含油污泥無害化處理技術研究

摘要: 近年來，隨(sui)著經濟社會(hui)的(de)(de)(de)快速(su)發展，石油(you)逐(zhu)步成為(wei)生產生活中(zhong)不可或缺的(de)(de)(de)能(neng)源資源。隨(sui)著油(you)田(tian)開采(cai)工作的(de)(de)(de)順利推進，含油(you)污泥是(shi)(shi)油(you)田(tian)開發中(zhong)普遍存(cun)在的(de)(de)(de)固體廢(fei)物，由于含油(you)污泥內含有(you)大(da)量(liang)的(de)(de)(de)石油(you)烴生物，這(zhe)種物質本身(shen)的(de)(de)(de)毒性較強，因此，必須對(dui)這(zhe)類固體廢(fei)物加以必要的(de)(de)(de)處理，以提高(gao)油(you)田(tian)企業的(de)(de)(de)經濟社會(hui)效(xiao)益。無(wu)害(hai)化處理技術是(shi)(shi)一種有(you)效(xiao)的(de)(de)(de)處理方式，能(neng)夠(gou)保障處理結果符合環保性要求。基于此，分析(xi)了含油(you)污泥處理中(zhong)，無(wu)害(hai)化處理技術的(de)(de)(de)應用，有(you)利于促進油(you)田(tian)企業的(de)(de)(de)快速(su)發展。

摘要(yao)：近(jin)年來(lai)，隨(sui)著(zhu)經(jing)(jing)濟(ji)社會(hui)的(de)(de)(de)快速發(fa)展(zhan)，石(shi)油逐(zhu)步成為(wei)生產生活中不(bu)可或(huo)缺的(de)(de)(de)能(neng)源(yuan)資源(yuan)。隨(sui)著(zhu)油田(tian)(tian)(tian)開采工作的(de)(de)(de)順利推進，含油污(wu)泥(ni)是(shi)油田(tian)(tian)(tian)開發(fa)中普遍(bian)存在的(de)(de)(de)固(gu)體(ti)廢物，由于(yu)含油污(wu)泥(ni)內含有大量(liang)的(de)(de)(de)石(shi)油烴生物，這種(zhong)物質本身的(de)(de)(de)毒性較強，因此，必(bi)(bi)須對這類固(gu)體(ti)廢物加以(yi)必(bi)(bi)要(yao)的(de)(de)(de)處(chu)理(li)，以(yi)提高油田(tian)(tian)(tian)企(qi)業的(de)(de)(de)經(jing)(jing)濟(ji)社會(hui)效益。無害(hai)(hai)化處(chu)理(li)技(ji)術(shu)(shu)是(shi)一種(zhong)有效的(de)(de)(de)處(chu)理(li)方式(shi)，能(neng)夠保(bao)障(zhang)處(chu)理(li)結果符合環(huan)保(bao)性要(yao)求。基于(yu)此，分析了含油污(wu)泥(ni)處(chu)理(li)中，無害(hai)(hai)化處(chu)理(li)技(ji)術(shu)(shu)的(de)(de)(de)應(ying)用，有利于(yu)促進油田(tian)(tian)(tian)企(qi)業的(de)(de)(de)快速發(fa)展(zhan)。

 

 

