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含油污泥處理技術(shù)

含油污泥主要來源于原油開采、石油集輸過程、煉油和含油污水處理過程。中國(guó)每年都有大量的含油污泥產(chǎn)生,并且這一數(shù)量還在不斷增加。常見含油污泥的含油量一般在10% ~ 50%,其中含有多種污染物。含油污泥如果得不到有效處理,會(huì)浪費(fèi)資源,嚴(yán)重污染環(huán)境,甚至危害人體健康,是石油化工行業(yè)的主要污染物之一。

1.含油污泥的危害

含油污泥的主要危害:

(1)含油污泥中的油氣揮發(fā),集油站區(qū)域空氣質(zhì)量存在總烴濃度超標(biāo)的風(fēng)險(xiǎn);

(2)大量堆積的含油污泥對(duì)土壤、地表水和地下水構(gòu)成巨大威脅;

(3)罐底含油污泥中的原油會(huì)導(dǎo)致土地中的油超標(biāo),土壤板結(jié),破壞該區(qū)域的植被;

(4)罐底含油污泥堆積在集氣站周圍,占用大量土地。如果不進(jìn)行有效處置,會(huì)造成土地資源的浪費(fèi)。

2.含油污泥處理的難點(diǎn)

(1)含水量高。

含油污泥的含水率范圍很廣,較高的能量可達(dá)80%以上。含水量高使得罐底含油污泥的力學(xué)和工程性質(zhì)較差。處理含水率和含油量高的污泥時(shí),一般要先降低含水率。這個(gè)過程無疑會(huì)導(dǎo)致成本更高,效率更低。如何高效處理高含水率的含油污泥一直是研究熱點(diǎn)。

(2)固含量低。

含油污泥的固含量一般在5% ~ 30%左右,低固含量會(huì)嚴(yán)重影響其工程特性。含油污泥中的固相是粘土和少量礦物質(zhì),整個(gè)膠體具有較大的粘度和比表面積。一是膠體表面積聚了大量負(fù)電荷,使其整體處于負(fù)電荷狀態(tài),對(duì)原油有很大的吸引力,所以含油污泥的膠體表面往往有一層吸附油層。吸附的油不太活躍,難以去除。

(3)含油量高。

含油污泥中的大量油屬于石油烴,石油烴(TPH)的含量可以在5質(zhì)量%至86.2質(zhì)量%的范圍內(nèi),但更常見的是在15質(zhì)量%至50質(zhì)量%的范圍內(nèi)。此外,含油污泥會(huì)呈油包水、水包油狀態(tài),包裹固相難以沉降,化學(xué)破乳和處理困難。

(4)含有污染物。

在石油開采過程中,含油污泥會(huì)含有污染物。一般來說,含油污泥中常見的污染物包括石油烴和重金屬,以及開采過程中添加的化學(xué)試劑。污染物會(huì)對(duì)周圍環(huán)境造成極大的破壞,嚴(yán)重限制含油污泥的再利用。如果處理不達(dá)標(biāo),就不能用。

3。含油污泥的處理及綜合利用

近年來,隨著含油污泥處理新技術(shù)的不斷涌現(xiàn),含油污泥的處理方法呈現(xiàn)出多元化的發(fā)展趨勢(shì),包括焚燒處理技術(shù)、熱解處理技術(shù)、生物處理技術(shù)、固化處理技術(shù)、溶劑萃取法、化學(xué)熱洗法和超聲波處理等。各種方法的比較見表1。

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含油污泥處理的最終目標(biāo)是基于減量化、資源化和無害化的原則。含油污泥應(yīng)綜合利用,含油污泥的綜合利用方式也呈現(xiàn)多元化趨勢(shì),主要包括建筑材料(鋪路基、制磚、護(hù)坡、筑壩等。)、燃料生產(chǎn)、橡膠包裝和吸附材料等。

3.1建筑材料

以含油污泥為原料,通過一定的工藝可以生產(chǎn)建筑材料,用于鋪設(shè)路基、護(hù)坡、筑壩等??蓮氐捉鉀Q含油污泥對(duì)環(huán)境的污染,并產(chǎn)生一定的經(jīng)濟(jì)效益。

李鵬華等人加入水硬性固化劑處理含油污泥。固化后固化體的抗壓強(qiáng)度接近國(guó)家一級(jí)燒結(jié)磚標(biāo)準(zhǔn),可以滿足部分建筑用磚的要求。拉姆奇婭。Taha等人使用各種添加劑對(duì)罐底含油污泥進(jìn)行固化,并對(duì)固化后的強(qiáng)度和毒性浸出進(jìn)行了評(píng)價(jià)。結(jié)果表明,固化后的材料可用于道路、堤壩和垃圾填埋場(chǎng)的建設(shè)。

3.2燃料生產(chǎn)

含油污泥中的石油烴污染物易燃且能量高,因此含油污泥可作為燃料生產(chǎn)的原料。利用含油污泥生產(chǎn)燃料具有熱值高、燃點(diǎn)低、成本低等優(yōu)點(diǎn)。

