国内含油污泥泥质利用技术研究现状

贺伟东徐福帅胡鹏飞

（1.中国石化青岛安全工程研究院；2.中国石油集团工程设计有限责任公司北京分公司）

国内含油污泥泥质利用技术研究现状

贺伟东1徐福帅2胡鹏飞1

（1.中国石化青岛安全工程研究院；2.中国石油集团工程设计有限责任公司北京分公司）

含油污泥处理技术是近年来石油工业环境保护的研究重点。文章从含油污泥中泥质部分利用的角度对含油污泥的资源化利用技术进行了总结。含油污泥泥质可以用来生产调剖剂、建筑材料、燃料、吸附材料和橡胶填料剂，其中生产调剖剂技术已在许多油田得到应用。但各项技术仍不够理想，有待继续研究。

含油污泥；资源化利用；调剖剂；建筑材料；燃料；吸附材料；橡胶填料剂

0 引 言

含油污泥是在原油开采、油品集输和炼油厂污水处理过程中产生的一种固体废物。其体积庞大而且组成复杂，除含有大量残留油类外，还含有苯系物、酚类、蒽、芘等有毒物质，大量的病原菌、寄生虫，铜、铬、铅等重金属，盐类及多氯联苯、二噁英、放射性元素等难降解的有毒有害物质［1］。若未经有效处理就排放，不但占用大量土地，而且会造成环境污染，威胁人类健康。含油污泥已被列入《国家危险废物名录》（2008），其无害化处理和资源化利用也引起人们的高度关注。对于含油量较高的污泥，可以通过热裂解、化学萃取、热洗涤、焦化等技术对油分进行回收，实现资源再利用，但是如何处理大量的泥组分仍是一个亟需解决的问题。本文针对含油污泥中泥质利用技术的研究进展进行了综述，指出了含油污泥泥质利用发展方向。

1 生产调剖剂

含油污泥与地层有良好的配伍性，可利用含油污泥作为基本原料，加入适量的悬浮剂、分散剂和增黏剂制成悬浮液，使悬浮其中的固体颗粒延长悬浮时间，并使油组分分散均匀，形成均一、稳定的乳状液。将其泵入地下封堵层位，用于注水井调剖。在乳化悬浮体系到达一定地层深度后，受地层水冲释及地层岩石的吸附，体系发生分解，其中的泥质吸附胶沥质和蜡质，并粘连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，迫使注入水改变渗流方向，提高注入水波及体积。国内已有大量对含油污泥调剖剂的室内研究和现场应用。

室内研究主要注重具有特定作用的含油污泥调剖剂的开发。赵金省［2］等以含油污泥为主剂、水泥为固化剂、粉煤灰为填充剂，研制了一种适于蒸汽吞吐井的含油污泥调剖剂。耐高温冲刷试验表明：在经过200℃水蒸汽冲刷100 PV后，渗透率和堵塞率均没有大的变化。常国胜［3］以含油污泥为主剂、稀土矿粉为固化剂，研制了一种耐高温含油污泥堵剂，经过200℃水蒸汽冲刷100 PV后，渗透率和堵塞率均无大变化。戴达山［4］等研制了“预交联颗粒＋可控凝胶体系＋含油污泥乳化体系”的耐温耐盐含油污泥调剖体系。

目前，含油污泥调剖剂在许多油田都得到了试验和应用。其矿场试验和应用情况见表1。

表1 含油污泥调剖剂在油田的应用

续表1

2 制作建筑材料

含油污泥经固化处理后具有抗压强度大、渗透性低的特点，这与很多建筑材料性质相似，因此可以利用含油污泥生产建筑材料。

唐红［13］以水泥、粉煤灰、石灰和添加剂等无机胶结材料作为固化剂，采用正交试验方法，优化了固化配方，使含油污泥用于修筑路基基层，能完全满足路基基层各项技术指标。李鹏华［14］等对马寨含油污泥进行了固化实验研究，在马寨含油污泥中加入水硬性固化剂，使含油污泥中的油、硫化物、有机和无机有害物质固化包裹在惰性固化基材中，固化后的固化体自然析出的油含量不到固化前的1／60，硫含量只为固化前的1／150，COD也大大降低。固化后的固化体有很好的抗压强度，5 MPa压力不破碎，接近国家一级烧结砖的标准，能满足部分建筑用砖要求。张杨［15］将电镀污泥和含油污泥组成的混合污泥与黏土、煤渣、RM黏合剂按一定比例制成烧结砖，对烧结砖进行重金属浸出试验及质量检测，找出了既能最大程度利用混合污泥，又能使砖样各项性能满足国家标准的最佳原料配比。

