撬裝式含油污泥處理裝置的結構設計

曹志軍

摘要：隨著石油消費量的不斷升高，因此需要加大石油的生產量。然而在石油生產和石油開發采出物質造成的污染也隨之增多，油田每年都有大量的罐底泥和池底泥等含油污泥出現，這些含油污泥中含有大量苯系物等有毒物質，如果不加以安全無害化處理極易對土壤和水源造成極大的危害。因此研究和解決油田含油污泥的無害化處理問題成為油田管治中的重要事項。本文將詳細介紹含油污泥處理裝置的結構設計和相關處理技術，希望可以通過工藝的改進、先進技術的應用來緩解油田區含油污泥的處理避免對土壤和水質造成的污染。

關鍵詞：撬裝式污泥處理裝置;含油污泥;結構設計和應用

1 含油污泥的來源和特性

1.1 含油污泥的來源

含油污泥指原油或品油混入泥土或其他介質，其中的油份不能直接回收而可能造成環境污染的多種形態的混合物。

含油污泥主要有四個來源，第一個是跟隨原油開采從地下采出的，其主要來源自聯合站、污水站和中轉站等的油水儲罐、容器和回收池底泥;第二個是地面污染產生，其主要來自于井下作業、污水排放、油井采油生產和井下作業施工過程中，部分原油放噴或被油管，抽油桿，泵及其他井下攜帶至土油地或井場，這些原油滲入地面土壤，形成油泥稱為落地泥，或者廢棄的污水處理濾料等。第三個是廢棄的鉆井泥漿與廢棄壓裂液形成的含油污泥。第四個煉油廠三泥“包括隔油池底泥、容氣浮懸浮渣和剩余活性污泥等其中浮選污泥量最大。

1.2 含油污泥的特性

這些污泥中一般含有的苯系物、酚類、蔥類等物質、并伴有惡臭和毒性，若直接和自然環境接觸，就會對土壤、水體和植物造成較大污染，同時也意味著石油資源的巨大浪費，因此，無論是從環境保護還是從回收能源的角度考慮，都應該對含油污泥進行無害清潔處理。

含油污泥成分非常復雜，是穩定的懸浮乳狀液體系，其中含有老化的原油，也包括瀝青質、膠體、固體懸浮物以及細菌、鹽類物質和酸性物質、腐蝕性物質、雜草等。含油污泥中主要由固相顆粒、有機質、水和溶解的可溶鹽等組成，其中固相顆粒是原油開采時人為帶入的泥沙和巖屑等顆粒或者落地原油打掃時地面鋪設的砂石、沙土等顆粒物質，這些顆粒物質的直徑大小參差不齊，細小顆粒一般懸浮在油泥水中，而大的顆粒則沉降在含油污泥的底部，有機質中主要包含原油、細菌和腐蝕性物質，大部分以浮油形式漂浮，另外一部分在分散在污泥中。含油污泥雖然是生產時產生的廢棄物，但同時也是可以進行回收的資源，采用適當的工藝對含油污泥進行有效處理可實現對其中原油的回收，并使污泥達到環境要求，不僅回收了原油資源而且也避免對環境的破壞，可同時獲得良好的經濟與社會效益。

2 國內外對含油污泥的處理

2.1 國內對含油污泥的處理

國內對含油污泥的處理，可采用的方法主要包括含油污泥填埋處理、固化處理、生物處理、焚燒處理、熱解工藝處理、熱水洗滌處理、電化學處理等。這些方法都不能實現對含油污泥的高效處理，一方面對于原油的回收效果較差，另一方面處理以后的污泥中依然含有較高的原油，不能使處理后的污泥含油量低于3‰的標準要求。所以，為提升原油的回收率、降低污泥中的含油量，可通過撬裝式含油污泥處理裝置的設計，將清洗-除油-離心和熱解工藝技術結合起來，不僅提高了原油的回收效果，而且還降低了污泥中的含油率，可以達到國家環保部門規定的含油量3‰的規定。其中，撬裝式處理裝置中清洗-除油-離心法處理主要是對調制離心法的一種改良。結合國內外含油污泥處理技術發展現狀，在分析各含油污泥處理裝置運行問題和原因的基礎上，進行了對處理裝置的改進，開發了清洗-除油-離心為主工藝的生產裝置，能夠實現對含油污泥的自動化處理與控制，解決進口裝置中關于調制離心法處理工藝間歇法的問題，使所有設備和模塊都實現了移動撬裝化，不僅提高了設備的技術水平和處理效果，而且也降低了投資成本和運行成本，同時使處理后的污泥及其雜質的含油量都低于3‰。而其中熱解工藝是比較常見的含油污泥處理技術，該技術和撬裝式處理裝置結構結合起來應用，可實現含油污泥含油率低于3‰的農用土壤的規定。

