焦点提醒：含油污泥处置手艺：预处置、油品分手、无害化处置2021-04-25 09:02来历：情况项目作者：白冬锐 等要害词：含油污泥含油污泥资本化危险废料名录保藏6点赞分享定阅投稿我要投稿工业废水处置运营治理练习营 线上课程火热报名中！情况分析办事治理暨环保管家培训班 火热报名中！工业废水处置运营治理练习营 线上课程火热报名中！情况分析办事治理暨环保管家培训班 火热报名中！研究布景全球石油开采、炼制、深加工全财产链条成长敏捷，但范围的扩年夜和手艺的不妥利用都致使含 2021-04-25 09:02来历：情况项目作者：白冬锐 等要害词：含油污泥含油污泥资本化危险废料名录保藏6点赞 研究布景 全球石油开采、炼制、深加工全财产链条成长敏捷，但范围的扩年夜和手艺的不妥利用都致使含油污泥的产量增添。全球含油污泥年产量跨越6000万t，累计发生量跨越10亿t；我国含油污泥的年产量高达500万t；2015年新疆油田发生含油污泥4万～5万t，三年夜油田(年夜庆、成功、辽河油田)的含油污泥总产量跨越200万t。 含油污泥成份复杂，含年夜量原油，此中石油烃(PHCs)是贵重的资本。我国含油污泥中PHCs含量占15%～50%，固体颗粒物含量5%～46%，含水率通常是35%～90%，乃至更高，pH值凡是为6.5～7.5，同时含有年夜量胶质、沥青质和苯系物、蒽、酚、芘等有毒无害物资，乃至还放射性物资和重金属，此中良多物资具有“三致”效应(如多环芳烃(PAHs))。含油污泥因具有毒性和易燃性而被列入《国度危险废料名录(2018)》(HW08废矿物油与含矿物油废料)，若处置不妥会对生态情况和人类健康形成严峻要挟。 今朝，含油污泥的处置年夜多以无害化为终究方针，但轻忽了此中年夜量PHCs的资本属性。基在此，本文梳理了含油污泥资本化和无害化的处置思绪：1)对含油污泥预处置，经由过程调质、脱水，下降含水率，提高含油率；2)以油品分手法收受接管含油污泥中的PHCs，实现含油污泥的资本化；3)无害化处置残剩含油残渣。 摘 要 石油工业出产的特点固体废料——含油污泥，是一种由石油烃、水、固体颗粒物和其他物资(如重金属)构成的固态/半固态复合物，因毒性和易燃性被归入危险废料治理。我国含油污泥年产量高达500万t，此中含有15%～50%的石油烃。含油污泥的处置要统筹无害化和资本化。基在其构成、性质和风险，引见了含油污泥的油品资本化分手法(离心、溶剂萃取、热解)和无害化残剩含油残渣处置法(燃烧、固化、生物处置)等国表里经常使用的处置方式。年夜体上，含油污泥的处置思绪为，起首预处置下降含水率、提高含油率，再经油品分手法收受接管含油污泥中的石油烃，最初无害化处置残剩含油残渣。会商了各方式的特点和国表里研究进展，提出了含油污泥处置手艺的成长建议。 01 含油污泥的预处置 含油污泥在油品分手收受接管PHCs之前，因为含水率高，所以凡是先做脱水预处置，分歧后续处置手艺要求的含水率分歧，经常使用的脱水方式有浓缩法、风化法、机器法和干燥法等。含油污泥的过滤比阻年夜，属在难熬滤性污泥。今朝，重力沉降和机器过滤的组合工艺为最经济适用的预处置体例，可是重力沉降后的浓缩液属在多相胶体系统，极难脱稳，难以间接跟尾机器脱水，所以需要先调质使油水份离。一般调质剂为醋酸、氢氧化钠、双氧水、氧化钙、硅藻土、聚丙烯酰胺(PAM)等，也可由2～3种调质剂复配利用。林子增等发觉，FeCl3也是一种机能杰出的含油污泥调质剂，在FeCl3 20 g/L、pH≤8.58、低强度离心(2000 r/min、5 min)前提下，脱水率最高可达57.6%。 添加调质剂脱稳，可能引入新的污染物，激发含油污泥的二次污染，是以开辟情况友爱的预处置手艺具有积极意义。