油(you)田(tian)(tian)(tian)資(zi)源的(de)(de)(de)開(kai)發過程(cheng)中，面臨著各種復(fu)雜的(de)(de)(de)開(kai)采環境，以砂巖地層的(de)(de)(de)油(you)田(tian)(tian)(tian)開(kai)發為例，其在開(kai)采過程(cheng)中往往會產生(sheng)大量(liang)的(de)(de)(de)泥(ni)(ni)沙，這些(xie)泥(ni)(ni)沙一(yi)旦在污(wu)水罐中沉積，就會形成(cheng)有(you)毒、有(you)害(hai)的(de)(de)(de)含油(you)污(wu)泥(ni)(ni)。若不(bu)對(dui)這些(xie)固體廢物(wu)加以處理，不(bu)僅會造成(cheng)原油(you)資(zi)源的(de)(de)(de)浪費，還會導致嚴重的(de)(de)(de)生(sheng)態破壞(huai)與(yu)環境污(wu)染等問題(ti)。因此(ci)，各個油(you)田(tian)(tian)(tian)企業需要順應可持續發展(zhan)理念下的(de)(de)(de)發展(zhan)要求，根據油(you)田(tian)(tian)(tian)開(kai)發的(de)(de)(de)具(ju)體情況(kuang)，科學進行(xing)含油(you)污(wu)泥(ni)(ni)的(de)(de)(de)無害(hai)化處理，促進油(you)田(tian)(tian)(tian)企業的(de)(de)(de)可持續發展(zhan)。

 

1 含油(you)污泥的來(lai)源(yuan)與組分

 

1.1 含油污(wu)泥(ni)的來(lai)源

 

由(you)于油(you)(you)(you)(you)田生產(chan)過(guo)(guo)(guo)程比(bi)較(jiao)繁(fan)雜(za)(za)(za)，使(shi)得含(han)(han)油(you)(you)(you)(you)污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)的(de)(de)來(lai)源具(ju)有多樣性，在(zai)(zai)很多環(huan)節都會(hui)產(chan)生含(han)(han)油(you)(you)(you)(you)污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)，主(zhu)要(yao)包含(han)(han) ：①修井(jing)(jing)過(guo)(guo)(guo)程中，往(wang)往(wang)需(xu)要(yao)借助于特定(ding)(ding)的(de)(de)容器、塑料膜(mo)或者其他防(fang)滲(shen)透材料等(deng)(deng)來(lai)進行井(jing)(jing)筒流(liu)(liu)體(ti)的(de)(de)回收，即使(shi)在(zai)(zai)此情(qing)況下，也存(cun)在(zai)(zai)少量井(jing)(jing)筒流(liu)(liu)體(ti)的(de)(de)泄(xie)漏(lou)，當(dang)這(zhe)些(xie)泄(xie)漏(lou)的(de)(de)井(jing)(jing)筒流(liu)(liu)體(ti)與(yu)地面鋪墊沙層接觸以(yi)后，當(dang)清理以(yi)后，會(hui)逐步形(xing)成以(yi)沙子為主(zhu)的(de)(de)固(gu)體(ti)含(han)(han)油(you)(you)(you)(you)污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)。②在(zai)(zai)采出(chu)(chu)水處(chu)理過(guo)(guo)(guo)程中，經由(you)特殊的(de)(de)處(chu)理工藝，比(bi)如沉降、浮(fu)(fu)選、過(guo)(guo)(guo)濾等(deng)(deng)有效實現了懸(xuan)浮(fu)(fu)固(gu)體(ti)的(de)(de)排(pai)出(chu)(chu)，當(dang)這(zhe)些(xie)懸(xuan)浮(fu)(fu)固(gu)體(ti)被排(pai)出(chu)(chu)以(yi)后，經由(you)濃(nong)縮(suo)、壓濾等(deng)(deng)過(guo)(guo)(guo)程，逐步產(chan)生了脫(tuo)水污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)，再(zai)加(jia)上這(zhe)些(xie)固(gu)體(ti)顆粒物(wu)(wu)很細，最(zui)終(zhong)形(xing)成含(han)(han)油(you)(you)(you)(you)污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)。③在(zai)(zai)原油(you)(you)(you)(you)集(ji)輸系統(tong)內，油(you)(you)(you)(you)水分離罐(guan)、原油(you)(you)(you)(you)儲罐(guan)等(deng)(deng)往(wang)往(wang)需(xu)要(yao)定(ding)(ding)期清理，及時排(pai)出(chu)(chu)罐(guan)內的(de)(de)相關雜(za)(za)(za)質，但是(shi)，從排(pai)出(chu)(chu)物(wu)(wu)的(de)(de)構成來(lai)看，含(han)(han)油(you)(you)(you)(you)物(wu)(wu)質相對較(jiao)大，而沙石、泥(ni)(ni)是(shi)雜(za)(za)(za)質的(de)(de)主(zhu)要(yao)類型，這(zhe)種情(qing)況下也會(hui)產(chan)生一(yi)定(ding)(ding)量的(de)(de)含(han)(han)油(you)(you)(you)(you)污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)。④主(zhu)要(yao)是(shi)在(zai)(zai)井(jing)(jing)場、站場、管道(dao)滲(shen)漏(lou)等(deng)(deng)產(chan)生的(de)(de)污(wu)(wu)(wu)(wu)染物(wu)(wu)，在(zai)(zai)對這(zhe)些(xie)污(wu)(wu)(wu)(wu)染物(wu)(wu)加(jia)以(yi)清理的(de)(de)過(guo)(guo)(guo)程中，石塊、塑料等(deng)(deng)雜(za)(za)(za)質極(ji)易混入其中，形(xing)成綜合(he)污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)。

