石油污染土壤修复技术及其发展综述

俞梅 姚佳斌 田文钢 蒋尚 刘勇

摘要：石油工业是现代工业发展的重要基础，油泥是石油开采过程中产生的主要固体废弃物，是一种不可再生资源。我国待处理油泥总量庞大，若不进行合理处置随意丢弃，污染物质进入土壤及地下水，会造成极大的环境污染问题。本文根据我国的石油污染现状，介绍了多种油泥处置技术的原理及工艺流程，并探讨了油泥处置工艺的发展趋势。

关键词：石油污染;土壤修复技术;发展综述

中图分类号：X53 文献标识码：A 文章编号：2095-672X（2020）12-00-01

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2020.12.049

A summary of remediation technology and development of petroleum contaminated soil

Yu Mei，Yao Jiabin，Tian Wengang，Jiang Shang，Liu Yong

（Shanghai Aojiang Ecological Environment Technology Co.，Ltd.，Shanghai 200120，China）

Abstract：The petroleum industry is an important foundation for the development of modern industry. Oil sludge is the main solid waste produced in the process of petroleum exploitation and a non-renewable resource. The total amount of sludge to be processed in China is huge. If it is discarded without reasonable disposal， pollutants enter the soil and groundwater， which will cause great environmental pollution problems. Based on the status quo of petroleum pollution in China， this article introduces the principles and process flow of various sludge disposal technologies， and discusses the development trend of sludge disposal technologies.

Key words：Petroleum pollution;Soil remediation technology;Development review

1 石油污染土壤现状

我国石油企业年生成的落地原油约为70万t，其中约有1/10会进入土壤环境[1]。而这其中80%以上的原油会留存在表层50 cm以上的土壤中[2]，石油污染多位于生态脆弱地区，新疆，辽宁等多个区域有大量油泥需要处理，主要特点是危害大、难监管，治理技术不成熟，实际处置率仅为17.45%。

石油污染土壤主要包括两大类：一类是石油烃污染土壤，石油分解产物污染，石油的主要成分是烃类（烷烃、环烷烃和芳香烃），约占97%-99%;非烃类化合物（含氧化合物、含硫化合物、含氮化合物、胶质和沥青质）通常只占石油成分的1%-2%[3]。另一类是油泥污染，油泥污染来源包括：石油开采产生污油泥。废弃的钻井泥浆和钻井岩屑等。油品运输、储存产生污油泥。运输原有滴漏，储存不当造成原油滴漏，滴漏的原油与其他介质混合形成的油泥。油品加工产生三泥，隔油池底泥、浮选浮渣和剩余活性污泥。油泥中存在大量的苯系物、酚类、蒽、芘等有恶臭的有毒物质，属于多相体系，成分非常复杂。目前市场上的石油污染修复技术主要有热水洗修复技术，异位热脱附修复技术，高温无氧干馏修复技术，超声波修复技术和化学氧化修复技术。

2 石油污染土壤修复技术

2.1 热水洗修复技术

油泥热水洗技术主要是以表面活性剂及其他助剂的热水溶液对油泥进行多次预混调质处理，然后经混合搅拌静置沉淀，再通过卧螺离心设备等工艺设施实现油、水、泥三相的分离，分离出的油相经处理后进入储油罐，清洗液可再循环利用，待达到一定浓度后可进入水处理设备处理后再循环利用，可节约水资源的使用，剩余的污泥则进行脱水再外运处置。

工艺路线：（1）预处理：油泥进入油泥热洗设备之前，所有的油泥首先进行破碎处置，接着进入振动筛进行粗细料的分离。分离后的粗料经粗料洗涤机洗涤后达标后资源化利用;分离后的细物料进入油泥热洗设备。（2）清洗搅拌：分离的细物料（5mm以下）经热水洗涤、搅拌，预计经过喷洗后的筛上物主要为砂砾等，达标后资源化利用，未达标将再次进入清洗搅拌水箱进行水洗。振动筛的筛下泥浆（粒径小于5 mm）随后进入卧螺离心机，进行泥浆浓缩和脱水，实现固相和液相分离。（3）油水分离：液相油水到油水分离槽，控制热洗温度70℃，加入化学洗涤液，能使污染物大颗粒变成小颗粒的效果，保证了对污染物质全面清洗，加快油污的剥离，并可循环清洗。分离油和水，油经储油罐儲存，分离后的污水精处理后达标排放。

2.2 异位热脱附修复技术

异位热脱附方法是指含石油污染土壤通过间接加热，将含石油污染土壤加热至目标污染物的沸点以上，通过调节燃烧器的温度控制土壤的加热温度，通过回转窑的旋转频率控制土壤停留时间，通过对加热温度和停留时间的控制来确保土壤中污染物分离彻底。热脱附技术是一种目前国际上广泛应用的含油污泥无害化处理工艺，在国内市场普及率也较高。此工艺污染少，可对烃蒸汽回收利用，且占地面积较少，单位时间处理量大，反应过程可控。但反应条件要求较高，适用于含水量不高，经过预处理后的油泥。