3 生产燃料

含油污泥具有较高的热值和较好的燃烧特性，因此可将含油污泥处理成粉状物与燃煤混烧或直接做成型煤。

刘子龙［16］以扬州石油化工厂的含油污泥为研究对象，提出了一种含油污泥干化以及干化物与燃煤混烧的处理技术。环境监测数据显示混烧后污泥灰渣重金属含量均小于GB 4284—84《农用污泥中污染物控制标准》和GB 15618—1995《土壤环境质量标准》中控制标准。经济分析得出污泥处理成本不到150元／t，处理成本低，具有较好的经济性。韩广东［17］对含油污泥在型煤生产中的应用进行了研究，确定了利用含油污泥与煤和生物质混合生产油泥型煤以及造气型煤的制备工艺。利用该工艺制备的生物质油泥型煤和造气型煤，成型率均达到95%以上，3 d后的抗压强度达到1.2 MPa以上，满足锅炉的燃烧需求。

4 制作吸附材料

热解技术实现了对含油污泥中有机组分的回收利用，对于热解后污泥残渣的处理，Sutherland和Gordon［18］提出，可以通过化学处理和热处理（如向污泥中加入硫酸，并对混合物进行150～350℃的热处理），将污泥转化为吸附材料。

桑义敏等［19］在含油污泥中添加适量的强度添加剂和炭化添加剂，通过控制焦化反应条件生产出净化效果较好的含碳吸附剂，油吸附效果优于阳离子聚丙烯酰胺（PAM）和陶粒，仅次于活性炭，投加8 mg／L的PAM可进一步提高除油效果。张冠英［20］对孤岛采油厂含油污泥热解残渣进行了活化改性处理，并对未改性的热解残渣和活化处理后的热解残渣的脱硫活性和吸附除油效果进行了评价。吸附实验结果表明，在SO2-N2体系中，未改性的热解残渣的硫容为0.37%，穿透时间为39 min，而经过NaOH改性后的热解残渣的硫容可以达到1.96%，穿透时间为101 min；在SO2-N2-H2O体系中，未改性的热解残渣和经过NaOH改性后的热解残渣的硫容和穿透时间均有所增加，可分别达到0.46%和2.35%，43 min和132 min；未活化的热解残渣的除油率为37.82%，经过HNO3活化后的热解残渣除油率提高到51.56%。

5 制作橡胶填料剂

由于含油污泥经预处理后的主要成分是碳酸钙，而碳酸钙又是制作橡胶的主要填料剂，所以设想用含油污泥来代替碳酸钙制造橡胶填料剂。

张巧莲［21］将污泥进行相应的除杂处理，然后用作橡胶补强填充剂使用，发现污泥填料具有较好的补强填充性能，在天然胶中，可代替陶土和轻钙使用，在丁苯胶中可代替轻钙使用。污泥填料还具有良好的工艺操作性能和在胶料中的分散性。另外，污泥填料价格低廉，能降低橡胶制品的成本，具有较好的经济价值。岳明等［22］将中原油田含油污泥进行粉体加工，制备成实验用橡胶填料剂，通过橡胶工程实验及产品性能测试发现，采用含油污泥作为制备橡胶填料剂时，橡胶制品性能与污泥是否经过洗盐没有明显相关性，且污泥组成的不均匀性不会明显影响橡胶品质；与正在使用的普通碳酸钙和纳米碳酸钙填料剂相比，含油污泥制备的填料剂对橡胶制品的性能没有明显的影响；在分散性、橡胶网状分子的交联性、磨耗、回弹性等方面，较普通碳酸钙和纳米碳酸钙的填充效果稍优。

