煉油廠含油污泥減量化處理技術(shù)應(yīng)用研究

謝軍，，孫宏超，葉全旺，賈煒，裴古堂

（1.中國(guó)石油獨(dú)山子石化公司煉油廠，新疆獨(dú)山子833699； 2.中國(guó)石油獨(dú)山子石化公司乙烯廠，新疆獨(dú)山子833699）

煉油廠含油污泥具有成分復(fù)雜、含水率高、含有致癌致畸的有毒物質(zhì)，屬于《國(guó)家危險(xiǎn)廢物名錄》HW08類危險(xiǎn)廢物。隨著國(guó)家環(huán)保管控越來(lái)越嚴(yán)格，特別是《中華人民共和國(guó)固體廢物污染環(huán)境防治法》第四條明確要求“固體廢物污染環(huán)境防治堅(jiān)持減量化、資源化和無(wú)害化的原則。任何單位和個(gè)人都應(yīng)當(dāng)采取措施，減少固體廢物的產(chǎn)生量，促進(jìn)固體廢物的綜合利用，降低固體廢物的危害性。”因此，石化企業(yè)如何實(shí)現(xiàn)含油污泥的減量化、資源化和無(wú)害化處理是當(dāng)前石油化工行業(yè)的重要課題。

1 含油污泥來(lái)源及特性

1.1 含油污泥來(lái)源

某煉油廠污水處理裝置建成投運(yùn)于20世紀(jì)80年代，主要承擔(dān)煉油廠南廠區(qū)含油污水以及含鹽污水處理。隨著環(huán)保要求日趨升級(jí)，公司污水實(shí)現(xiàn)集中處理，煉油和化工污水全部送至乙烯廠凈化水聯(lián)合車間污水處理場(chǎng)，集中處理后達(dá)標(biāo)排放。其中煉油老區(qū)污水預(yù)處理設(shè)施分為南廠區(qū)和北廠區(qū)，2019年為消減污染點(diǎn)源，實(shí)施煉油南廠區(qū)污水改北廠區(qū)污水預(yù)處理項(xiàng)目。污水改入北廠區(qū)后，南廠區(qū)2 000 m3隔油池以及5 000 m3均質(zhì)池處于靜置狀態(tài)，2019年大修期間2 000 m3隔油池接收了約1 270 t油泥，分別來(lái)自火炬集水池、污水罐、焦化污油罐、蒸餾電脫鹽以及各檢修裝置。

1.2 含油污泥特性

含油污泥對(duì)環(huán)境的危害性極大，主要體現(xiàn)在油泥來(lái)源多、成分復(fù)雜有惡臭、懸浮物多且分離難度大、油泥揮發(fā)烴類存在著火爆炸風(fēng)險(xiǎn)[1]。2 000 m3隔油池內(nèi)油泥來(lái)自2019年大修期間煉油廠各檢修裝置，含有硫醇、硫醚、氨等惡臭組分，含有惡臭組分的廢氣進(jìn)入工業(yè)水生物除臭設(shè)施進(jìn)行處理，增加了生物滴濾床負(fù)荷，存在臭氣濃度超標(biāo)風(fēng)險(xiǎn)。油泥中含有高效除臭鈍化廢液等化學(xué)清洗劑成分，其污水化學(xué)需氧量（COD）通常分析在10~100 g/L，油泥處理過程產(chǎn)生污水易對(duì)下游污水處理場(chǎng)形成沖擊，導(dǎo)致污水排放口出現(xiàn)水質(zhì)不合格事件。油泥中不可處理雜物多，含有的塑料薄膜、小石頭、鐵絲、泥沙、樹葉等雜物易堵塞上料管路。池底油泥存在少量板結(jié)，流動(dòng)性差；池面約20 cm浮油，在處理過程易形成油氣爆炸環(huán)境，增加了油泥處理難度與安全風(fēng)險(xiǎn)。

2 含油污泥處理技術(shù)選擇及應(yīng)用實(shí)踐

2.1 含油污泥處理技術(shù)概述與選擇

隨著公司原油加工量的增加，含油污泥量在不斷增加，每年需面對(duì)巨大的安全環(huán)保管控壓力，并承擔(dān)高處置費(fèi)用和高安全風(fēng)險(xiǎn)。因此，含油污泥依據(jù)固廢法要求實(shí)現(xiàn)減量化、無(wú)害化和資源化處置，應(yīng)了解掌握油泥特性和處理技術(shù)，選擇應(yīng)用成熟、安全穩(wěn)定性好、滿足環(huán)境法律法規(guī)要求的技術(shù)方案。

