含油土壤處理技術研究進展

王 安 琪

（東北石油大學化學化工學院， 黑龍江 大慶 163000）

1 含油土壤的危害

在《國家危險廢物名錄》當中，油田含油土壤已經屬于（HWO8）當中所列出來的危險廢物。根據相關部分的大致統計，光是遼河、大慶以及生理這三大油田產出的含油土壤就高于了200萬m3，另外，河南油田也有將近5萬m3的含油土壤的年產量。對于每一年中由于各種原因產生的落地油約有10萬t，造成了巨大的經濟損失。而環保部分也規定了相應的含油土壤嚴禁出現外排的現象，導致含油土壤只能夠長期的存儲在罐當中，對于油田的正常生產也帶來了嚴重的影響[1]。

含油土壤組成十分復雜，其中含有大量的石油類物質。考慮到目前國內還不具備較高的含油土壤的處理技術，部分中小型的煉廠僅僅是簡單的進行了脫水干化處理含油土壤，甚至是完全不顧是否經過了處理，就堆放到了外部，這樣也是的土壤環境、大氣環境以及水環境受到了不同程度的影響。

如果在露天進行含油土壤的堆放，會導致其內部的輕質會發出來，進入到大氣循環當中，并且隨著大氣的運動，逐漸地擴散出來，然后再通過降水環境，重新回到水面，或者是地面之上。通過地表徑流，從而對于未降雨的區域造成威脅，這樣對于地下水也會產生嚴重的污染。并且，隨著大氣的循環，污染也不會僅僅停留在煉廠附近，會隨著循環擴散到更加廣泛的區域當中去。

對于含油土壤當中的污染物，并未經過嚴格的無害處理，或者是經過了簡單的處理，但是這樣不能夠達到處理含油廢水的目的，也會導致二次污染的出現，從而產生不可想象的后果。

2 含油土壤無害化處理技術

2.1 含油土壤的萃取處理技術

從目前國外的研究進展來看，對于土壤處理技術，國外也獲取了一定的成果，例如：萃取分離、乳化處理、熱水浸提等等方式，其中，最為關注的是萃取分離技術。

萃取主要是將某一個物質，通過一相向著另一相進行相互之間的專質（固相或者是液相——液相），其中，溶劑可以劃分成為有機溶劑以及超臨界溶劑兩大類，其中，溶劑從土壤當中將有機廢物提出出來，然后再經過蒸餾處理的方式，從而將溶劑從混合物當中分離出來，再加以使用。萃取的方式[2]不僅能夠將泥當中的油去除掉，也能夠降低其余微量有害物質對于土壤的影響。通過萃取技術的處理，絕大多數的泥渣都能夠滿足BDAT所提出的要求，并且回收油也可以運用到回煉處理當中去。

在溶劑萃取的工藝當中，去除含有土壤當中的有機物以及油，也可以使用超臨界流體萃取這一項有效的技術。其中，超臨界流體溶劑主要包含了臨界液態CO2、三乙胺、丙烷等[3]。為了控制成本，美國研發出了相應的溶劑萃取——氧化處理含有土壤等方面技術：首先是萃取過程中采用輕質烴溶劑（環丙烷、丙烯）等粘度低、碳原子較少的；在通過萃取處理之后，依然有部分聚合芳烴等有機物殘留在泥當中，這是就需要進行第二步處理（利用相對分子質量較高的烴），需要運用濕法氧化工藝進行替代。在使用的氧化劑當中主要是洋氣、硝酸鹽以及控制，在土壤當中盡量保持一定的水分，這樣有利于進行氧化反應。在壓力0.1 MPa和溫度200～375℃的條件下，經過一段時間的化學反應，有機物就會被氧化成為H20和CO2，經過氧化處理的殘渣就符合了直接用于填埋提出的要求。

2.2 含油土壤的高溫處理工藝

2.2.1 熱處理技術

在國外20世紀90年代期間，熱處理技術獲取了一定的發展，這一項處理工藝主要是在裝有密鋼葉片轉子的反應器當中，然后將土壤從最初的 299℃加熱至399 ℃，然后再通過蒸汽的作用，就能夠在復雜的裂化反映當中將烴類分離處理，并且做好相應的冷凝回收處理。通過這樣的處理，殘渣也符合了直接用于填埋提出的要求。

2.2.2 焦化法處理含油土壤

在含油的土壤當中也有一定量的礦物油的存在，其中主要是包含了芳香烴、烷烴、瀝青質、環烷烴等，其中沉積量較多的是重質組成部分。對于含油土壤進行焦化處理的方式主要是深度的熱處理重質油。這一反應屬于將重質油通過高溫進行熱裂解以及熱縮合的一個熱轉化過程。

在進行礦物油的熱反應時，并且是完全隨機的過程，我們可以通過一定的反應條件來對于反應進行選擇。其中對于反應存在影響中，主要包含了停留的時間、反應的溫度、原材料所擁有的性質等。

2.3 含油土壤的綜合利用

2.3.1 固化處理

固體處理方式主要是通過物理化學的方式將含油土壤包容在惰性的固化材料，或者直接進行固化，從而方便利用、處置以及運輸的一個過程。這一類方式避免了含油土壤對于土壤的侵蝕，對于外界環境的影響也會降至最低。隨著最近幾年，技術水平的不斷發展，通過這一類方式來替代回填，也受到了廣泛的注視。在固化當中所使用的化學固化劑主要包含了無機、有機兩大類，有機體系當中包含了聚丁二烯、聚酯、環氧乙烷等，而無機系列當中包含了最近幾年開發出來的磷石膏以及有玻特蘭水泥等[4]。