姜赫等操纵超声波预处置含油污泥，海绵效应、局部发烧等感化可提高含油污泥处置结果。但是，超声波预处置手艺的本钱高，且参数随含油污泥成份转变年夜，尚不克不及年夜范围推行。今朝，仍以重力沉降、调质脱稳和机器过滤相连系为支流预处置体例，本钱低且脱水结果好，易到达各类油品分手手艺的要求。 今朝，国内年夜大都石油开采企业在脱水预处置含油污泥后，凡是间接填埋或燃烧，这些方式固然操作简单、本钱低，但华侈资本，还会对四周情况形成污染，是以用油品分手法收受接管含油污泥中的PHCs具有主要感化。 02 油品分手法 含油污泥颠末预处置，含水率下降，含油率增添。但即便含油率仅为10%，在经济角度仍具有资本化收受接管的意义。油品分手法是从含油污泥中提取 PHCs的必须操作，国表里经常使用的处置方式有离心分手法、溶剂萃取法、热解法等。 1.离心分手法 离心分手法处置含油污泥较成熟，操纵高速扭转装备发生壮大的离心力，能够在短时候内将含油污泥中分歧密度的物相(水、固体颗粒物、PHCs)分手，从而收受接管PHCs，典型工艺流程如图1所示。在预处置进程中，经由过程添加调质剂下降含油污泥的黏度，再高速离心，能经由过程节制离心强度、转速等实现三相分手。 离心分手法相对洁净、成熟，且装备一般占地较小。年夜庆油田第七采油厂的葡萄花含油污泥处置站选用离心分手手艺，经由过程添加40 mg/L的阳离子PAM，3500 r/min离心5～6 h后，含油污泥平均含油率降为1.65%，可收受接管约28% PHCs。离心分手法在高含水率的含油污泥处置方面具有普遍的利用前景，但从经济角度来看，仅限在小范围利用，尚不合用在年夜型含油污泥处置站。 我国对离心分手装配的研究和开辟还需延续深切。今朝，年夜大都油田利用的离心计心情为进口装备，如年夜庆油田引进德国Hiller公司全套主动化离心处置装配，不但能有用收受接管PHCs，还能使处置后的含油污泥知足黑龙江省处所尺度DB23/T 1413—2010《油田含油污泥分析操纵污染节制尺度》要求的含油率(<2%)。另外，除应优化工艺参数、改良工艺进程外，更应正视与调质手艺的配套利用，特殊是平安绿色调质剂的开辟。 2.溶剂萃取法 溶剂萃取法选择一种无机溶剂作为萃取剂，操纵“类似相溶”道理，将PHCs消融并使其与含油污泥中其他组分分手，然后将夹杂物蒸馏以分手出PHCs和萃取剂，比离心分手法更合用在高含油率油泥、老化油泥等一些处置难度年夜、收受接管操纵价值高的处置单位。 图2为溶剂萃取法的典型工艺流程，其手艺要害是萃取剂的选择。Tian等研制出离子液体加强萃取剂(环己烷和1-乙基-3-甲基-咪唑四氟硼酸盐)，与零丁利用环己烷对照，在100 r/min搅拌、萃取剂/含油污泥为0.8 mL/g的前提下，离子液体加强萃取剂在更短的时候(10 min)内取得了(96.92±4.79)%的PHCs收受接管率。乙烷、二甲苯、二氯甲烷等也是经常使用的萃取剂。 为提高萃取效力，中国石化洛阳分公司以低压蒸汽为热源，以180～300 ℃的馏分油为萃取剂，可从含油率15%的含油污泥中收受接管PHCs 110～140 kg/t。固然溶剂萃取法在含油污泥处置上利用普遍，但低含油率污泥的提取效力偏低，并且溶剂耗损量年夜、提取时候较长，一方面要继续开辟高效绿色萃取剂，另外一方面还要优化萃取剂/含油污泥比、搅拌体例、速度、萃取时候等对收受接管结果影响较年夜的工艺参数。 3.热解法 在无氧前提下，含油污泥经高温热解转化为气、液、固三相，气相产物以CH4、CO2、H2和CO为主，液相通常是常温燃油和水，固相残渣中含有焦炭，一般以收受接管液态PHCs为主，可不调质到达收受接管目标。