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含油污泥减量化和资源化处理技术

作者

张健

玉门油田分公司老君庙采油厂 735211 735211

键词:含油污泥;减量化;资源化;处理技术;能源回收;材料化利用;环境污染控制

1 含油污泥的分类与特性

含油污泥主要来源于石油工业多个环节,根据其产生过程可分为三类:一是原油开采过程中产生的落地油泥,通常含油量高、黏度大、颗粒细微且脱水困难,常伴随钻井泥浆和压裂液残留物;二是油田集输系统中贮油罐、沉降罐等设备底部沉积形成的罐底泥,富含烃类物质,具有一定回收价值,但重金属和沉淀物含量也较高;三是炼化及污水处理过程中产生的浮渣和底泥,成分复杂,常含有乳化油、化学添加剂及生物难降解物质,处理难度最大。不同来源的含油污泥在物理性质、化学组成及危害程度上存在较大差异,也直接决定了其处理工艺的选择与处理效果。此外,含油污泥通常具有高含水率、高粘稠度、易乳化等特点,传统方法难以实现油、水、固的高效分离,给处理与资源化带来了极大挑战。

2 含油污泥的环境污染风险

含油污泥中含大量石油烃类、多环芳烃、重金属(如 Cd、Pb、Hg、Zn 等)、盐分及病原微生物,属于典型的危险废物,已被列入《国家危险废物名录》(编号 HW08)。若不经处理直接排放,其在雨水冲刷下容易污染地表水和地下水,造成水体富营养化,破坏水生生态系统;重金属和持久性有毒有机物可通过食物链积累,最终威胁人体健康,具有致癌、致畸、致突变的风险。含油污泥的长期堆存还会占用大量土地资源,污染周边土壤,破坏农业生产环境,甚至通过扬尘和挥发有机物影响空气质量。因此,含油污泥在最终处置前必须经过有效的无害化处理,且处理过程需满足《油气田含油污泥处置与利用污染控制要求》等相关环保标准。

3 污泥减量化处理技术

3.1 物理减量技术

常用的物理减量方式包括机械脱水、热干化及超声波处理等。机械脱水通过离心、压滤等方式将污泥含水率从 95%以上降至 50%–75%,实现体积缩减,其中板框压滤机和带式压滤机应用较为广泛;热干化技术则借助外部热源进一步蒸发水分,可使污泥含水率降至10%以下,便于后续处理或利用,常用设备包括转筒干化机、流化床干化装置等;超声波处理利用空化效应破坏污泥絮体结构和微生物细胞,提高脱水效率的同时还可促进油相分离,尤其适用于难处理的乳化含油污泥。

3.2 焚烧处理技术

焚烧法通过高温氧化(通常高于 850℃)将有机组分转化为 CO₂和 H₂O,可实现快速减容和彻底无害化,灰渣体积仅为原污泥的10%左右。该法处理效率高、适应性强,目前已开发出循环流化床焚烧炉、回转窑焚烧炉等多种炉型,能够适应不同含水率和成分的含油污泥。但焚烧工艺运行成本高、能耗大,且易产生二噁英、NOx等二次污染物,须配套完善的尾气净化系统,导致投资和运维费用较高,限制了其在中小型企业的推广应用。

3.3 化学减量技术

主要包括化学调理、溶剂萃取和高级氧化等技术。通过投加絮凝剂、酸、碱或氧化剂破坏稳定的乳化体系,实现油、水、固的三相分离。溶剂萃取可有效回收油品,常用溶剂包括二甲苯、石油醚等,但溶剂回收和设备耐腐蚀要求高;化学清洗则操作灵活、反应快速,已成为预处理的重要手段,尤其适合于油品回收价值较高的罐底泥和落地油泥。

3.4 生物减量技术

借助微生物的代謝活动降解石油烃类有机物,常见工艺包括好氧堆肥、厌氧消化及生物强化等。好氧处理通常在曝气条件下进行,通过微生物代谢将烃类转化为 CO2KIH20 ;厌氧消化则可在缺氧条件下产生沼气,实现能源回收。该法运行成本低、环境友好,但处理周期长,对有毒物质耐受性较差,常作为组合工艺中的一环,用于进一步降解经物理化学预处理后的残留有机物。

4 含油污泥资源化利用途径

4.1 能源化利用

含油污泥本身具有一定热值,可通过焚烧发电、热解气化或厌氧发酵产沼气等方式实现能源回收。焚烧热能可用于发电或供热,灰渣还可作为建材原料;热解可在缺氧条件下生成燃油、可燃气和生物炭,实现能源与材料双回收;厌氧消化则生成甲烷含量较高的沼气,是一种清洁能源替代方式。近年来,污泥与煤、生物质等的混烧/共热解技术也逐渐受到关注,可提高能源效率并降低处理成本。

4.2 材料化利用

处理后的污泥可用于制砖、水泥掺料、轻骨料等建筑材料,实现固体废物的增值利用;也可通过热解炭化制备吸附材料(如生物炭),用于污水处理或土壤修复;部分经稳定化处理的污泥还可用于筑路或填方工程,但须严格满足环境安全标准。材料化利用不仅能够消纳大量含油污泥,还能减少天然资源消耗,具有显著的环境和经济效益,是未来资源化的重要方向。

5 当前处理技术存在的问题与挑战

尽管多种技术已在实践中得到应用,我国含油污泥处理仍面临以下几方面问题:一是处理方式较为粗放,资源回收效率低,普遍存在“为处理而处理”的现象,未能实现经济效益最大化;二是现有技术对重金属的稳定化效果不足,仍存在长期环境风险,尤其缺乏高效、低成本的重金属去除或固化技术;三是缺乏成熟、可大规模推广的成套集成工艺,部分技术仅停留在实验室或中试阶段,工程应用实例较少;四是政策与标准体系尚不健全,跨部门监管协同机制有待加强,影响了技术的推广和产业化进程;五是处理成本普遍较高,企业投入意愿不强,特别是在低油价时期,经济效益问题更为突出。

结语

含油污泥的处理与资源化是石油化工行业绿色发展的关键环节,也是实现“无废城市”和“双碳”目标的重要内容。未来应重点开发低能耗、低污染、高效率的联合处理工艺,推动污泥从“末端治理”向“全过程资源回收”转变;加强污泥特性与污染机理研究,为技术选择提供科学依据;推动基于全生命周期评价的技术经济性和环境可行性分析,优选出适合不同区域和污泥特性的处理模式;同时应加强政策引导与标准建设,促进产学研结合,推动先进技术的工程化应用与推广,形成涵盖技术、政策、市场的多层次解决方案。

作者简介:张健(1975 年5 月),男,汉族,甘肃金塔人,中级职称,本科学历,方向:含油污泥减量化处理技术研究与应用。甘肃省酒泉市,单位: