含油汙泥處理、含油汙泥處理設備
一、什麼是含油汙泥
顧名思義,含油汙泥就是混入了油的泥土。油和水是不相溶的,油混入水中隻會浮在水麵上;danyouyaoshihunrulenitu,jiuhuihunhezaiyiqi,xingchengleyizhongjiqinanyichulidehanyouwuni。youtianzaiyouqishengchanguochengzhongdouhuichanshengyidingliangdehanyouwuni,zhuyaolaizilianggefangmian:一是原油從地層中攜帶至地麵,在各類容器、大罐和回收水池等地麵設施中淤積,需定期清理的汙泥;二是油井作業、集輸油管道穿孔和盜油產生的落地汙泥。
油田含油汙泥的物理化學性質十分複雜,一般含有大量的老化原油、蠟質、瀝青質、膠體和固體懸浮物、細菌、寄生蟲、鹽類、酸性氣體、腐蝕產物以及少量機械雜質、銅、鋅、鉻、汞等重金屬鹽類等,同時還含有苯係物、酚類、蒽、芘等有惡臭的有毒物質。油田的生產過程中還加入了大量的凝聚劑、緩蝕劑、阻垢劑、殺菌劑等水處理藥劑,極難分離和處理。
含油汙泥主要來源於油田開采、油氣集輸及汙水處理場,汙泥中一般含油率在10%~50%,含水率在40%~90%。文章介紹了不同來源含油汙泥的特點及脫水方法,並對各種含油汙泥處理方法的優、quedianjinxinglebijiao。yanjiujieguobiaoming,gezhongfangfadouyouqitedianheshiyongfanwei。youyuhanyouwunichengfenfuza,meiyourenheyizhongchulifangfakeyichulisuoyouleixingdehanyouwuni。
二、含油汙泥的來源主要有以下幾種途徑及特點
(1) 原油開采產生含油汙泥:
被原油汙染的土地,大量含油汙泥覆蓋地表
yuanyoukaicaiguochengzhongchanshengdehanyouwunizhuyaolaiyuanyudimianchulixitong,caiyouwushuichuliguochengzhongchanshengdehanyouwuni,wushuijinghuachulizhongtoujiadejingshuijixingchengdexuti、設備及管道腐蝕產物和垢物、細菌(屍體)等組成了含油汙泥。此種含油汙泥一般具有含油量高、粘度大、顆粒細、脫水難等特點,它不僅影響外輸原油質量,還導致注水水質和外排汙水難以達標。
(2) 油田集輸過程產生含油汙泥
油田集輸過程產生的含油汙泥的主要來源於接轉站、聯合站的油罐、沉降罐、汙水罐、隔油池底泥、煉廠含油水處理設施、輕烴加工廠、天然氣淨化裝置清除出來的油沙、油泥,鑽井、油田作業、管線穿孔而產生的落地原油及含油汙泥。油品儲罐在儲存油品時,油品中的少量機械雜質、沙粒、泥土、重金屬鹽類以及石蠟和瀝青質等重油性組分沉積在油罐底部,形成罐底油泥。這些含油汙泥本身成分複雜,含有大量的老化原油、蠟質、瀝青質、膠體和固體懸浮物、細菌、鹽類、酸性氣體、腐蝕產物等,在汙水處理過程中還加入了大量的凝聚劑、緩蝕劑、阻垢劑、殺菌劑等水處理藥劑,也混於含油汙泥中。
在3-6年的油罐定期清洗中,罐底含油汙泥量約占罐容的1%左右。罐底含油汙泥的特點是碳氫化合物(油)含量極高,典型的油罐底泥分析結果,其中大約25%為水,5%的無機沉澱物如泥沙,70%左右為碳氫化合物,其中瀝青質占7.8%,石蠟占6%,汙泥灰分含量4.8%。
(3)煉油廠汙水處理場產生的含油汙泥:煉油廠汙水處理場的含油汙泥主要來源於隔油池底泥、浮選池浮渣、原油罐底泥等,俗稱“三泥”,這些含油汙泥組成各異,通常含油率在10%~50%之間,含水率在40%~90%之間,同時伴有一定量的固體。
(4)鋼鐵冶煉等行業用油所導致的汙染的泥土
(5)海上油田開采,造船修船使用重油烴所汙染的海岸線、河流邊際,海底含油汙泥,石油油罐車船事故導致的油品泄漏造成的水體、地表含油汙泥等。
三、含油汙泥處理設備方法
含油汙泥因汙染造成的原因等不同而組成不同,一般油田、貯罐等產生的含油汙泥含油率在10%~50%,含水率在40%~90%。這些含油汙泥的產生、數量和組成基本上比較穩定,處理方法如下,其他原因產生的含油汙泥的無害化處理也可參照:
含油汙泥處理最終的目的是以減量化、資源化、無害化為原則。含油汙泥常用的處理方法:溶劑萃取法、焚燒法、生物法、焦化法、含油汙泥調剖、含油汙泥綜合利用等。首先是含油汙泥的脫水、調質:
(1)含油汙泥脫水:含油汙泥處理首先是脫水,含油汙泥中的水的存在有以下四種形態:即自由水(free water)、間隙水(interstitialwater)、附著水(vicinalwater)(或表麵水surfacewater)、化學結合水(chemical-boundwater)。常用含油汙泥脫水方法及效果見下表