 

1.2 含油污泥的組分(fen)

 

從當前(qian)我(wo)國油(you)田(tian)資源(yuan)開發的(de)現狀來看，含(han)(han)油(you)污(wu)泥內包含(han)(han)了各種(zhong)類(lei)型(xing)(xing)的(de)物(wu)質(zhi)，比(bi)如(ru)在(zai)(zai)采出水(shui)(shui)處理設施排(pai)脫水(shui)(shui)污(wu)泥中，含(han)(han)水(shui)(shui)量、含(han)(han)油(you)量與固(gu)(gu)體(ti)顆(ke)粒(li)含(han)(han)量分別在(zai)(zai)70%~80%、10%~15%、5%~10%，而固(gu)(gu)體(ti)顆(ke)粒(li)粒(li)徑(jing)在(zai)(zai)50~100μm。而其(qi)他類(lei)型(xing)(xing)的(de)含(han)(han)油(you)污(wu)泥，其(qi)90% 以(yi)(yi)上的(de)固(gu)(gu)體(ti)顆(ke)粒(li)粒(li)徑(jing)在(zai)(zai)100μm 以(yi)(yi)上。從幾(ji)種(zhong)不(bu)同的(de)含(han)(han)油(you)污(wu)泥類(lei)型(xing)(xing)來看，油(you)罐底污(wu)泥中的(de)含(han)(han)油(you)量最高，而井場(chang)污(wu)泥與綜合污(wu)泥中，固(gu)(gu)體(ti)顆(ke)粒(li)的(de)含(han)(han)量相對較高。

 

2 含油污(wu)泥危害

 

對(dui)油(you)田的(de)(de)含油(you)污(wu)泥(ni)而(er)言，其內部(bu)(bu)含有的(de)(de)各種(zhong)物質相對(dui)較多，比(bi)如烷烴、環(huan)烷烴、芳香烴、膠質、瀝(li)青質及石蠟等(deng)，從這(zhe)些物質的(de)(de)構成(cheng)來看(kan)，其物質組成(cheng)與原油(you)存(cun)在(zai)高度(du)的(de)(de)相似性，如果在(zai)油(you)田開發過(guo)程中(zhong)(zhong)，不(bu)重視(shi)對(dui)含油(you)污(wu)泥(ni)的(de)(de)處(chu)理，直接將其堆(dui)置于(yu)自然環(huan)境(jing)中(zhong)(zhong)，會導致存(cun)放區域內極大(da)的(de)(de)生態破壞，最(zui)終(zhong)導致嚴(yan)重的(de)(de)生態與環(huan)境(jing)問(wen)題。此外，含油(you)污(wu)泥(ni)中(zhong)(zhong)還存(cun)在(zai)一部(bu)(bu)分的(de)(de)油(you)氣，這(zhe)些油(you)氣在(zai)存(cun)放過(guo)程中(zhong)(zhong)會逐步被揮發，對(dui)周邊的(de)(de)空氣質量等(deng)產生了極大(da)的(de)(de)威脅。而(er)含油(you)污(wu)泥(ni)中(zhong)(zhong)原油(you)的(de)(de)存(cun)在(zai)，甚(shen)至會引(yin)發土(tu)壤內部(bu)(bu)石油(you)類物質超過(guo)特(te)定的(de)(de)標(biao)準，最(zui)終(zhong)引(yin)發土(tu)壤板結等(deng)問(wen)題。