6 结束语

资源化利用是实现含油污泥无害化处理的有效途径，也是含油污泥处理技术发展的必然趋势。国内外学者已经提出了生产调剖剂、制作建筑材料、生产燃料、制作吸附材料和橡胶填料剂等一些新方法，但大部分方法还停留在研究阶段。其中，含油污泥生产调剖剂技术已逐渐成熟，但该技术无法回收原油并且调剖剂使用量有限；制作建筑材料和燃料技术虽然容易实行，但均无法回收原油，且生产过程有废气产生，能源消耗较大，需解决二次污染的问题；热解后制备吸附材料既可回收油气资源，又可实现残渣资源化利用，但目前实验生产的大部分吸附材料吸收能力还未达到常规水平，吸收效率需要提高；制作橡胶填料剂技术主要适用于高碳酸钙含油污泥的资源化利用，受到污泥成分的制约。没有一种技术可以处理所有类型的含油污泥，对含油污泥进行分级处理，在提高油品回收率的同时提高泥质利用率是未来研究的方向。

［1］ 宋秀艳，周鑫宏，苏永新.国内外含油污泥的处理现状和发展前景［J］.新疆石油科技，2009（2）：51-55.

［2］ 赵金省，李兆敏，孙辉，等.适于蒸汽吞吐井的含油污泥调剖的研制试验［J］.石油天然气学报，2007，29（2）：108-111.

［3］ 常国胜.含油污泥调剖技术研究［D］.青岛：中国石油大学（华东），2008.

［4］ 戴达山，刘义刚，刘宏现，等.耐温耐盐含油污泥调剖体系［J］.油气田地面工程，2010，29（8）：13-15.

［5］ 李丹梅，王艳霞，余庆中.河南油田含油污泥调剖技术研究及应用［J］.油气田环境保护，2003，13（3）：30-32.

［6］ 胡雪滨，邓卫东，肖文.含油污泥调剖剂的研制与应用［J］.油田化学，2004，21（3）：251-254.

［7］ 顾燕凌，郭超，李争伟，等.含油污泥调剖技术在陇东油田悦29区的应用［J］.油气田环境保护，2009，19（2）：32-34.

［8］ 尚朝辉，隋清国，张艳君，等.污泥调剖技术在桩106馆陶组油藏中的应用［J］.钻采工艺，2004，27（1）：49-51.

［9］ 王志欣.含油污泥深度调剖技术研究与应用［J］.油气田环境保护，2008，18（2）：16-19.

［10］陈国福，胡建波，卢祥国，等.大庆萨北油田采出污泥调剖剂研发及应用［J］.油田化学，2010，27（1）：55-58.

［11］陈云霄.含油污泥深度调剖工艺技术研究与应用［J］.江汉石油学院学报，2004，26（增刊1）：93-94.

［12］沈光伟.含油污泥深度调剖剂的研制及应用［J］.石油与天然气化工，2003，32（6）：381-383.

［13］唐红.油区含油污泥固化修筑路基基层技术研究［D］.青岛：中国石油大学（华东），2007.

［14］李鹏华，李岩涛，张清宇.含油污泥的无害化和资源化研究［J］.精细石油化工进展，2008，9（8）：21-23.

［15］张杨.机械加工行业典型污泥无害化处置及资源化利用新技术研究［D］.武汉：武汉理工大学，2008.

［16］刘子龙，王蓉东，姚日远.含油污泥资源化技术的研究及应用［J］.石油天然气学报，2006，28（4）：136-138.

［17］韩广东.油泥的资源化利用及在型煤生产中的应用［D］.青岛：山东科技大学，2010.

［18］Sutherland，Gordon.Preparation of Activated Carbonaceous Material from Sewage Sludge and Sulfuric Acid［P］.U.S.Patent 3998756，1976.

［19］桑义敏，李发生，谷庆宝，等.基于石化污泥的新型碳-无机吸附剂材料的粗粒化除油行为研究［J］.北京石油化工学院学报，2003，11（2）：51-54.

［20］张冠英.热解油田污泥制备吸附材料的研究［D］.青岛：中国海洋大学，2010.

［21］张巧莲，徐保华，付绍斌，等.油田污泥在橡胶制品中的开发利用研究［J］.胶体与聚合物，1999，17（2）：26-29.

［22］岳明，欧天雄.含油污泥资源化处理技术研究［J］.石油与天然气化工，2008，37（3）：259-262.

1005-3158（2014）03-0057-03

2013-07-02）

（编辑 石津铭）

10.3969／j.issn.1005-3158.2014.03.018

贺伟东，2011年毕业于中国石油大学（华东）油气田开发工程专业，硕士，现在中国石化青岛安全工程研究院从事油田化学及HSE管理方面的研究工作。通信地址：山东省青岛市延安三路218号中国石化青岛安全工程研究院，266071