常用含油汙泥的脫水方法及效果
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脫水方法 脫水裝置 脫水後含水率(%) 脫水後狀態
濃縮脫水 重力、氣浮、離心濃縮 95~97 近似糊狀
自然幹化法 自然幹化場、曬沙場 70~80 泥餅狀
真空過濾 真空轉鼓、真空轉盤 60~80 泥餅狀
壓力過濾 板框壓濾機 45~80 泥餅狀
滾壓過濾 滾壓帶式壓濾機 78~86 泥餅狀
離心過濾 離心機 80~85 泥餅狀
幹燥法 10~40 粉狀、粒狀
焚燒法 0~10 灰狀
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(2)含油汙泥的調質
經重力沉降脫水後的黑色粘稠含油汙泥濃縮液,一般由水包油(O/W)、油包水(W/O)以(yi)及(ji)懸(xuan)浮(fu)固(gu)體(ti)共(gong)同(tong)組(zu)成(cheng),屬(shu)於(yu)多(duo)相(xiang)的(de)膠(jiao)體(ti)體(ti)係(xi),成(cheng)分(fen)較(jiao)為(wei)複(fu)雜(za)。由(you)於(yu)含(han)油(you)汙(wu)泥(ni)顆(ke)粒(li)表(biao)麵(mian)吸(xi)附(fu)同(tong)種(zhong)電(dian)荷(he),相(xiang)互(hu)之(zhi)間(jian)排(pai)斥(chi),加(jia)之(zhi)充(chong)分(fen)乳(ru)化(hua),使(shi)得(de)油(you)、水、泥渣分離比較困難。需要加入調質劑,使原油與固體顆粒分離、油滴聚合以及原加入的化學藥劑隨固體雜質沉降,實現油、水、渣三相的完全分離。即加入不同的絮凝劑 、破乳劑、和pH值調節劑,選擇適當的脫水方法,並輔以加熱減粘(最佳為50℃以上)等調質手段,實現水-油-固三相分離。
(3)萃取法
萃取法是利用“相似相溶”原(yuan)理(li),選(xuan)擇(ze)一(yi)種(zhong)合(he)適(shi)的(de)有(you)機(ji)溶(rong)劑(ji)作(zuo)為(wei)萃(cui)取(qu)劑(ji),用(yong)於(yu)含(han)油(you)汙(wu)泥(ni)中(zhong)原(yuan)油(you)的(de)回(hui)收(shou)和(he)利(li)用(yong)。超(chao)臨(lin)界(jie)流(liu)體(ti)萃(cui)取(qu)技(ji)術(shu),是(shi)一(yi)種(zhong)新(xin)興(xing)的(de)含(han)油(you)汙(wu)泥(ni)萃(cui)取(qu)技(ji)術(shu),該(gai)技(ji)術(shu)正(zheng)處(chu)於(yu)開(kai)發(fa)階(jie)段(duan)。它(ta)將(jiang)常(chang)溫(wen)、常(chang)壓(ya)下(xia)為(wei)氣(qi)態(tai)的(de)物(wu)質(zhi)經(jing)過(guo)高(gao)壓(ya)達(da)到(dao)液(ye)態(tai),並(bing)作(zuo)為(wei)萃(cui)取(qu)劑(ji),因(yin)其(qi)有(you)巨(ju)大(da)的(de)溶(rong)解(jie)能(neng)力(li),所(suo)以(yi)萃(cui)取(qu)劑(ji)易(yi)於(yu)回(hui)收(shou)循(xun)環(huan)使(shi)用(yong)。常(chang)用(yong)的(de)超(chao)臨(lin)界(jie)流(liu)萃(cui)取(qu)劑(ji)有(you)甲(jia)烷(wan)、乙烯、乙烷、丙烷、二氧化碳等,這些物質的臨界溫度高、linjieyalidi,erqieyuanliaolianjiayide,shilianghaodechaolinjiecuiquji,qiemiduxiao,yiyufenli。muqian,cuiqufachulihanyouwunihaizaishiyankaifajieduan。cuiqufadeyoudianshichulihanyouwunijiaochedi,nenggoujiangdabufenshiyouleiwuzhitiquhuishou。danshiyouyucuiqujijiageanggui,erqiezaichuliguochengzhongyouyidingdesunshi,suoyicuiqufachengbengao,haimeiyoushijiyingyongyulianchanghanyouwunidechuli。cixiangjishufazhandeguanjianshiyaokaifachuxingnengjiagebigaodecuiquji。