 

3 含油污泥無害化處(chu)理技(ji)術

 

3.1 高溫熱(re)解(jie)處理(li)工藝

 

3.1.1 原理

 

高溫熱(re)(re)解工藝是含油污(wu)(wu)泥(ni)處理(li)中應用最為廣泛的(de)(de)處理(li)工藝，在(zai)(zai)應用此種處理(li)技術進(jin)行含油污(wu)(wu)泥(ni)的(de)(de)處理(li)過(guo)程(cheng)中，需要(yao)保(bao)持(chi)在(zai)(zai)絕(jue)氧的(de)(de)條(tiao)件(jian)下，對(dui)污(wu)(wu)泥(ni)分梯度加(jia)以(yi)加(jia)熱(re)(re)處理(li)，在(zai)(zai)250~350℃加(jia)熱(re)(re)過(guo)程(cheng)中，污(wu)(wu)泥(ni)中的(de)(de)一些揮(hui)發性有機物等(deng)逐(zhu)步(bu)(bu)被(bei)(bei)揮(hui)發出(chu)來。在(zai)(zai)350~500℃，重質(zhi)油在(zai)(zai)加(jia)熱(re)(re)過(guo)程(cheng)中逐(zhu)步(bu)(bu)被(bei)(bei)高溫裂解。而在(zai)(zai)500℃以(yi)上，瀝(li)青質(zhi)、膠質(zhi)等(deng)逐(zhu)步(bu)(bu)被(bei)(bei)裂解與(yu)揮(hui)發，在(zai)(zai)此過(guo)程(cheng)中，逐(zhu)步(bu)(bu)裂解形成小分子烴類(lei)物質(zhi)與(yu)聚合(he)成焦炭(tan)物質(zhi)，而揮(hui)發出(chu)的(de)(de)氣體物質(zhi)等(deng)經由冷凝等(deng)處理(li)以(yi)后可以(yi)被(bei)(bei)回收，有效實(shi)現了(le)對(dui)含油污(wu)(wu)泥(ni)的(de)(de)處理(li)。高溫熱(re)(re)解主要(yao)包含了(le)裂解與(yu)聚合(he)過(guo)程(cheng)。

 

3.1.2 工藝流程

 

污(wu)泥經(jing)(jing)(jing)篩分預處理以(yi)(yi)后(hou)，經(jing)(jing)(jing)儲料(liao)(liao)器逐(zhu)步(bu)進入(ru)高低溫分區(qu)加(jia)(jia)熱回轉爐內，經(jing)(jing)(jing)冷(leng)凝分離的(de)(de)不(bu)凝氣可以(yi)(yi)被(bei)用作整個(ge)裝置的(de)(de)燃料(liao)(liao)，實現循環的(de)(de)加(jia)(jia)熱處理過程(cheng)。當熱流經(jing)(jing)(jing)過內外(wai)殼體環空(kong)時(shi)，會(hui)自動(dong)(dong)對內殼進行(xing)加(jia)(jia)熱，而(er)此時(shi)，污(wu)泥會(hui)自動(dong)(dong)加(jia)(jia)熱，經(jing)(jing)(jing)由熱解以(yi)(yi)后(hou)，物(wu)料(liao)(liao)逐(zhu)步(bu)被(bei)排出系(xi)(xi)統內，而(er)揮發出的(de)(de)油水(shui)混合(he)物(wu)在水(shui)洗等都分離過程(cheng)中，逐(zhu)步(bu)成為液相與(yu)不(bu)凝氣，從液相經(jing)(jing)(jing)油水(shui)分離器等，可以(yi)(yi)再(zai)次(ci)進入(ru)系(xi)(xi)統內加(jia)(jia)以(yi)(yi)循環與(yu)利用。

