油泥产生特性及处理处置技术

油泥产生特性及处理处置技术

周建军

克拉玛依市华隆油田技术服务有限责任公司新疆维吾尔自治区克拉玛依市834000

摘要：随着社会的进步和经济的发展，石油工业得到了很大的发展。油泥是石油工业生产过程中产生的最重要的固体废弃物。由于油泥的危险特性以及日益增加的堆存量，开发高效油泥处理技术成为人们研究的重点。

关键词：油泥；特性；技术

引言

在石油开采、运输、冶炼、储存以及精炼过程中会产生大量的油泥。油泥基本组成包括各种石油烃组成的复合乳化剂、水、重金属、泥沙以及各种化学药剂残留等。油泥中含有相当数量的原油，由于我国对油泥处置的研研较西方发达国家起步较晚，处理处置技术比较落后，现有处理设施处理能力不足，油泥大都以简单堆放或填埋的形式储存，造成了资源的浪费，同时油泥中有害组分在长期堆存的过程中也会对周围环境及人体健康产生严重的危害。油泥中含有的硫化物、苯系物、酚类、蒽、芘等有恶臭、有毒、有害物质，具有致癌、致畸、致突变作用的某些烃类物质，严重危害人类身体健康。因此，油田油泥已被列为危险固体废弃物(HW08)，纳入危险废物管理体系。

1油泥的来源

油泥是在原油开采、储存、运输以及原油冶炼过程中产生的粘稠状的黑色固体或半固体混合物。按照其产生来源的不同，油泥可分为落地油泥、罐底油泥以及炼厂油泥。在油田勘探过程中产生的含油泥浆、拆油井过程以及事故溢油等与周围土壤混合产生的油泥混合物称为落地油泥。罐底油泥则主要是在原油在储油罐储存过程中少量机械杂质、沙粒、泥土重金属等物质经过自然沉降沉积在罐底部形成的。炼厂油泥则是原油在精炼过程中产生的含油废水在处理过程中产生的，主要有隔油池底泥，浮选池浮渣和剩余活性污泥，简称三泥。目前，我国油泥的产生量还未有全面的统计分析，但其产生数量巨大。调查资料显示，河南油田每年产生约1.8×104t油泥，大庆地区污油泥砂累计达到500×104m3[4]；辽河油田油泥存放量约20×104t，并且还以每年5×104t左右的速度在递增，对周边环境造成了严重影响。

2油泥的特性

油泥的来源不同，其组成特性不同。一般油泥密度大于水，粘度大，粘附性强，呈粘稠状黑色半流体，由水、油、泥渣以及其他化学物质组成，属多相体系，由水包油、油包水及悬浮固体组成，乳化现象严重。不同来源的油泥组成及特性如表1所示。

表1油泥的性质及特征

由表1可以看出油泥主要组成为油、水、泥以及在开采、运输、炼制过程中添加的各种化学药剂。罐底油泥的组成变化范围较大，平均约含25%的水和5%的无机沉淀物，如泥沙等，剩余的70%为碳氢化合物，其中沥青质占7.8%，石蜡占6%，污泥灰分含量为4.8%。美国曾对不同炼厂的31座储罐的油泥进行了分析与统计，油泥中的油、水和灰分的含量范围分别在1.3%~95%、5%~98%和0%~55.3%之间。罐底油泥的组成差异受多方面的影响：

(1)储存原油的油品不同，油泥沉积量不同；一般轻质储油罐或低硫原油油泥产生量低，石蜡质、沥青质含量低，含水率高，而重质油或高硫原油储油罐油泥产生量高，石蜡质、沥青质含量高。

(2)清罐周期也会对油泥组成产生影响，一般清罐周期越长，油泥含沙量越高。落地油泥的产生与油田所处的区域以及油田开采的年限而不同，一般沙漠油田如我国的新疆油田同以平原黄土为主的胜利油田相比，油泥含沙量明显偏高，此外油田在开采过程中，采出的油的含水率及含砂率明显增高，从而导致油泥的这部分含量也相应偏高；此外，落地油泥在长期堆存过程中，经风吹日晒，油泥中轻质组分含量会减少，胶质、沥青质等组分会升高，从而导致破乳越困难。而炼厂油泥组成则受炼厂炼化工艺及技术水平以及含油废水处理工艺不同组成差异显著。此外，油泥中的重金属种类及含量也随油泥来源以及炼厂工艺水平差异显著，常见的重金属主要有锌、铅、铜、镍、铬。