热解反映在还原氛围下进行，产二噁英少少，其典型工艺流程如图3所示。 热解进程和产品产率的影响身分包罗温度、加热速度、气固相逗留时候和物料尺寸等，此中温度影响最为显著。含油污泥中的无机物在分歧热解温度下会产生一系列复杂化学反映，如裂解和缩合等。>200 ℃时，含油污泥最先热解，跟着温度升高，液相PHCs产量增添，能够最先搜集。在450～550 ℃内，跟着热解温度的增添，含油污泥的含油率逐步下降，当热解温度到达550 ℃时，1 h后残渣含油率连结在2%以下，PHCs收受接管率跨越85%，但热解温度进一步升高，收受接管效力反而下降，这是由于温度跨越450 ℃时，裂解发生的重质PHCs产生化学键二次断裂，构成轻质PHCs，525 ℃后会构成更轻质的PHCs，易在挥发。王万福等阐发辽河油田某处含油污泥在600 ℃下的热解产品，热解气中C1—C4组分占90%以上，甲烷占42.1����APP3%；液态产品中汽油、火油和柴油等轻质PHCs含量较高，占85%以上。热解油易在贮存和运输，与贸易炼油厂的低档次石油馏分相当，能够间接用作柴油策动机燃料。热解残渣的概况化学性质有较年夜差别、孔布局较发财，可用作吸附剂、催化剂、絮凝剂、制取富氢燃气和建材原料。 塔河油田年产含油污泥近4×104 m3，今朝利用热解法处置含油污泥，在500 ℃热解后含油率<0.3%，PHCs收受接管率为90%，约收受接管70 kg/t PHCs。热解含油污泥资本收受接管率高、二次污染较小，但因为热解进程易结焦致使受热不均且装备布局复杂，尚不合适年夜范围利用在含油污泥处置。 4.其他手艺对照 其他手艺首要包罗微波辐射法、概况活性剂洗涤法、超声波处置法、电动法、泡沫浮选法等，尚处在尝试室研究阶段，具体对照环境见表1。 03 无害化处置法 含油污泥经油品分手后，收受接管了年夜部门PHCs，但残剩含油残渣中仍有少许PHCs残存，间接排放会风险情况，故需无害化处置以到达排放尺度。今朝，经常使用的残剩含油残渣无害化处置方式相对成熟，首要有燃烧、固化法、生物处置3种。 1.焚 烧 燃烧法是在过量空气和辅助燃料具有的环境下，使含油污泥在燃烧炉中充实高温氧化，以尽可能削减残留的有毒无害物资、按捺新污染物生成为方针的方式。燃烧法已在年夜型炼油厂的含油污泥处置中普遍利用，是HJ 607—2011《废矿物油收受接管操纵污染节制手艺规范》保举的处置手艺。燃烧炉的机能受多种身分影响，包罗燃烧前提、逗留时候、温度、原料质量、辅助燃料等。反转展转窑和轮回流化床是最经常使用的含油污泥燃烧炉。 含油污泥相对市政污泥，构成成份加倍复杂、含盐率更高，对燃烧装备的侵蚀性极强，并且燃烧尾气中含有年夜量酸性气体，乃至重金属，必需配套尾气处置装配。同时在燃烧进程中发生的灰渣也需要进一步处置。 含油污泥中含有高浓度的抗燃烧性无害成份，并且颠末PHCs收受接管的残剩含油污泥热值低，处置本钱增添。针对这类状态，有研究将含油污泥和其他物料协同燃烧，首要分成4个阶段：水份挥发析出(<180 ℃)，挥发阐发出燃烧(230～500 ℃)，固定碳的燃烧(500～670 ℃)和碳酸盐高温分化(680～760 ℃)。 将来，以燃烧法处置残剩含油污泥一方面需要处置燃烧发生的有毒无害物资，避免二次污染；另外一方面更要研发高效的燃烧装备。 2.固化法 含油污泥的固化处置是经由过程物理化学方式将含油污泥固定或包涵在惰性固化基材中，构成具有杰出机器机能、抗渗入、抗浸出固化产品的手艺。经常使用的固化剂有水泥和粉煤灰等。