 

3.2 多梯度耦合處理工(gong)藝

 

3.2.1 原理

 

多梯度耦合(he)(he)處(chu)(chu)理工(gong)藝屬(shu)于(yu)一種(zhong)(zhong)物(wu)理處(chu)(chu)理技(ji)術(shu)，其在實際的(de)(de)處(chu)(chu)理過(guo)程中，主要是(shi)通(tong)過(guo)電磁感應(ying)、分(fen)(fen)(fen)子震(zhen)動(dong)、慣性離心等作用(yong)，驅動(dong)含油污泥實現(xian)(xian)時間與空間的(de)(de)耦合(he)(he)，隨后(hou)利用(yong)超聲波的(de)(de)各種(zhong)(zhong)效(xiao)應(ying)，使(shi)得(de)含油污泥內的(de)(de)各種(zhong)(zhong)物(wu)質可以在這(zhe)些作用(yong)與條件下逐步(bu)被分(fen)(fen)(fen)離，分(fen)(fen)(fen)離以后(hou)的(de)(de)各組分(fen)(fen)(fen)根據(ju)相(xiang)同的(de)(de)物(wu)性加(jia)以集聚，實現(xian)(xian)了良好的(de)(de)處(chu)(chu)理效(xiao)果(guo)。

 

在應用(yong)多梯度(du)耦(ou)合(he)處理(li)技(ji)術(shu)對含油污泥加以處理(li)時，由于超聲波存在裂(lie)解(jie)(jie)與熱(re)作用(yong)，使(shi)(shi)得(de)分(fen)子鏈逐(zhu)(zhu)步(bu)斷裂(lie)，進而使(shi)(shi)得(de)大(da)分(fen)子逐(zhu)(zhu)步(bu)被粉碎，降低(di)了原油的黏度(du)。而空(kong)化作用(yong)的存在加快了氧化還原反應的發生，并(bing)且使(shi)(shi)得(de)高(gao)分(fen)子物(wu)質在此(ci)作用(yong)下更易解(jie)(jie)聚，膠(jiao)結的瀝青質分(fen)子鍵逐(zhu)(zhu)步(bu)斷裂(lie)，原油黏度(du)降低(di)。此(ci)外(wai)，海綿效應的存在使(shi)(shi)得(de)含油污泥內的相關顆(ke)粒(li)(li)逐(zhu)(zhu)步(bu)團聚、粒(li)(li)徑(jing)增大(da)，當其粒(li)(li)徑(jing)達到(dao)一定限度(du)以后，顆(ke)粒(li)(li)之間會逐(zhu)(zhu)步(bu)發生碰撞、沉淀(dian)等(deng)作用(yong)。

 

3.2.2 工藝(yi)流(liu)程

 