3油泥处理处置技术

3.1生物降解技术

油泥生物降解技术具有节约能源、投资少、运行费用低等优点，目前受到国内外的普遍关注和重视。油泥的特征污染物是石油烃类在自然条件下石油烃类可发生生物降解而达到逐渐自净，但降解过程非常缓慢，若能优化某些环境条件则可大大提高烃类的生物降解速度。目前比较流行的生物降解技术有地耕法、堆肥处理法及生物反应器法。生物处理技术虽然具有节约资源、运行费用低、投资省等优点，但土耕发占地面积大、增加土壤烃类含量、重金属超标等不利因素，堆肥法堆肥产物重金属超标不能用于农业肥料、生物反应器法高效降解菌筛选困难等原因，因此我国当前采用生物法处理油泥的应用很少见，多处于实验室研究阶段。

3.2电化学处理

电化学处理是利用电场作用使乳化油滴带电，移向电极一方，大分子物质在电场作用下发生裂解，从而降低污泥中的含油率。通过对比竖插式、点圆竖插式、立体式和上下式四种类型电化学反应器的处理效果发现，60天后上下式作用反应器中油泥的含油率由初始的5.86%降低到0.748%，处理效果最好。在实验室内模拟油泥在不同电流强度和电解时间下的处理效果，得出电流越大、电解时间越长，处理效果越好，考虑到能耗，确定电解的最佳参数为65V、150mA，降解时间为150h，除油率达48.8%。电化学法破乳能力强、除油效率高，但是能耗大、成本较高。

3.3焚烧处理工艺

该工艺就是高温热处理。在焚烧炉中，将一些有机废物和空气充分发生氧化燃烧反应。有毒有害物质在高温的作用下，发生氧化、热解等反应，可实现对三化的处理。通过分析该工艺，可发现其具有一个较大的优势，就是能够除去油污泥中较多的有害物质，而且安全性较高，能够降低对环境的危害。

3.4固化法

固化法是将油泥固化或包容在惰性固化机料中的一种无害化技术，以便于油泥的运输、处理及利用。这种处理方法能够较大程度地减少油泥中的有害离子和有机物对土壤的侵蚀和沥滤，从而减少对环境的影响和危害。但这一技术存在明显的缺陷是不能回收油类物质，而且占用大量土地，适用于处理含油量低、泥沙含量高的油泥。目前研究将将固化好的油泥用作建筑类型材、铺路等从而实现油泥的资源化利用。

3.5超声波处理

超声波在液体介质中传播时有空化作用、机械效应、热效应等。空化效应能引起物质性质变化并加速反应的进行，机械效应能加强破乳效果，提高污泥的清洗效率。等采用热化学洗涤—超声波分离技术，将热洗涤后的固体残渣采用超声波分离工艺进一步处理，从而使残渣含油率再次降低，提高油品回收率，油泥初始含油率为48%，经热洗涤后含油率降为5%~10%，超声波处理后含油率仅为2%。在超声波条件下将溶剂萃取法和水洗法结合，将含油污泥的含油率从30%降至0.6%。超声波处理技术能提高原油回收率、降低污泥比阻，适合与其他处理技术联用，加强处理效果。但是目前国内对该技术的研究仍在实验室阶段，工业化应用仍有很多问题亟待解决。

结语

油泥成分复杂、性质差别很大，其处理问题越来越受到国家和企业的重视。目前仅靠单一的处理方式很难同时满足减量化、资源化和无害化的处理要求，在以后的工业应用中，需要采取多种处理技术联用的方式，加强预处理和后处理技术，形成一套完整的、体系化的处理工艺，使资源能够充分回收利用，实现节能减排、降低成本。

参考文献:

[1]史学峰，向怡，刘辉．UASB+CASS工艺在处理乳业废水中的应用[J]．环境与可持续发展，2015，40(5)：106-109．

[2]吴奕波．广州某化工企业生产废水改造工程实例及总结[J]．广东化工，2016，43(7)：142-143．

[3]赵希秋．某乳业生产废水处理工艺设计[J]．广东化工，2015，42(16)：170．