含油土壤处理技术研究进展

王 安 琪

（东北石油大学化学化工学院， 黑龙江 大庆 163000）

1 含油土壤的危害

在《国家危险废物名录》当中，油田含油土壤已经属于（HWO8）当中所列出来的危险废物。根据相关部分的大致统计，光是辽河、大庆以及生理这三大油田产出的含油土壤就高于了200万m3，另外，河南油田也有将近5万m3的含油土壤的年产量。对于每一年中由于各种原因产生的落地油约有10万t，造成了巨大的经济损失。而环保部分也规定了相应的含油土壤严禁出现外排的现象，导致含油土壤只能够长期的存储在罐当中，对于油田的正常生产也带来了严重的影响[1]。

含油土壤组成十分复杂，其中含有大量的石油类物质。考虑到目前国内还不具备较高的含油土壤的处理技术，部分中小型的炼厂仅仅是简单的进行了脱水干化处理含油土壤，甚至是完全不顾是否经过了处理，就堆放到了外部，这样也是的土壤环境、大气环境以及水环境受到了不同程度的影响。

如果在露天进行含油土壤的堆放，会导致其内部的轻质会发出来，进入到大气循环当中，并且随着大气的运动，逐渐地扩散出来，然后再通过降水环境，重新回到水面，或者是地面之上。通过地表径流，从而对于未降雨的区域造成威胁，这样对于地下水也会产生严重的污染。并且，随着大气的循环，污染也不会仅仅停留在炼厂附近，会随着循环扩散到更加广泛的区域当中去。

对于含油土壤当中的污染物，并未经过严格的无害处理，或者是经过了简单的处理，但是这样不能够达到处理含油废水的目的，也会导致二次污染的出现，从而产生不可想象的后果。

2 含油土壤无害化处理技术

2.1 含油土壤的萃取处理技术

从目前国外的研究进展来看，对于土壤处理技术，国外也获取了一定的成果，例如：萃取分离、乳化处理、热水浸提等等方式，其中，最为关注的是萃取分离技术。

萃取主要是将某一个物质，通过一相向着另一相进行相互之间的专质（固相或者是液相——液相），其中，溶剂可以划分成为有机溶剂以及超临界溶剂两大类，其中，溶剂从土壤当中将有机废物提出出来，然后再经过蒸馏处理的方式，从而将溶剂从混合物当中分离出来，再加以使用。萃取的方式[2]不仅能够将泥当中的油去除掉，也能够降低其余微量有害物质对于土壤的影响。通过萃取技术的处理，绝大多数的泥渣都能够满足BDAT所提出的要求，并且回收油也可以运用到回炼处理当中去。

在溶剂萃取的工艺当中，去除含有土壤当中的有机物以及油，也可以使用超临界流体萃取这一项有效的技术。其中，超临界流体溶剂主要包含了临界液态CO2、三乙胺、丙烷等[3]。为了控制成本，美国研发出了相应的溶剂萃取——氧化处理含有土壤等方面技术：首先是萃取过程中采用轻质烃溶剂（环丙烷、丙烯）等粘度低、碳原子较少的；在通过萃取处理之后，依然有部分聚合芳烃等有机物残留在泥当中，这是就需要进行第二步处理（利用相对分子质量较高的烃），需要运用湿法氧化工艺进行替代。在使用的氧化剂当中主要是洋气、硝酸盐以及控制，在土壤当中尽量保持一定的水分，这样有利于进行氧化反应。在压力0.1 MPa和温度200～375℃的条件下，经过一段时间的化学反应，有机物就会被氧化成为H20和CO2，经过氧化处理的残渣就符合了直接用于填埋提出的要求。

2.2 含油土壤的高温处理工艺

2.2.1 热处理技术

在国外20世纪90年代期间，热处理技术获取了一定的发展，这一项处理工艺主要是在装有密钢叶片转子的反应器当中，然后将土壤从最初的 299℃加热至399 ℃，然后再通过蒸汽的作用，就能够在复杂的裂化反映当中将烃类分离处理，并且做好相应的冷凝回收处理。通过这样的处理，残渣也符合了直接用于填埋提出的要求。

2.2.2 焦化法处理含油土壤

在含油的土壤当中也有一定量的矿物油的存在，其中主要是包含了芳香烃、烷烃、沥青质、环烷烃等，其中沉积量较多的是重质组成部分。对于含油土壤进行焦化处理的方式主要是深度的热处理重质油。这一反应属于将重质油通过高温进行热裂解以及热缩合的一个热转化过程。

在进行矿物油的热反应时，并且是完全随机的过程，我们可以通过一定的反应条件来对于反应进行选择。其中对于反应存在影响中，主要包含了停留的时间、反应的温度、原材料所拥有的性质等。

2.3 含油土壤的综合利用

2.3.1 固化处理

固体处理方式主要是通过物理化学的方式将含油土壤包容在惰性的固化材料，或者直接进行固化，从而方便利用、处置以及运输的一个过程。这一类方式避免了含油土壤对于土壤的侵蚀，对于外界环境的影响也会降至最低。随着最近几年，技术水平的不断发展，通过这一类方式来替代回填，也受到了广泛的注视。在固化当中所使用的化学固化剂主要包含了无机、有机两大类，有机体系当中包含了聚丁二烯、聚酯、环氧乙烷等，而无机系列当中包含了最近几年开发出来的磷石膏以及有玻特兰水泥等[4]。

