含油污泥处置工艺现状及火电厂协同处置探索

郑莹莹

（浙江泰诚环境科技有限公司 浙江台州 318000）

引言

含油污泥是指原油或成品油混入泥土或其他介质，其中的油分无法直接回收且污染环境的多种形态混合物。从含油污泥来源来看，主要是石油开采、运输、炼制及含油污水处理过程中产生。含油污泥具有毒性，伴随恶臭味，其中硫化物、重金属、矿物油等会给周边水体、土壤及大气造成污染。尤其是其中的重金属污染物，对生态环境及人类生活环境具有一定的破坏性。

1 含油污泥特点

1.1 来源广

含油污泥在原油开采、炼油厂、油田运输环节都会产生，且不同来源污泥其含油特点也有差异。炼油厂含油污泥，含油率一般在10%-50%，并伴有固体，含水率约为40%-85%，往往来自浮选池浮渣、罐底泥等；油田运输环节污泥主要来自接转站、沉降罐、天然净化装置清理的油泥、油沙，尤其是一次/二次沉降罐、洗井水回收罐污水处理缓蚀剂、凝聚剂等药剂的使用，约有1%底泥；原油开采产生的含油污泥含油量高、脱水难[1]。

1.2 成分杂

含油污泥成分十分复杂，组分种类繁多，主要成分有絮凝物、阻垢剂、代谢物、细菌、粘土、无机盐、缓蚀剂、絮凝剂、有机物等，成分复杂增加了后期的处理难度及工艺选型。

1.3 臭味强

含油污泥生成后，经过一段时间放置会产生大量硫化物、硫醚、硫醇等恶臭物质，在转运、存储或者处理过程中，如设备选型或设计工作不到位，尤其是设备的密闭性不够，极易产生二次恶臭污染问题。

1.4 隐患大

含油污泥在存储或处理过程中极易产生污染环境事件或其他安全隐患，例如，含油污泥存储时间过程，会产生挥发烃类物质，与空气混合易产生爆炸性气体。含油污泥在设备处理过程中一旦操作不当，也会造成爆炸等，因此，需要做好防爆工艺选型[2]。

1.5 难处理

含油污泥具有很强的稳定特性，含油污泥属于多相体系悬浮乳化物，存在较难的脱水性，且含油污泥粘度大，含油污泥中存在较高的含水量[3]。此外，含油污泥颗粒带电性，与水作用，使得含油污泥逐渐成为分散体系，在处理过程中存在脱水难度大等特点。

2 含油污泥处理标准及过程

2.1 处理标准

近年来，随着环境治理力度的加大，以及生态环境保护的现实需要，国家、行业及地方相继出台了若干含油污泥污染治理标准（见表1），且标准要求越来越严，这也为含油污泥治理提供了可靠依据。

表1 含油污泥相关标准

2.2 处理过程

无害化、减量化、资源化是含油污泥处置应坚持的基本原则，无论选用何种工艺技术，在处理含油污泥时通常需经脱水、调质等若干过程。

（1）脱水。含油污泥脱水常用到浓缩法、干化法、干燥法和机械脱水法工艺，处理的含油废水主要为自由水、附着水、间隙水和化学结合水等（见表2）。

表2 含油污泥脱水方法及效果（%）

（2）调质。脱水处理后，还需要进一步对其进行调质，分离油、水、渣三相[4]。脱水后，水包油、油包水及悬浮固体组成脱水后的黑色粘稠含油污泥浓缩液，需要利用重力沉降该污泥浓缩液。浓缩液中颗粒物表面吸附同种电荷，电荷互相排斥，经充分乳化，脱稳难度大，难以分离油、水、泥渣。此时，需要添加相应的调质剂，分离原油与固体颗粒物、油滴聚合、加入化学药剂随固体杂质沉降，最终实现水-油-固三相分离。

