油田含油污泥污染與國內外處理、處置技術

王茹(中國石油長慶油田分公司技術監測中心，陜西 西安 710021)

0 引言

油田在進行生產過程中會產生大量的含油污泥，這些含油污泥的來源主要有兩個方面：一方面是原油從地層中被開采出來后，會儲存在各種容器和回收水池中，導致地面設施中出現污泥淤積，因此要定期對各種容器進行清理。另一方面是進行油井作業或者集輸管道穿孔所形成的落地污泥。由于這些含油污泥中含油大量的危險元素，如果隨意排放或者簡單處理都會對水源、大氣以及植被造成污染。世界各國對含油污泥的處理方法各不相同，因此國內外很多油田都在積極開發和研究含油污泥處理技術，從而實現含油污泥的無害處理。

含油污泥中含有大量的烴類有機物會對環境造成嚴重危害，當含油污泥中的石油揮發進入大氣層后，會造成大氣中烴類物質超標現象，含油污泥中的石油進入土壤中后會造成地表水和地層水的污染，導致水生態系統的嚴重破壞，不僅如此，還會對土壤中的微生物和植被造成嚴重危害。嚴重的情況下會使很多物質發生變質，出現致癌性，通過直接或間接途徑對人體的生命健康帶來危害。通過對含油污泥進行系統分析，得出含油污泥的特點，含油污泥是非常珍貴的二次資源，對含油污泥進行二次處理，利用合適的方法對含油污泥進行回收利用，不僅能回收大量能源，增強油田企業的經濟效益，還能夠減少污染情況的發生。

1 國外含油污泥處理處置技術概述

1.1 高溫裂解工藝

利用高溫對含油污泥進行無害處理是重要的發展方向，石油在高溫環境下能夠發生裂解或者氧化反應，從而實現無害化的處理方式。在無氧條件下對含油污泥進行高溫處理，含油污泥中的烴類物質會在復雜的裂化反應以及水和反應過程中發生分離，經過冷凝處理后可以回收利用[1]。熱解析方式不同與非營銷處理技術，熱解析的目的是將含油污泥中的污染物進行氧化分解，從而達到預期目標。根據工作溫度范圍不同，熱解析系統又分為高溫解析系統和低溫解析系統。高溫解析系統對含油污泥處理比較徹底，處理完成以后，符合國家相關排放標準，能夠直接進行排放。

1.2 機械脫水工藝

含油污泥的黑色粘稠濃縮液經過脫水處理后會發生沉降，含油污泥中的成分比較復雜，主要由懸浮固體、油包水、水包油組成，黑色粘稠濃縮液屬于多項膠體體系。機械脫水工藝利用各種處理技術將含油污泥進行三相分離，將含油污泥中分離出來的油可以回收到脫水站或者煉油廠進行相關處理；分離出的水需要回收到污水處理廠或者實行回注循環使用；分離出的固體污泥需要進行相關處理，才能夠實現滿足排放標準。在進行機械脫水工藝中，由于含油污泥中的顆粒物都是同電荷物質，從而相互排斥。在進行乳化處理后，使含油污泥中的水、油、泥的分離過程比較復雜。國外學者認為，對含油污泥進行調制需要進行兩個步驟操作：第一步利用適當方式將粉末固體調節劑加入含油污泥中，使固體調節劑和含油污泥進行充分混合，第二步加入絮凝劑，能夠有效促進含油污泥的脫水處理。在含油污泥中加入適量的電解質，可以使電解質優先附加在粒子表面上，增加含油污泥電荷密度，能夠使粒子更加分散，為油能夠從固體顆粒物表面更好脫附。通過大量數據表明，當含油污泥中的含油量大于10%時，采用親水性表面活性劑比較好，含油污泥中的含油量小于4%時，選擇親油性表面活性劑比較好。加拿大某公司通過專用化學配方可以將烴類物質從含油污泥中分離出來。

1.3 萃取工藝

萃取工藝的主要原理是采用有機溶劑來作為萃取劑，進而實現有機物相容的作用，采取萃取工藝對含油污泥進行處理，可以將含油污泥中的原油提取出來，目前國外研究者對含油污泥萃取技術正處于研發階段，該萃取技術主要是利用高溫高壓的方式將氣態物質壓縮成液態物質，形成萃取劑，因為該萃取劑的溶解能力比較強并且化學性能穩定，因此該萃取劑可以進行重復利用。常見的萃取劑可以利用甲烷、乙烷、丙烷、二氧化碳等，這些物質的臨界壓力低，密度小，容易進行壓縮并且原材料比較廉價，是最好的萃取劑。萃取工藝的優點是能夠對含油污泥中的石油類物質進行大量提取；萃取工藝的缺點是工作周期長，相關的處理工藝比較復雜，在進行處理過程中會造成資源浪費的情況，導致萃取工藝成本比較高，因此該方法并沒有得到廣泛推廣。

1.4 生物處理技術

生物處理技術的方法比較多，主要包括生物反應器法、堆肥法、生物強化法等，主要的利用原理是通過微生物的新陳代謝，將含油污泥中的石油物質進行降解，從而轉化成水和二氧化碳。最常見的工藝為：將生物處理所需要的物質和含油污泥進行充分融合，利用機器進行定期攪拌，使微生物能夠充分反應，生物處理技術的周期比較長，時間大多都在4 到6 個月，利用生物技術處理過的含油污泥可以直接進行排放或者用于農用污泥，實現資源的回收再利用。生物處理技術的優點是綠色環保對含油污泥的處理比較徹底，在進行處理過程中，不需要添加任何化學藥劑，不會對環境造成污染。美國煉油廠已經采用生物技術來處理含油污泥，并且已經進入商業化的步伐[2]。通過研究發現，如果能夠有效控制生物化合物濃度，并將微生物控制在合理范圍內，生物處理技術的運行費用甚至比焚燒處理的費用要低，含油污泥中的有機物能夠在微生物的作用下被分解，從而實現資源回收的目標。含油污泥的生物處理技術主要分為以下幾種。