溶劑萃取技術(shù)是一種較簡(jiǎn)單的技術(shù)方法，其原理是首先將含油污泥中的油相富集在萃取劑中，再通過蒸餾等方法將油相從萃取劑中分離出來(lái)。常用的萃取劑有汽油、乙烷等，油相回收率較高，但萃取劑存在二次污染，投資較高，應(yīng)用局限性較大[2]。

熱水洗方法主要通過投加化學(xué)試劑改變含油污泥中油液相和油泥界面的性質(zhì)，降低油泥黏度，再經(jīng)沉降和旋轉(zhuǎn)過程實(shí)現(xiàn)油、污泥和水的分離。化學(xué)清洗雖簡(jiǎn)單，但需要高效的清洗劑，目前無(wú)法完全滿足組分復(fù)雜的油泥處理需求。

熱分解技術(shù)是在400~600℃的高溫缺氧或厭氧環(huán)境中，利用催化劑解吸含油污泥中的油相，冷凝后回收。具有處理效率高、量大等特點(diǎn)，但能耗高，對(duì)高含水油泥處理不適用[3]。

生物處理技術(shù)利用微生物的代謝產(chǎn)物并復(fù)配表面活性劑來(lái)分解含油污泥中的有機(jī)質(zhì)，主要包含堆肥法、生物反應(yīng)器法及生物浮選法等，適用于處理各類油田和煉油廠污泥，成本較低，但對(duì)微生物降解的環(huán)境條件要求較高，時(shí)間長(zhǎng)[2-4]。

調(diào)質(zhì)—機(jī)械分離技術(shù)通常是先對(duì)油泥中浮油進(jìn)行收集，然后在進(jìn)料油泥中添加一定的絮凝劑、破乳劑、調(diào)節(jié)劑和清洗劑等，再使用疊羅機(jī)或離心機(jī)實(shí)現(xiàn)固液分離的一種方法。該方法具有操作簡(jiǎn)單、能耗低、可撬裝移動(dòng)、處理高效等優(yōu)勢(shì)，但在處理過程產(chǎn)生的廢水易對(duì)污水系統(tǒng)產(chǎn)生沖擊。

超聲波法屬于一項(xiàng)新技術(shù)，目前仍處在小范圍應(yīng)用階段，通過破壞含油污泥中水和油的乳化狀態(tài)，最終達(dá)到水、油和泥的分離受超聲波的頻率和功率、電解液含量、泥水比以及處理時(shí)間影響[5-6]。

在實(shí)際處理中，應(yīng)盡量利用污泥處理處置過程中的能量和物質(zhì)，以達(dá)到提高經(jīng)濟(jì)效益和節(jié)約能源的效果[7-10]。結(jié)合裝置實(shí)際運(yùn)行情況以及隔油池內(nèi)油泥的特性，該次油泥處理采用調(diào)質(zhì)－機(jī)械分離技術(shù)進(jìn)行預(yù)處理，實(shí)現(xiàn)污泥的減量化后再實(shí)施深度處理。

2.2 調(diào)質(zhì)－機(jī)械分離－焚燒聯(lián)合處理技術(shù)流程

調(diào)質(zhì)－機(jī)械分離－焚燒技術(shù)基本流程為使用隔膜泵將油泥從隔油池中抽至預(yù)處理罐，加入石粉并攪拌均勻，再用泵提升至調(diào)質(zhì)罐，經(jīng)蒸汽加溫、攪拌后和聚丙烯酰胺等絮凝劑一起送入離心機(jī)進(jìn)行固液分離，油泥經(jīng)過螺旋輸送機(jī)送至油泥桶中后集中送入凈化水聯(lián)合車間焚燒處理，污水進(jìn)入油水分離罐沉降分離，上層污油通過自流進(jìn)入油罐，然后回收至污油罐。取樣分析確認(rèn)下層污水化學(xué)需氧量COD≤1 000 mg/L，油含量≤500 mg/L后，將污水并入系統(tǒng)污水管網(wǎng)處理，見圖1。若污水化驗(yàn)分析不合格，罐內(nèi)污水則用泵輸送至隔油池內(nèi)循環(huán)處理。該技術(shù)運(yùn)行方式采用24小時(shí)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。

圖1 調(diào)質(zhì)－機(jī)械分離技術(shù)流程

2.3 應(yīng)用存在的問題

在實(shí)施該技術(shù)初期，主要存在上料過濾器頻繁堵塞、生產(chǎn)油泥含油量大、現(xiàn)場(chǎng)異味大以及池底油泥結(jié)塊等問題。

1）上料管線與上料泵頻繁堵塞

因隔油池內(nèi)油泥中含有編織袋、手套、鐵絲、樹葉、碎毛氈等雜物，每次上料過程都會(huì)出現(xiàn)上料過濾器堵塞情況，平均需清理3~4次，人員工作強(qiáng)度大。同時(shí)，清理過程造成周邊異味大。