3 含油污泥处理工艺现状

含油污泥处理工艺包括物理法、化学法、生物法及联合工艺处理技术，每一类处理工艺又包括若干不同处理技术，且不同的处理工艺有其适用领域和特点。

3.1 物理法

（1）焚烧法。焚烧法处理含油污泥，是通过高温炉（800℃-1200℃）将含油污泥高温焚烧的一项传统的处理工艺。焚烧法处理含油污泥可将污泥中的有机物、油类物质燃烧分解，成为稳定残渣。原油具有可燃性，含油污泥中虽然残留部分原油，但污泥的含水率高，需辅助加入助燃剂方可燃烧。燃烧法处理含油污泥，其燃烧过程中会产生二氧化硫、二噁英等污染物，随着燃烧烟气的排放而进入生态环境，易造成二次环境污染，且焚烧前还需对污泥进行预处理，增加处理成本。

（2）固化法。将水泥、黏土、改性剂等固化剂加入至含油污泥，使其具有一定机械强度，将有害成分固定于污泥中，无法渗出环境。固化法处理含油污泥具有操作简便，步骤少等特点，适用于大量含油污泥的处理。且固化法处理含油污泥，还可将固化后的污泥用作建筑材料或路基填充物，实现废物二次再利用。

（3）超声波处理技术。利用声场的声空化效应、机械效应及热效应处理含油污泥。超声波作用下含油污泥内部乳化体系温度升高，降低内部乳化体系稳定及束缚能力，分离油泥胶体界面，破坏乳化体系稳定性，利用超声波分解特性处理污泥乳化体系内污染物。超声波处理技术是种高效、清洁处理工艺，无二次污染。该项技术尚处于试验阶段，设备及反应器结构优化尚在研究环节，且超声探头贵，大面积推广应用较少。

（4）热解法。热解法处理含油污泥，又叫干馏法，是将含油污泥物处于隔绝空气条件下，加热含油污泥，使其固相、油相和水相发生水合和裂化等复杂反应，最终将含油污泥转化为气、液、固三种形态物质，再对其进行分离。热解法处理含油污泥可使主要污染物分离，产生液体油相和烃类气体等可回收物，提高处理效果。而且热解法处理含油污泥产生的残渣可通过深加工制成催化剂、燃料、絮凝剂等产物，具有一定的经济效益。目前，热解法处理含油污泥技术较为成熟，在我国的长庆、辽河、吉林等地油田得到广泛推广和使用。该工艺技术的不足是能耗大、工艺复杂、成本高，前期投入大。

3.2 化学法

（1）化学清洗法。将热水、化学试剂加入含油污泥，利用化学试剂的卷起、乳化、溶解和增溶等改变含油污泥中油液相、油泥界面性质。化学清洗法处理含油污泥的目的是要实现油泥水三相分离，冲洗掉污泥表面原油，降低污泥含油粘度。该法具有稳定性、成本低、易操作和高回收率等优势，但不足是易造成二次污染。

（2）萃取法。萃取法处理含油污泥，是将含油污泥中的石油类物质从污泥中提取，分离回收原油。溶剂萃取法作为典型的液-固萃取法，可短时间里将含油污泥中的石油提取至萃取剂，再利用蒸馏技术将石油与萃取剂分离提纯。溶剂萃取法处理含油污泥可重复利用萃取溶剂，具有一定的经济性、适应性强和操作简便的特点，但投资成本高，尚未大规模推广。此外，萃取法还包括超临界流体萃取。即通过改变压力、温度，分离萃取剂与被萃取物，从而实现将含油污泥中的油萃取出来。与传统溶剂萃取不同，超临界流体萃取工艺具有萃取时间短、萃取剂量少等优势。

（3）超临界水氧化技术。利用超临界水为反应介质，以氧气、空气及过氧化氢为催化剂，实现高温高压条件下自由基反应，有机物降解，实现含油污泥的无害化处理。超临界水氧化技术效率高、速度快，能彻底降解含油污染物，不足之处是工艺成本高，重金属难消除。