陳云華等人對(duì)含油污泥進(jìn)行處理,風(fēng)干后與自制助燃劑混合制成類煤燃料與原煤混合用作鍋爐燃料,污染物排放濃度符合《鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》的要求。

3.3制造橡膠填料

碳酸鈣是一種常見的橡膠填料。當(dāng)含油污泥中CaCO含量較高時(shí),經(jīng)過一定的工藝處理后可用于橡膠填料的生產(chǎn)。匡等人發(fā)明了一種利用含油污泥制備橡膠填料的方法,可獲得具有較高應(yīng)用價(jià)值的含油填料。岳明等在中原油田進(jìn)行了含油碳酸鈣污泥的實(shí)驗(yàn)研究。研究表明,將含油碳酸鈣和污泥開發(fā)成橡膠填料具有良好的效果。將含油污泥用于橡膠制品中,不僅可以降低橡膠制品的成本,還可以避免環(huán)境污染,充分利用含油污泥資源。

3.4制作吸附材料

通過一定的預(yù)處理和裂解工藝,將含油污泥轉(zhuǎn)化為有用的吸附劑,處理工藝簡(jiǎn)單,成本低,可使含油污泥具有較高的產(chǎn)品價(jià)值,既實(shí)現(xiàn)了含油污泥的資源化,又實(shí)現(xiàn)了以廢治廢。

張采用熱解處理技術(shù)將含油污泥制備成熱解殘?jiān)讲牧?,并?duì)熱解殘?jiān)M(jìn)行高壓水熱活化、活化、NaOH活化和KOH活化。改性熱解殘?jiān)谋椒游街底兓艽螅曳趾看蟠蠼档汀?/p>

4.含油污泥的分期處理

圖2顯示了油含量對(duì)通過固化方法處理的固化污泥的強(qiáng)度的影響。從圖2可以看出,含油污泥的含油量越高,含油污泥的固化強(qiáng)度越低。例如,當(dāng)含油量為12.2%時(shí),含油污泥固化體在28d時(shí)的強(qiáng)度約為1MPa,而當(dāng)含油量為5.6%時(shí),含油污泥固化體在28時(shí)的強(qiáng)度約為3MPa,兩者相差近2MPa。含油污泥中油的存在會(huì)抑制固化體中水化產(chǎn)物的形成,阻止水化產(chǎn)物與含油污泥顆粒的相互膠結(jié),削弱固化效果。因此,在實(shí)際工程中,應(yīng)先降低含油污泥的含油量,再進(jìn)行固化,以達(dá)到更好的固化效果。

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含油污泥來源廣泛,成分性質(zhì)各異。在實(shí)際處理過程中,應(yīng)根據(jù)含油污泥的性質(zhì)和油的回收價(jià)值,采用不同的方法進(jìn)行分期處理:

(1)當(dāng)含油量在10%以上時(shí),采油價(jià)值大,因此可采用化學(xué)熱洗、溶劑萃取或超聲波驅(qū)油等方法處理含油污泥,回收原油。

(2)當(dāng)含油量為6% ~ 10%時(shí),可采用焚燒法。

(3)當(dāng)含油量降至6%以下時(shí),可通過熟化處理或生物處理進(jìn)行最終處理。劉敏等。將含油污泥固化,含油率為6.23%。處理后含油量達(dá)到國(guó)家污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)。羅曉芳等進(jìn)行了石油污染土壤植物-微生物聯(lián)合修復(fù)的實(shí)驗(yàn)室模擬。當(dāng)石油烴的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%時(shí),植物-微生物的聯(lián)合作用可以使石油烴的降解率達(dá)到84%-87%。

5.結(jié)論

含油污泥成分復(fù)雜,處理難度大。目前常用的處理方法各有優(yōu)缺點(diǎn),需要進(jìn)一步研究和改進(jìn)。應(yīng)積極尋求各種處理途徑,徹底解決含油污泥的污染問題,提出如下意見:

(1)單獨(dú)使用一種處理技術(shù)很難處理含油污泥。因此,在實(shí)際處理中,應(yīng)根據(jù)含油污泥的特性,結(jié)合各種技術(shù)。例如,將固化處理與微生物處理或超聲波處理與生物處理相結(jié)合,不僅可以徹底降解污染物,還可以提高處理效率。

(2)綜合利用是處理含油污泥的有效途徑,不僅可以有效處理含油污泥,還可以將含油污泥轉(zhuǎn)化為其他有用的物質(zhì);既能節(jié)約資源,又能創(chuàng)造更多的價(jià)值空間。

(3)今后應(yīng)進(jìn)一步研究含油污泥的性質(zhì),開發(fā)更合理有效的含油污泥綜合利用途徑,真正解決含油污泥的處理問題。(來源:華新水泥股份有限公司、江蘇洋河新城新材料有限公司、南京工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院、宿遷華誼混凝土有限公司)


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