1.4.1 地耕法處理含油污泥

地耕法所采用的原理是將含油污泥平鋪于地面，并定期進行翻耕、澆水等工藝，利用土壤中的微生物來降解污泥中的油，這些微生物的存在不僅可以處理油污土壤，而且還可以處理含油污泥，在利用地耕法處理含油污泥過程中，通常情況下會施加肥料來平衡土壤中的各種有機物，調節土壤的pH 值以及濕度來改善烴類的微生物降解條件。

具體流程為：將含油污泥和土壤進行混合平鋪在露天環境下，鋪設厚度大約在10cm 左右，經過風化干燥處理以后，向土壤中注入肥料，利用土壤中的微生物將含油污泥中的有機物進行降解，轉化成為二氧化碳和水。

1.4.2 堆肥法

堆肥法的利用原理是將含油污泥和松散材料進行混合，其目的就是增加含油污泥的持水性和透氣性，并將其成堆放置，利用微生物來降解含油污泥中烴類有機物，土肥法利用的微生物主要是細菌和真菌。根據含油污泥中的有機物可以分為好氧堆肥和厭氧堆肥，好氧堆肥應該在通風良好的環境下進行，依靠氧氣可以有效降解有機物，溫度在60℃左右的效果較好，而厭氧堆肥則是在氧氣不足的情況下借助厭氧微生物來進行降解微生物。

1.4.3 生物泥漿反應器法

生物泥漿反應器法主要的利用原理是將營養介質和含油污泥進行混合，將含油污泥進行稀釋處理成泥漿狀，該方法溶解有機物的速度非常快，能夠有效清除含油污泥對自然環境的影響，如果將其控制在最佳環境條件下，對含油污泥的處理速度會大大提高，生物泥漿反應器法與其他生物處理技術相比，該技術的處理效果能夠提升25%，但是生物泥漿反應器法的操作工藝較為復雜，成本高，該方法的應用還處于研究階段。

2 國內含油污泥處理處置技術概述

我國對含油污泥的處理處置技術起步比較晚，隨著科學技術水平的不斷提高，才有了一定的技術基礎。從縱觀發展角度來講，我國很多油田采用的還是直接掩埋的方法來進行含油污泥處理，該方法不僅會占用大量的土地資源，并且掩埋之后含油污泥中的有機物不能夠得到有效分解，不能分解的有機物會對環境造成嚴重污染，隨著國家環保力度的不斷增加，該方法已經逐漸被淘汰，在新形勢和新技術環境下需要我國對含油污泥的處理處置技術理念進行更新，不斷完善對含油污泥的處理技術。

2.1 焚燒處理

我國很多煉油廠都建有含油污泥焚燒裝置，主要的作用是對油田或者煉油廠的污泥進行處理。但是在進行焚燒之前需要進行脫水處理，然后將含油污泥進行焚燒，利用該方法能夠有效處理含油污泥中的污染物質，但是在進行焚燒處理的過程中，會形成二次污染，并沒有對含油污泥中的石油烴類進行有效利用，會造成資源浪費的情況出現。

2.2 污泥回灌調剖技術

該技術的主要應用原理是利用含油污泥對地層有良好的配伍性，采取添加分散劑和懸浮劑等化學藥劑能夠得到污泥調剖劑，將污泥調剖劑投入注水井進行調剖，可以有效提高采油效果，該技術的應用能夠有效解決油田在開采過程中的含油污泥和二次污染問題，該技術在我國華北油田的應用效果比較好，能夠有效提高油井的開采量[3]。

2.3 調質-機械分離技術

該技術在國外的應用已經相當成熟，我國很多油田的含油污泥處理站已經采用了調質-離心處理工藝，并且已經從德國引進全套的離心處理裝置，該裝置是我國目前含油污泥處理體系中自動化程度較高的裝置，該裝置對含油污泥處理比較徹底，能夠直接進行排放。此外還有很多的含油污泥處理技術，在進行無害處理的同時，還應當考慮含油污泥的資源再利用，將含油污泥制造成燃料，通過對含油污泥的處理可以制作成建筑材料以及橡膠制品等，不同的處理技術會帶來不同的處理效果，應當根據實際情況來選擇合適的處理技術，從而有效提升經濟效益。

3 結語

油田在生產和加工過程中會產生不同性質的含油污泥，需要對含油污泥進行相關處理才能夠進行排放。每種含油污泥的處理方法都有各自的特點和不足。從技術效果上分析，物理化學方法的表現效果最佳，從處理程度上上分析，利用焚燒方法效果最佳，使用高溫裂解工藝的效果也比較不錯，但是該方法的運行條件比較復雜，不適合大范圍推廣；萃取分離工藝能夠提高原油的回收率，但是會給油污泥中添加新的污染物；采用生物分解方法所消耗的時間過長。因此可以看出，單純一種技術在運行過程中有局限性，油田企業在進行含油污泥處理過程中，可以采用綜合處理方法，學習國外先進的超聲波與表面活性劑處理、生物技術降解等技術，實現自主創新，努力提高我國含油污泥處理技術。