3.3 生物法

（1）堆肥法。利用堆肥技术使微生物代谢过程中产生热量，达到生物降解含油污泥中的石油烃的效果，使含油污泥中的有机物向腐殖质转化。堆肥法处理含油污泥具有成本低、易操作，降低石油烃危害等优势，但不足之处是工艺处理时间长。（2）生物反应器法。通过控温、氧化、添加营养物等，将含油污泥与微生物所需营养物按比例混合制备成营养泥浆，通过微生物生长代谢，降低污泥中污染物含量的工艺方法。生物反应器法处理含油污泥可将处理后的固体回用，液体再利用。这种方法适用于较低含油污泥，高含油污泥处置效果较差。（3）生物浮选法。生物浮选法是近年来新型生物处理工艺，是浮选工艺与生物法组合工艺技术，利用微生物生长代谢时产生大量固相、液相和气相的生物活性物，改变含油污泥体系表面张力，破坏含油污泥内部稳定体系，并对由此产生的油相回收利用，实现资源二次价值利用。生物浮选工艺复杂，难操作，尚处于实验室研究阶段。

近年来，随着含油污泥处理工艺技术研究的深入，除上述物理法、化学法和生物法之外，还有相关联合处理工艺技术，例如热洗-调质-机械分离技术、电化学生物耦合处理技术，以及调剖技术、植物修复技术等。

4 含油污泥火电厂协同处置

为加快含油污泥减量化、资源化、无害化处置进程，部分地区开展含油污泥电厂协同处置研发与工程示范。现将某火电厂协同处置技术做一简要分析。

4.1 工艺流程

将含油污泥通过车辆运输至污泥干燥车间存储，经污泥螺杆泵输送至干燥机进行质热交换，干燥后污泥经气流输送至旋风分离器，进一步进行风泥分离，经污泥粉碎机、避风卸料进入干泥输送器，送入锅炉炉膛，与锅炉中燃煤一起燃烧；干燥器出口及污泥存储仓、干化污泥输送过程中臭气经收集，由引风机送至锅炉燃烧。

4.2 热值评价

对含油污泥进行脱水处理，经脱水处理掺杂煤继续燃烧，并根据燃烧产物确定最佳掺煤量。利用静态挂片法评价含油污泥焚烧腐蚀性；根据氧弹式量热计测量含油污泥燃烧热值，评价含油污泥燃烧热值。

4.3 结果分析

（1）含油污泥组分。对含油污泥进行组成分析，其中沉降罐含油量较高，为24.3%，其他均低于5%。（2）含油污泥掺煤燃烧评价。经掺煤燃烧，从结果来看，含油污泥掺煤量越大，燃烧越充分，当掺煤质量分数达58%时，燃烧最彻底，鉴于成本考虑，可选取掺煤燃烧质量分数为58%。（3）热值评价。通过含油污泥焚烧热值分析，该含油污泥燃烧热值较低，需掺煤焚烧。（4）焚烧气体产物分析。通过火电厂含油污泥焚烧过程中二氧化硫、氮氧化物质量及蒸馏水吸收液pH 值监测，通过监测发现，含油污泥焚烧产生的二氧化硫含量超过煤的3-8 倍，焚烧气体蒸馏水吸收液pH 值低。（5）焚烧固体产物分析。含油污泥焚烧后，炉渣中氯离子、硫离子、碳酸氢根离子含量较高，掺煤燃烧后，该三种离子含量未明显降低，因此，炉渣阴离子含量无明显减少。

结语

近年来，随着油田开采以及运输活动的日益频繁，产生的含油污泥量越来越多，做好含油污泥处理，选择合适工艺技术，不仅具有较强的经济效益，也能够产生良好的环保效益。利用火电厂协同处置，做好含油污泥焚烧处理，能够创造出一定的经济效益，还可以减少含油污泥存量，但需要做好工艺选型，强化处理效果。