(4)焚燒法
經過預先脫水濃縮預處理後的含油汙泥,送至焚燒爐進行焚燒,溫度800~850℃,經30分鍾焚燒即可完畢,焚燒後的灰渣需進一步處理。目前國內焚燒爐類型主要有: 方箱式、固定床式、流化床式、耙pa式shi爐lu或huo回hui轉zhuan窯yao等deng爐lu型xing。焚fen燒shao處chu理li法fa優you點dian是shi汙wu泥ni經jing焚fen燒shao後hou,多duo種zhong有you害hai物wu幾ji乎hu全quan部bu除chu去qu,減jian少shao了le對dui環huan境jing的de危wei害hai,廢fei物wu減jian容rong效xiao果guo好hao,處chu理li比bi較jiao安an全quan,缺que點dian是shi焚fen燒shao過guo程cheng中zhong產chan生sheng了le二er次ci汙wu染ran,浪lang費fei了le寶bao貴gui資zi料liao。
(5)生物法
含水汙泥的生物處理技術主要有地耕法、堆(dui)肥(fei)處(chu)理(li)法(fa)和(he)汙(wu)泥(ni)生(sheng)物(wu)反(fan)應(ying)器(qi)法(fa)。主(zhu)要(yao)利(li)用(yong)微(wei)生(sheng)物(wu)將(jiang)含(han)油(you)汙(wu)泥(ni)中(zhong)的(de)石(shi)油(you)烴(ting)類(lei)降(jiang)解(jie)為(wei)無(wu)害(hai)的(de)土(tu)壤(rang)成(cheng)份(fen)。據(ju)資(zi)料(liao)報(bao)導(dao),地(di)耕(geng)法(fa)可(ke)對(dui)土(tu)地(di)和(he)地(di)下(xia)水(shui)產(chan)生(sheng)一(yi)定(ding)汙(wu)染(ran),故(gu)在(zai)一(yi)些(xie)發(fa)達(da)國(guo)家(jia)已(yi)經(jing)停(ting)止(zhi)使(shi)用(yong)。堆(dui)肥(fei)法(fa)是(shi)將(jiang)含(han)油(you)廢(fei)棄(qi)物(wu)與(yu)適(shi)當(dang)的(de)材(cai)料(liao)相(xiang)混(hun)合(he)並(bing)成(cheng)堆(dui)放(fang)置(zhi),使(shi)天(tian)然(ran)微(wei)生(sheng)物(wu)降(jiang)解(jie)石(shi)油(you)烴(ting)類(lei)的(de)過(guo)程(cheng)。堆(dui)肥(fei)法(fa)是(shi)一(yi)種(zhong)有(you)效(xiao)的(de)生(sheng)物(wu)處(chu)理(li)方(fang)法(fa),含(han)油(you)汙(wu)泥(ni)中(zhong)烴(ting)類(lei)的(de)半(ban)衰(shuai)期(qi)約(yue)為(wei)2周zhou,處chu理li後hou的de含han油you廢fei棄qi物wu可ke填tian埋mai或huo施shi用yong農nong田tian。生sheng物wu反fan應ying器qi是shi一yi種zhong將jiang含han油you汙wu泥ni稀xi釋shi於yu營ying養yang介jie質zhi中zhong使shi之zhi成cheng為wei泥ni漿jiang狀zhuang的de容rong器qi。由you於yu生sheng物wu反fan應ying器qi能neng人ren為wei地di控kong製zhi充chong氧yang、溫度、yingyangwuzhidengcaozuotiaojian,tingleiwuzhideshengwujiangjiesudujiaoqitashengwuchuliguochenggengkuai。jiaruxunhuaguodegaoxiaotingleiyanghuajun,kejiakuaitingleideshengwujiangjie。danggutifuhewei5%時,生物降解半衰期為5天。生物反應器法適用於含油汙泥,也適用於油汙土壤及含油鑽屑,含油廢棄物經處理後,液體部分可排入處置井(坑、池)或另作他用(如回用);固體部分可施用農田,生物反應器法也可用於石油工業廢棄物的預處理以減少烴類含量,然後進行其他處理。
(6)焦化法:含油汙泥中含有一定數量的礦物油,其組成主要有烷烴、環烷烴、芳香烴、烯烴、膠質及瀝青質等。焦化法處理含油汙泥是利用高溫條件下烴類的熱裂解和熱縮合反應產生液相油品、不凝氣和焦碳產品。反應溫度為490℃,反應壓力為常壓。在此條件下,液相產品主要為汽油、柴油和蠟油。
(7)調剖技術:利li用yong采cai出chu水shui中zhong的de含han油you汙wu泥ni與yu地di層ceng有you良liang好hao配pei伍wu性xing,以yi含han油you汙wu泥ni為wei基ji本ben原yuan料liao,采cai用yong化hua學xue處chu理li方fang法fa,加jia入ru適shi量liang的de添tian加jia劑ji,懸xuan浮fu其qi中zhong的de固gu體ti顆ke粒li,延yan長chang懸xuan浮fu時shi間jian,增zeng加jia注zhu入ru深shen度du,有you效xiao地di提ti高gao封feng堵du強qiang度du,並bing使shi油you組zu份fen分fen散san均jun勻yun,形xing成cheng均jun一yi、wendingderuzhuangye。youhanyouwunipeichengruhuaxuanfuyetiaopouji,yingyongyuyoutianzhushuijingtiaopou,zaidicengdaodayidingshenduhou,shoudicengshuichongshijidicengyanshidexifuzuoyong,ruhuaxuanfutixifenjie,qizhongdenizhixifujiaolizhihelazhi,bingtongguotamenzhanlianjujixingchengjiaodalijingde“團粒結構”chenjiangzaidakongdaozhong,shidakongdaotongjingbianxiao,fengdugaoshentoucengdai,zengjialezhurushuishenliuzuli,poshizhurushuigaibianshenliufangxiang,tigaolezhurushuibojitiji。tongguoyouhuashigonggongyi,keshihanyouwunizhifengduzhugaoshentoudidai,erbuwuranzhong、低滲透層。處理後的含油汙泥作為調剖劑需達到的技術指標為:含油汙泥粘度低(≤0.3Pa·s),可泵性好;加入懸浮劑後含油汙泥懸浮性能好,沉降時間大於3h。
(8)其他方法:除了以上含油汙泥處理方法外,還有地耕法、含油汙泥固化法、化學破乳法、固液分離法、土地填埋技術,含油汙泥的綜合利用一般是利用含油汙泥鋪路、製磚、製作蜂窩煤等。國外還有含油汙泥低溫熱解技術,以及采用溶劑和低頻聲波分離油泥的方法等。
四、含油汙泥處理比較

五、含油汙泥處理設備前景
隨sui著zhe新xin環huan保bao法fa的de通tong過guo,各ge地di對dui油you田tian環huan保bao的de要yao求qiu越yue來lai越yue高gao,含han油you汙wu泥ni的de隨sui意yi排pai放fang將jiang不bu再zai可ke能neng,各ge地di隱yin藏zang的de汙wu染ran也ye被bei逐zhu漸jian揭jie開kai。這zhe對dui汙wu泥ni處chu理li行xing業ye來lai說shuo,無wu疑yi是shi個ge利li好hao。
據統計,汙染物處理市場規模每年在1000到1500億元之間,按照設備投資為運營市場規模的1.5到2倍計算,治理油田含油汙泥所需的投資設備超過1500億,而油氣汙染處理市場的整體規模,預計在3000億元以上。
大慶油田自2007年以來,應用“化學熱洗+離心處理”工藝建成了9座汙泥處理站,年處理能力達32萬噸,對油田生產過程中產生的汙泥全部實現了無害化處理。大慶油田還結合實際製定了《油田含油汙泥綜合利用汙染控製標準》,成為通用的行業標準。
長慶油田2013年建成了隴東油田油泥處理站,采用物理化學法相結合,以“油泥熱洗預處理、調質+離心脫水”為主的處理工藝,將含油汙泥處理為含油率低於2%、含水率小於60%的泥土,同時回收油泥中的原油。
新疆風城油田作業區采用微生物製劑處理稠油汙泥試驗取得良好效果,汙泥含油率由處理前的15%下降至2%以下。目前試驗已通過公司審查,基本具備工業化應用條件。