2.3.2 焚燒處理

地鐵線路采用第三軌供電，額定電壓等級為750 V，第三軌單位電阻率取0.125 Ω/km，鋼軌電阻率取0.02 Ω/km。根據單列車運行節能仿真模型，求出列車在3個區間的距離曲線和功率曲線，作為多列車運行的輸入。每個車站的停站時間調整為±5 s或者保持不變。仿真運行時間設置為2 h。列車在第一個小時內的發車間隔為420～450 s，在第二個小時內的發車間隔為540～570 s。

目前，焚燒處理裝置，在絕大多數的煉油廠都有，其中污水處理場含油污泥的處理是焚燒處理當中最多的。焚燒使泥中的可燃成分在高溫下充分燃燒，最終轉化為穩定的灰渣。焚燒法具有減容、減重率高，處理速度快，無害化較徹底，余熱可用于發電或供熱等優點。當前的焚燒爐的類型主要包含了流化床式、放箱式、固定床式。

2.4 含油土壤的生物處理技術

通過微生物生命過程中的代謝活動，將有機物分解為簡單的無機物從而達到去除有機污染物目的的過程稱為生物處理。生物處理的對象是固體廢棄物中的可降解有機物，目的是使之轉化為穩定產物、能源和其他有用的物質。

2.4.1 堆肥化

堆肥化是通過自然界中廣泛存在的微生物，有控制地使固體廢棄物中的可降解有機物向穩定的腐殖質轉化的生物化學過程，所得產品即為堆肥。由你堆肥法主要是將適當的材料與含油土壤進行相互的混合之后在進行堆放置處理，并且通過高效的降解菌或者是天然的微生物，從而達到石油烴類降低的目的。

這種方式，在生物處理方式也是非常有效的方式之一。一般來說，含油土壤當中所含有的石油烴類一般有2周的半衰期。如果達到了總烴含量在1%之下的規定，處理時間就可以相應的減少，在一個月左右或者是更短的時間。對于不同的廢棄物，在處理的時候，也需要根據廢棄物當中烴類的組成進行相應的調整。

2.4.2 土地法（農田法）

大部分含油土壤的處理方法都是從降低污染物含量、減少土壤體積等方面著手的，實質上都是不徹底的處理，而生物處理法-農田法則則是最終的處理方法。土地耕作法是用土地耕作處理煉油廠土壤的一種方法。農田法對農田的選擇必須慎重，以防止土壤中各種污染物對其的沖蝕和滲透。農田的選用標準為平坦，土壤疏松，不易污染地表和地下水的農田。在含油土壤進入農田之前應當修整農田使其平整疏松，并在周圍修建圍壕以防止可能對鄰近農田的污染。

2.5 超臨界水氧化法

超臨界水氧化技術（Supercritical Water Oxidation，SCWO）是20世紀80年代中期提出的，它是一種能夠徹底破壞有機物結構的新型氧化技術。大多數有機污染物和氧氣都能夠極好地溶解在超臨界水（Supercritical Water，SCW）中，形成一個有機物氧化的良好環境。荊國林等使用一套自設的簡便實用的超臨界水氧化實驗裝置，對超臨界水氧化法處理油田含油土壤進行了實驗研究，實驗中氧化劑為氧化做，考察了反應停留時間、反應溫度、反應壓力和pH值等工藝參數對含油土壤中原油去除率的影響。

3 結 語

（1）簡單處理：含油土壤簡單處理基本為填埋，這也是目前為止最為簡單的方式。國內絕大多數的油田都是采取的這一種處理方式，但是這一類方式對于石油類的能源是嚴重的浪費，并且對于環境也會產生一定的污染。雖然經過了固化處理，能夠在一定程度上降低環境污染，但是遠遠達不到現代化環保的要求。

（2）物理化學處理：這一類方式主要是進行原油的回收，因此，在含油量相對較高的土壤當中一般都是采取的這一類方式，但是在進行中需要添加一定的化學藥劑，并且也需要配備相應的設施，這一類方式不僅成本較高，并且處理過程相對復雜。考慮到含油土壤排放征收較高的排污費以及原油價格，這一類處理方式還是具備一定的發展空間。但是，其缺點在于不能夠徹底的進行原油的回收，依然需要進行二次處理或者是綜合的利用。另一方面，含油土壤的來源廣泛，并且大多不是連續產生，如果含油土壤性質存在差距，其使用與推廣也會受到相應的限制。

（3）焚燒法：此類方式需要在專門的焚燒爐當中進行，對于含油土壤當中的有害物質能夠徹底地進行處理，但是如果不考慮到燃燒熱能的利用，也會出現浪費。

（4）生物處理技術：由于此類技術具備運行費用低、能源節約高、投資少等特點，國內環保人士對于這一類方式都非常重視。通過生物處理技術，所剩余的殘渣能夠滿足排放的標準。最主要的優點在于無需化學藥劑的添加，綠色環保，不會消耗過多的能源，但是堆肥法以及土地耕作法需要大量的土地使用，并且進行生物反應器法，也存在部分廢渣排放，操作相對復雜，并且需要較長的時間進行處理。

［1］國內外化工簡訊[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］汪曉滬.臨界CO2萃取新技術[J].化工裝備技術,1993（3）: 82-85.

［4］黃茂生,等.從含油污泥中回收原油[J].環境科學保護,2001,27（104）:7-8.