固化后的含油污泥可作为建筑材料，如用在构筑路基下层，其抗压性、抗拉性等需要到达JTJ 057—94《公路项目无机连系料不变材料实验规程》和JTJ 034—2000《公路路面下层施工手艺规范》中水泥不变碎石路基下层的尺度要求。 除可固化无机物外，也可将一些无害重金属固定在水泥基体中。Karamalidis等用波特兰水泥OPC固化炼油厂含油污泥，并评价重金属的浸出行动，发觉pH对重金属的固化影响最年夜：pH>6时，重金属固化率>98%；pH>7时，重金属固化率>93%；pH>8时，Ni固化率极高(>98%)；但pH为2.5时，重金属固化率较低，仅为47%。对粉煤灰等含油污泥燃烧副产品, 都可采取固化法避免重金属浸出。 3.生物处置 生物处置手艺在好氧前提下，操纵微生物以含油污泥中的PHCs作为碳源进行新陈代谢，将其转化为CO2和H2O。今朝首要的生物处置手艺有地耕法、堆肥法、生物泥浆法和生物强化法。地耕法和堆肥法均操纵泥土中的自然微生物天然降解含油污泥中的PHCs，较难节制微生物品种和活性，且占地面积年夜、受降雨和温度等天然前提影响较年夜，且可能污染泥土和地下水，很少现实利用。生物泥浆法和生物强化法均经由过程接种微生物将含油污泥中的PHCs转化为低毒性的中心产品 (若有机酸和醛类等), 终究转化为CO2和H2O，要害在在挑选高效的PHCs降解菌。现已发觉跨越79种可以或许降解PHCs的微生物，包罗肠杆菌、假单胞菌、不动杆菌、芽孢杆菌等。 含油污泥的生物降解会遭到微生物品种、处置时候、温度、pH、含油浓度和特征等多种身分的影响。任丽君等从渤海油田含油污泥平分离出3株PHCs降解菌，别离为棒状杆菌、短杆菌和假单胞菌，最适降解前提别离为37 ℃、盐度3%、pH=8，32 ℃、盐度1%、pH=8，42 ℃、盐度1%、pH=6，三种前提30 d对含油污泥中PHCs的降解率别离为39.69%、31.13%和53.29%。养分物资也是影响PHCs降解的主要身分, 是以需要在生物降解进程中弥补养分源。Roldan-carrillo等研究含油污泥在分歧养分前提下的生物降解效力，发觉颠末30 d的处置，C∶N∶P为100∶1.74∶0.5的含油污泥中，PHCs去除率为51%；C∶N∶P为100∶1.66∶0.83时，PHCs去除率更高，为58%。 微生物降解PHCs具有局限性，单一微生物不克不及以所有PHCs为碳源。是以, 含油污泥的生物降解凡是需要将多种微生物夹杂。因为微生物物种之间具有协同和拮抗感化, 所以需挑选具有协同感化的夹杂菌株。任丽君等挑选出3株降解菌，夹杂后降解效力为58.08%，较着高在单一菌株的降解效力。 04 展 望 对含油污泥处置，单一手艺因为限制多，且要分析斟酌经济、政策等身分，不克不及很好地合用在含油污泥的处置，若斟酌将多种手艺连系利用来填补单一手艺的缺点，可能会找到更经济有用的处置方式。 针对各年夜油田产油质量和性质的特点，应尽快建立含油污泥处置手艺挑选和组合的方式系统，同时成立典型含水率、含油率的处置手艺库，在项目实践中指点手艺人员随机应变地选择适合的处置手艺。 今朝，不但要节制含油污泥中的无机污染物，还要存眷无机污染物、放射性物资等有毒无害物资，特别是重金属，可能会积累到危险程度，且重金属和其他有毒无害物资的共存可能致使更复杂的污染问题。例如, 多环芳烃和重金属的分析影响比多环芳烃更年夜。 跟着石油资本欠缺压力在将来的加重，在新能源手艺还没有年夜范围利用之前，还需要深切研究含油率<10%的含油污泥资本化手艺，尽量收受接管石油资本。
含油污泥处置手艺：预处置、油品分手、无害化处置
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