利油田的含油污泥運(yùn)送至勝利發(fā)電廠焚燒，勝利發(fā)電廠從2007 年投產(chǎn)至2013 年累計(jì)焚燒含油污泥10 萬(wàn)t，焚燒產(chǎn)生的蒸汽輸送至電廠發(fā)電，實(shí)現(xiàn)了資源的綜合利用。應(yīng)用的爐型不盡相同，例如中國(guó)石油華北石化公司、四川石化公司、長(zhǎng)嶺石油化工廠、安塞油田采用回轉(zhuǎn)窯焚燒爐，新疆油田采用機(jī)械爐排爐，燕山石化公司煉油廠采用流化床焚燒爐等，各種焚燒爐均運(yùn)行效果良好［3，5，14］。

焚燒技術(shù)在實(shí)際操作過(guò)程中，除了考慮除油率情況，還需考慮焚燒過(guò)程中產(chǎn)生的廢氣是否能達(dá)標(biāo)排放，廢渣等是否能無(wú)害化處理處置。劉玉麗［15］對(duì)水平固定爐床式焚燒爐處理含油污泥研究發(fā)現(xiàn)，焚燒后殘?jiān)土靠傻椭?.3%，殘?jiān)繛?%～5%。根據(jù)姚軍等［16］研究可知，某煉油廠含油污泥聯(lián)合利用“干化+回轉(zhuǎn)窯焚燒”工藝處理，設(shè)計(jì)規(guī)模20 t/d，一燃室溫度控制在850～950 ℃，二燃室溫度控制在1 100 ℃左右，廢氣可達(dá)標(biāo)排放。并不是所有的含油污泥類(lèi)型都適合焚燒處置，比如劉磊等［17］為了解江漢油田含油污泥的處理處置問(wèn)題，對(duì)油泥組分進(jìn)行了基礎(chǔ)分析，發(fā)現(xiàn)江漢油田由于高含水、高含鹽、高腐蝕、低含油等特點(diǎn)，焚燒時(shí)需摻煤質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)60%時(shí)燃燒才較徹底，因此不適宜采用焚燒處理技術(shù)。

2.3 熱解法

2.3.1 原理介紹

含油污泥在無(wú)氧高溫條件下，相對(duì)分子質(zhì)量較高的碳?xì)浠衔镏苯訑嗔鸦蚪?jīng)二次裂解為小分子（輕組分），輕組分以氣態(tài)形式蒸發(fā)冷凝回收的方式稱之為熱解［7］。油泥的熱解技術(shù)溫度處于中低溫度的還原環(huán)境中，因此不易于二 英等有毒有害物質(zhì)生成，還有利于回收石油質(zhì)量品質(zhì)的提高，也有利于重金屬等物質(zhì)的穩(wěn)定化作用。

2.3.2 研究及應(yīng)用情況

鄭發(fā)等［18］對(duì)大慶油田高含油污泥的熱解特性進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)熱解終溫600 ℃、升溫速率30 ℃/min為最佳熱解工況，可使熱解渣達(dá)標(biāo)排放，并獲得最大的油收率。劉強(qiáng)等［19］采用熱解反應(yīng)器對(duì)延長(zhǎng)油田含油污泥進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，氣體產(chǎn)率隨著溫度的升高逐漸增大，剩余固體含量隨著溫度的升高逐漸減少。為了完成含油污泥的深度處理，褚志煒等［20］設(shè)計(jì)了一種“干燥—熱解—焚燒”聯(lián)合工藝處理含油污泥，該工藝可完成含油污泥脫水、油氣資源回收和焦渣焚燒處理，分段完成含油污泥的處置工作，既實(shí)現(xiàn)含油污泥的深度處理，又可變廢為寶。

20 世紀(jì)90 年代初熱解法在國(guó)外迅速發(fā)展應(yīng)用，主要適用于處理油含量大于20%的含油污泥。近年來(lái)，熱解法在我國(guó)也逐步打開(kāi)了應(yīng)用市場(chǎng)，如廣東某石化公司采用了自動(dòng)化熱解設(shè)備，包括進(jìn)料系統(tǒng)、熱解系統(tǒng)、出渣系統(tǒng)和安全監(jiān)控系統(tǒng)。經(jīng)熱解、冷凝、油水分離等工藝之后，鉆井鉆屑油泥和罐底油泥的原油回收率可達(dá)95%以上。根據(jù)浸出毒性測(cè)定報(bào)告，含油污泥經(jīng)高溫?zé)峤?、分選后剩下的廢渣，其重金屬含量均低于相關(guān)浸出毒性鑒別標(biāo)準(zhǔn)值。該工藝適用原料范圍為半固態(tài)、固態(tài)含油污泥以及各種含礦物油廢物，其技術(shù)含量高，投資適中，工藝配置靈活，可獨(dú)立運(yùn)作，可靠性高，處理效果好。

3 結(jié)語(yǔ)

含油污泥的處理處置問(wèn)題已成為石化行業(yè)亟待解決的環(huán)境問(wèn)題之一。做好含油污泥處理處置工作可以有效保護(hù)環(huán)境，提高環(huán)境效益、經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。我國(guó)含油污泥來(lái)源廣泛，組成復(fù)雜，處理難度較大，所適用的技術(shù)不盡相同，同時(shí)各處理技術(shù)也存在各自的局限性，因此，建議在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，結(jié)合含油污泥的不同特點(diǎn)，合理選擇適宜的處理技術(shù)，或聯(lián)合不同處理技術(shù)使用，以達(dá)到最佳處理效果。