含油污泥属危险固体废弃物，其特征污染物为石油，其危险特征为易燃性和毒性，石油中的轻组分具有易燃性，石油中的多环芳烃等具有毒性。在550℃的热脱附温度下，能够彻底的实现绝大部分原油组分的解吸、多环芳烃的解吸以及少部分重组分的热解。

工艺路线：（1）预处理：去除杂物，降低含水率和黏性。使用格栅去除大块状物料、木头及布条;添加砂土混拌降低进料含水率和黏度。（2）热处理：热处理全过程处于完全封闭的状态，油泥进入高温热脱附提取室，土壤中的污染物经过高温解吸出来，由风机抽至尾气处理单元中。（3）尾气处理：热解气通过喷淋+除雾后，不凝气进入燃烧室做燃料，冷凝液则通过油水分离进行水处理。

2.3 高温无氧干馏修复技术

高温无氧干馏修复技术是运用油泥中有机物的热不稳定性，在无氧前提下加热，当达到一定的温度后，组成有机物的大分子结构中碳键和氢键发生断裂，经重新组合形成小分子的不可凝可燃气体（甲、乙、丙、丁烷、CO和氢气）、可凝可挥发的油以及碳。裂解后生成的气相、液相、固相，可资源化利用。

固相：碳粉残渣，可以用作建筑材料。

液相：焦油、轻质油可以交由化工厂对其进一步提炼，提炼后可作为商品油。也可以回喷至炉膛作为热源，支持运行能量平衡。

气相：CO、甲乙丙丁烷等可燃气体作为回用燃气，用于支持运行能量平衡。

2.4 超声波修复技术

将油泥浆化后，利用多梯度耦合功率超声处理，促使油-水-固三项高效分离，并离心回收。多梯度耦合含油污泥处理技术采用了电磁感应、分子震动、惯性离心等多种作用在空间和时间上的优化耦合，是一种物理技术，使密度、粒径及重量均不相同的成分相互分离，各组分再按照相同的物性而发生集聚，实现处理对象各成分的高效分离。

工艺路线：（1）预处理：含油污泥经由泥浆泵送入浆化槽经过高速搅拌，形成均质细浆料。（2）超声波处理：细浆料进入处理撬超声处理罐，每个撬内安装6套多梯度耦合处理器、一套搅拌器;每个罐体下端安装一套气浮装置。均质泥浆在超声处理罐中作用时间为20-60min。利用超声波的空化及机械效应将水分子与泥及其他成分进行有效的分离。（3）分离处理：物料经过超声波处理后进入固液深度分离撬的缓存槽，缓存槽设有一套多梯度耦合处理器和气浮装置，提高分离效果。浆料通过输送泵进入卧螺离心机，进行深度分离，分离后的废水进入污水处理系统处理后可循环使用，分离出的污泥含水率约为40%左右。

2.5 化学氧化修复技术

化学氧化修复技术是针对土壤中的石油烃类物质，利用氧化剂的氧化性能，使石油烃组分氧化分解，变成无毒无害的物质，从而消除石油进入土壤后的污染。

可选用的化学药剂包括，芬顿试剂：亚铁盐和双氧水;过硫酸盐：过硫酸钠和柠檬酸;双氧化体系药剂：双氧水和过硫酸钠;高锰酸盐。

可选用的工艺流程有：（1）异位化学氧化，将污染土壤从场地清理到特定的场所或装置，使用器械设备将污染土壤和氧化药剂搅拌均匀;（2）原位化学氧化。使用注射井将氧化药剂直接注射到污染区域，注入方式为直压注入。化学氧化药剂与污染土壤中的污染组分发生氧化分解反应，从而达到修复的目的。

3 结论

石油污染土壤的处理工艺多种多样，各有所长，但尚没有任何一种技术可以作为处理所有类型石油污染土壤的理想方法，总体来说仅靠单一的处理工艺很难满足环保要求，从目前的发展趋势来看，将各种工艺有机组合，加强污泥的深度处理是发展趋势之一。随着各项处理技术的日臻完善，调质离心法、热法、超声波法等联合处理措施将是污泥前处理的主要方向。同时，根据《中华人民共和国石油天然气行业标准油田含油污泥处理设计规范（SY/T 6851-2012）》，鉴于含油污泥中成分复杂，应及时分级、分阶段处理，从而达到含油污泥的无害化处理和资源化应用。

参考文献

[1]任华峰，单德臣，李淑芹.石油污染土壤微生物修复技术的研究进展[J].东北农业大学学报，2004，35（3）：373-376.

[2]陈鹤建.原油在土壤中的渗透及降解规律[J].油气田环境保护，2000（4）：14-15.

[3]楊斌，侯新村，范希峰，等.石油污染土壤的植物修复研究进展[J].环境工程，2012（30）：406-411.

收稿日期：2020-09-17

作者简介：俞梅（1992-），女，汉族，大学本科，助理工程师，研究方向为土壤修复。