應用(yong)甩(shuai)干機精細(xi)篩(shai)分(fen)(fen)以后(hou)(hou)(hou)的干料(liao)(liao)在(zai)粉(fen)碎(sui)系(xi)統(tong)的作用(yong)下(xia)直接(jie)被粉(fen)碎(sui)，這些(xie)被粉(fen)碎(sui)的物料(liao)(liao)粒徑逐步降低，經(jing)(jing)高(gao)(gao)頻(pin)振動(dong)篩(shai)加以篩(shai)分(fen)(fen)處理(li)(li)，其粒徑在(zai)超(chao)過篩(shai)分(fen)(fen)要求的出(chu)料(liao)(liao)逐步被返回(hui)(hui)粉(fen)碎(sui)系(xi)統(tong)重(zhong)新加以粉(fen)碎(sui)處理(li)(li)，而細(xi)料(liao)(liao)則直接(jie)在(zai)漿化(hua)槽(cao)內經(jing)(jing)攪(jiao)拌(ban)，形成相對均勻(yun)(yun)的粗漿料(liao)(liao)。而這些(xie)漿料(liao)(liao)經(jing)(jing)漿料(liao)(liao)輸(shu)送泵加壓(ya)處理(li)(li)以后(hou)(hou)(hou)，逐步被運送至漿化(hua)罐，高(gao)(gao)速切(qie)割攪(jiao)拌(ban)使得其逐步形成相對均勻(yun)(yun)的細(xi)漿料(liao)(liao)。與此同時，罐頂自(zi)動(dong)浮油(you)(you)派送裝置使得浮油(you)(you)逐步被排送于儲油(you)(you)槽(cao)內。細(xi)漿料(liao)(liao)進入耦(ou)合處理(li)(li)撬以后(hou)(hou)(hou)，在(zai)多梯度耦(ou)合處理(li)(li)作用(yong)下(xia)，罐頂自(zi)動(dong)浮油(you)(you)排送裝置實現(xian)了浮油(you)(you)的排送、耦(ou)合處理(li)(li)以后(hou)(hou)(hou)，漿料(liao)(liao)在(zai)輸(shu)油(you)(you)泵作用(yong)下(xia)，實現(xian)了分(fen)(fen)離(li)(li)處理(li)(li)，分(fen)(fen)離(li)(li)以后(hou)(hou)(hou)的水、油(you)(you)等(deng)可以被回(hui)(hui)收與利用(yong)。

 

3.3 生(sheng)物降解(jie)

 

生物(wu)降解(jie)也(ye)是(shi)(shi)一種有效(xiao)的(de)(de)(de)含油污(wu)(wu)泥處(chu)(chu)理(li)(li)工藝，其在應(ying)用(yong)的(de)(de)(de)過程中(zhong)往往是(shi)(shi)利用(yong)微生物(wu)來對(dui)污(wu)(wu)泥中(zhong)的(de)(de)(de)一些有機物(wu)質加以分解(jie)。微生物(wu)的(de)(de)(de)生長過程中(zhong)，含油污(wu)(wu)泥中(zhong)的(de)(de)(de)石(shi)油類物(wu)質逐步被消(xiao)耗與(yu)降解(jie)，最終(zhong)會(hui)形成(cheng)二氧化碳(tan)等無(wu)機物(wu)。從該種處(chu)(chu)理(li)(li)工藝的(de)(de)(de)應(ying)用(yong)來看，其裝置運(yun)行相(xiang)對(dui)安全，且運(yun)行過程中(zhong)的(de)(de)(de)能(neng)源消(xiao)耗相(xiang)對(dui)較低，成(cheng)本(ben)投入少。但是(shi)(shi)，該種處(chu)(chu)理(li)(li)技(ji)(ji)術(shu)受到技(ji)(ji)術(shu)本(ben)身(shen)等的(de)(de)(de)限制，導(dao)致該技(ji)(ji)術(shu)在含油率較高(gao)的(de)(de)(de)污(wu)(wu)泥中(zhong)，無(wu)法(fa)取得良好的(de)(de)(de)處(chu)(chu)理(li)(li)效(xiao)果(guo)。

 

4 結束(shu)語

 

在(zai)油(you)田資源(yuan)的(de)開發(fa)過(guo)程中(zhong)，含油(you)污(wu)泥(ni)的(de)來源(yuan)廣泛，且含油(you)污(wu)泥(ni)的(de)處(chu)理技術相對多(duo)樣。為(wei)保障良好的(de)處(chu)理效(xiao)果，實(shi)現資源(yuan)化利用(yong)(yong)，必須在(zai)處(chu)理過(guo)程中(zhong)結合含油(you)污(wu)泥(ni)的(de)具體(ti)特點(dian)，應用(yong)(yong)最為(wei)科學(xue)的(de)處(chu)理技術，提高污(wu)泥(ni)處(chu)理的(de)整體(ti)水平，實(shi)現有關物質的(de)回(hui)收利用(yong)(yong)等。

 

參(can)考(kao)文(wen)獻

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