2.2 國外對含油污泥的處理

國外主要利用生物技術和物理化學技術相結合的處理方法實現對含油污泥的脫水、濃縮等，比如里采用填埋、耕田施肥、焚燒等生物處理方法，或者化學固體化、氧化處理技術實現對含油污泥雜質的降解、溶劑溶劑、混凝法分離等。另外，也有采用低溫熱解工藝對含油污泥進行分離處理。

3 撬裝式含油污泥處理裝置結構設計分析

3.1 含油污泥處理裝置技術結構設計分析依據

原油的比重與泥砂、水的比重是不相同的，利用比重差可以將其分離。但是由于原油的粘度較大，泥砂被緊緊包裹在原油里面，利用簡單的重力是很難將它們分開。欲使油砂得以分離，必須將包裹泥砂的原油從泥砂表面剝離開來使其得以分離。具體的方法是降低原油的粘度或利用水代替原油包裹泥砂，達到油砂分離的目的。

污泥處理裝置的設計工藝就是利用溫度、表面活性劑等降低原油的粘度，用水代替原油包裹泥砂。脫離泥砂的原油利用自身比重輕的特點上浮，泥砂因比重重的原理下沉，從而達到油砂分離的目的。對原油中瀝青質比較高的含油泥砂，在分離后，泥砂中仍含油瀝青質等小顆粒油粒，可用離心機將原油、水和泥砂離心分離，以達到國家環保部門規定的砂中含油率小于3‰的規定。

3.2 撬裝式處理裝置的組成

撬裝式含油污泥處理裝置由以下六個模塊組成，即一體化頂級模塊、一體化一級模塊、一體化二級模塊、一體化儲罐模塊、一體化導熱油爐模塊和一體化控制模塊。

3.3撬裝式處理裝置工藝流程

撬裝式含油污泥處理裝置基本工藝流程如下：

預處理——加熱剪切——溢油——高頻處理——篩分——離心分離——回收

第一，在一體化頂級模塊中進行除雜制漿，即利用裝載機或龍門吊使含油污泥進入頂級模塊中，在連續進料、計量、去除雜物、制漿、除砂、加熱和泥漿輸送等一系列操作中實現對含油污泥的初步處理。

第二，在一體化一級模塊中進行清洗分油，即在已經在頂級模塊中完成初步分離的含有泥漿輸送到一級模塊中，加入處理藥劑，然后在加熱、攪拌、離心處理等一系列操作后可實現對含油污泥中大部分原油分離的目的。

第三，在一體化二級模塊中進行除油分離。即將在一級模塊中已經實現大部分原油分離的污泥輸送到二級模塊中，在該模塊中通過深度處理進一步去除泥漿中剩下的原油，然后在離心作用下實現泥漿中固體和液體的分離，將原油、水和其他雜質分離開來，對污水進行回收處理后再利用，對原有進行回收，對其他雜質進行處理并達到環境保護標準后排放，在該步驟保證含油污泥的含油率在1%以下。

第四，在深度處理模塊中，采用清洗-除油-離心等處理工序處理后，可使處理后的達標污泥將含油量下降到1%以下，滿足對原油回收、對污染物處理的標準。但是如果要進一步深度處理，使處理后的污泥含油量低于3‰，除了采用焚燒的方式外，還可以在本撬裝式處理裝置清洗-除油-離心的基礎上，結合熱解工藝技術，實現對污泥的深度處理，進一步減少污泥中的含油量，提高原油的回收率。

4 結語

綜上所述，本文對撬裝式處理裝置相關結構設計、處理工藝和技術進行了分析闡述。提出采用清洗-除油-離心與熱解深度處理工藝相結合的方式，可達到最佳的含油污泥處理效果。能夠最大程度上解決處理后含油污泥中含油量、處理后的雜質不僅能有效滿足環保要求的問題，且降低了普通處理裝置與處理工藝的成本投入。將幾種處理技術結合在一起，可實現對原油的回收，同時投資成本較小、處理后的污泥含油量低于3‰，滿足農用土壤的規定，同時處理后的雜質物符合環境保護標準。

參考文獻：

[1]王洋. 撬裝式含油污水處理裝置的研制[J]. 石化技術，2019（3）.

[2]王文雅. 含油污泥處理移動裝置的開發與應用[J]. 化工裝備技術，2014（5）：9-13.