2.3.2 焚烧处理

地铁线路采用第三轨供电，额定电压等级为750 V，第三轨单位电阻率取0.125 Ω/km，钢轨电阻率取0.02 Ω/km。根据单列车运行节能仿真模型，求出列车在3个区间的距离曲线和功率曲线，作为多列车运行的输入。每个车站的停站时间调整为±5 s或者保持不变。仿真运行时间设置为2 h。列车在第一个小时内的发车间隔为420～450 s，在第二个小时内的发车间隔为540～570 s。

目前，焚烧处理装置，在绝大多数的炼油厂都有，其中污水处理场含油污泥的处理是焚烧处理当中最多的。焚烧使泥中的可燃成分在高温下充分燃烧，最终转化为稳定的灰渣。焚烧法具有减容、减重率高，处理速度快，无害化较彻底，余热可用于发电或供热等优点。当前的焚烧炉的类型主要包含了流化床式、放箱式、固定床式。

2.4 含油土壤的生物处理技术

通过微生物生命过程中的代谢活动，将有机物分解为简单的无机物从而达到去除有机污染物目的的过程称为生物处理。生物处理的对象是固体废弃物中的可降解有机物，目的是使之转化为稳定产物、能源和其他有用的物质。

2.4.1 堆肥化

堆肥化是通过自然界中广泛存在的微生物，有控制地使固体废弃物中的可降解有机物向稳定的腐殖质转化的生物化学过程，所得产品即为堆肥。由你堆肥法主要是将适当的材料与含油土壤进行相互的混合之后在进行堆放置处理，并且通过高效的降解菌或者是天然的微生物，从而达到石油烃类降低的目的。

这种方式，在生物处理方式也是非常有效的方式之一。一般来说，含油土壤当中所含有的石油烃类一般有2周的半衰期。如果达到了总烃含量在1%之下的规定，处理时间就可以相应的减少，在一个月左右或者是更短的时间。对于不同的废弃物，在处理的时候，也需要根据废弃物当中烃类的组成进行相应的调整。

2.4.2 土地法（农田法）

大部分含油土壤的处理方法都是从降低污染物含量、减少土壤体积等方面着手的，实质上都是不彻底的处理，而生物处理法-农田法则则是最终的处理方法。土地耕作法是用土地耕作处理炼油厂土壤的一种方法。农田法对农田的选择必须慎重，以防止土壤中各种污染物对其的冲蚀和渗透。农田的选用标准为平坦，土壤疏松，不易污染地表和地下水的农田。在含油土壤进入农田之前应当修整农田使其平整疏松，并在周围修建围壕以防止可能对邻近农田的污染。

2.5 超临界水氧化法

超临界水氧化技术（Supercritical Water Oxidation，SCWO）是20世纪80年代中期提出的，它是一种能够彻底破坏有机物结构的新型氧化技术。大多数有机污染物和氧气都能够极好地溶解在超临界水（Supercritical Water，SCW）中，形成一个有机物氧化的良好环境。荆国林等使用一套自设的简便实用的超临界水氧化实验装置，对超临界水氧化法处理油田含油土壤进行了实验研究，实验中氧化剂为氧化做，考察了反应停留时间、反应温度、反应压力和pH值等工艺参数对含油土壤中原油去除率的影响。

3 结 语

（1）简单处理：含油土壤简单处理基本为填埋，这也是目前为止最为简单的方式。国内绝大多数的油田都是采取的这一种处理方式，但是这一类方式对于石油类的能源是严重的浪费，并且对于环境也会产生一定的污染。虽然经过了固化处理，能够在一定程度上降低环境污染，但是远远达不到现代化环保的要求。

（2）物理化学处理：这一类方式主要是进行原油的回收，因此，在含油量相对较高的土壤当中一般都是采取的这一类方式，但是在进行中需要添加一定的化学药剂，并且也需要配备相应的设施，这一类方式不仅成本较高，并且处理过程相对复杂。考虑到含油土壤排放征收较高的排污费以及原油价格，这一类处理方式还是具备一定的发展空间。但是，其缺点在于不能够彻底的进行原油的回收，依然需要进行二次处理或者是综合的利用。另一方面，含油土壤的来源广泛，并且大多不是连续产生，如果含油土壤性质存在差距，其使用与推广也会受到相应的限制。

（3）焚烧法：此类方式需要在专门的焚烧炉当中进行，对于含油土壤当中的有害物质能够彻底地进行处理，但是如果不考虑到燃烧热能的利用，也会出现浪费。

（4）生物处理技术：由于此类技术具备运行费用低、能源节约高、投资少等特点，国内环保人士对于这一类方式都非常重视。通过生物处理技术，所剩余的残渣能够满足排放的标准。最主要的优点在于无需化学药剂的添加，绿色环保，不会消耗过多的能源，但是堆肥法以及土地耕作法需要大量的土地使用，并且进行生物反应器法，也存在部分废渣排放，操作相对复杂，并且需要较长的时间进行处理。

［1］国内外化工简讯[J].河南化工，2004(02)：47.

［2］Gerard W Sudell．Evaluation of the B．E．S．T．Solvent Extracti on Sludge Treatment Technology twenty-tour Hour Test [J].Hazardo us Materials，1990， 23(2)：245-249．

［3］汪晓沪.临界CO2萃取新技术[J].化工装备技术,1993（3）: 82-85.

［4］黄茂生,等.从含油污泥中回收原油[J].环境科学保护,2001,27（104）:7-8.