2）生產(chǎn)油泥含油量大

在處理初期，因隔油池內(nèi)油泥量大且含油多，在上料含固率大，均質(zhì)罐加溫溫度控制在50~55℃時(shí)，油水分離效果差，導(dǎo)致離心機(jī)出泥油含量高，見圖2。不能達(dá)到油含量≤5%的技術(shù)要求。

圖2 初期生產(chǎn)的油泥

3）現(xiàn)場(chǎng)異味大

《石油煉制工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB31570－2015）針對(duì)檢維修要求“用于輸送、儲(chǔ)存和處理含揮發(fā)性有機(jī)物、惡臭物質(zhì)的廢水設(shè)施應(yīng)密閉，產(chǎn)生的廢氣應(yīng)接入有機(jī)廢氣回收或處理裝置。”在油泥上料、均質(zhì)加溫、離心機(jī)下料口處油泥裝桶過程，都存在VOCs氣體逸散，特別是離心機(jī)下料口處，監(jiān)測(cè)VOCs數(shù)值平均達(dá)300 μg/g，造成周邊異味大，不能滿足環(huán)保管控要求。

4）池底油泥結(jié)塊

由于油泥密度大于水，流動(dòng)性差，積存在池底，部分區(qū)域存在結(jié)塊現(xiàn)象，見圖3，泵無(wú)法抽吸，影響項(xiàng)目施工的連續(xù)性。

圖3 隔油池底部塊狀油泥

2.4 運(yùn)行優(yōu)化

針對(duì)上料過濾器頻繁堵塞、生產(chǎn)油泥含油量大、現(xiàn)場(chǎng)異味大以及池底油泥結(jié)塊等問題，采取措施如下。

1）改進(jìn)過濾器。將現(xiàn)有籃式過濾器更換為錐形過濾器，綁扎在進(jìn)料管口。上料時(shí)先使用高壓水?dāng)噭?dòng)、沖散泥塊，再集中上料，根據(jù)泥料情況移動(dòng)進(jìn)料管線，實(shí)現(xiàn)進(jìn)料過程的連續(xù)性。遇到進(jìn)口管線過濾器被雜物堵塞時(shí)，可提起管線快速清理錐形過濾器表面雜物，進(jìn)料效率提升的同時(shí)降低了人員工作強(qiáng)度。

2）提高調(diào)質(zhì)罐溫度。因隔油池油泥中油含量高，使用隔膜泵將隔油池池面污油輸轉(zhuǎn)至污油罐，并增加高壓沖洗水量，當(dāng)調(diào)質(zhì)罐溫度提高至65~70℃時(shí)，生產(chǎn)油泥中油含量明顯降低，達(dá)到油含量≤5%的技術(shù)要求，見圖4。

圖4 提高調(diào)質(zhì)罐溫度后生產(chǎn)油泥

3）增加廢氣集氣措施。在預(yù)處理罐、調(diào)質(zhì)罐以及油水分離罐頂部增加廢氣集氣管路，離心機(jī)下料口處增加文丘里風(fēng)機(jī)負(fù)壓抽風(fēng)設(shè)施，將油泥處理過程產(chǎn)生的廢氣引入污水處理廠生物除臭設(shè)施，集中處理后達(dá)標(biāo)排放，現(xiàn)場(chǎng)異味得到有效管控。

上述措施實(shí)施后，上料過濾器頻繁堵塞、生產(chǎn)油泥含油量大、現(xiàn)場(chǎng)異味大以及池底油泥結(jié)塊等問題均得到解決，不但滿足了安全環(huán)保法律法規(guī)要求，還提高了油泥處理效率，項(xiàng)目施工期間日產(chǎn)油泥從初期的30~35桶提高至45~50桶。

2.5 效益方面

項(xiàng)目實(shí)施初期油泥量約為1 270 t，油泥減量化結(jié)束后實(shí)際產(chǎn)生油泥約490 t，油泥消減量為780 t。按油泥委外單價(jià)2 100元/t計(jì)算，年節(jié)約油泥委外處置費(fèi)用163.8萬(wàn)元，取得顯著經(jīng)濟(jì)效益。

3 結(jié)論

通過采用調(diào)質(zhì)－機(jī)械分離技術(shù)對(duì)隔油池油泥進(jìn)行初步減量化處理，然后采用焚燒技術(shù)就近對(duì)油泥進(jìn)行焚燒處理，可減少油泥儲(chǔ)存和長(zhǎng)距離運(yùn)輸風(fēng)險(xiǎn)，最大量的縮小污泥體積，基本可以實(shí)現(xiàn)含油污泥處理的減量化、資源化和無(wú)害化。在未來(lái)的生產(chǎn)過程，還需要不斷研究?jī)?yōu)化油泥處理技術(shù)與裝備，降低處理成本。