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油泥处理技术
本文总结了国内主流的油泥治理技术,当中也介绍了一种新型技术。此技术突破传统油泥治理技术,通过独创的电催化水技术将油泥进行高级氧化分解,在治理过程中无需高温加热也无需添加化学药剂,因此处理成本比传统技术低,且无二次污染烦恼。
旺德科技ONEWIDE林先生:油泥治理技术综述及油泥处理新技术介绍含油污泥是在石油开采、运输、炼制及含油污水处理过程中产生的含油固体废物。污泥中一般含油率在10一50%,含水率在40一90%,我国石油化学行业中,平均每年产生80万t罐底泥、池底泥,胜利油田每年产生含油污泥在10万吨以上,大港油田每年产生含油污泥约15万吨,河南油田每年产生5×104m3含油污泥。含油污泥中含有大量的苯系物、酚类、蒽、芘等有恶臭的有毒物质,若不加以处理直接排放,不但占用大量耕地,而且对周围土壤、水体、空气都将造成污染,污泥中还含有大量的病原菌、寄生虫(卵)、铜、锌、铬、汞等重金属,盐类以及多氯联苯、二恶英、放射性核素等难降解的有毒有害物质。目前,油泥砂己经被国家列为危险废物。现今国内外处理含油污泥的方法一般有:焚烧法、生物处理法、热洗涤法、溶剂萃取法、化学破乳法、固液分离法等。尽管处理的方法很多,但都因针对性不强、处理成本高等缺点没有推广。对含油污泥进行无害化、清洁化并回收其中资源的综合处理,成为国内外环境保护和石油工业的重点之一。随着科技的进步,旺德科技经过十二年的专注研发,研发出了电催化水技术,此技术对油泥中的石油烃类有快速分解的能力,突破了传统油泥治理技术的瓶颈,解决了高成本、低除油率、处理时间长等问题。(1)电催化水法旺德电催化水设备中设有特制电极片,电极上涂布过渡金属氧化物,通过向特制电极施以高电压的形式而形成一套高效的高压电催化分解机制。在这套机制当中包含了三种核心原理:电催化法、高压法、电解法,当水中有机物进入设备后,在高压电场中因高压电催化的作用将有机物分解,其次水因电化学作用而产生大量的自由基,使中水有机物(石油烃类)因自由基的氧化作用而被破坏分解。因此,电催化水设备对水中有机物(石油烃类)有极佳的催化氧化作用。实验结果表明,经电催化水法处理后水基钻井油泥中石油烃类含量达到0.04%,远远低于国标要求的2%,详细介绍设在最后一页。(2)焚烧法法国、德国的石化企业多采用焚烧的方式,污泥先经过调制和脱水预处理,浓缩后的污泥再经设备脱水干燥,将泥饼送至焚烧炉进行焚烧,灰渣用于修路或埋入指定的灰渣填埋场,焚烧产生的热能用于供热发电。焚烧的处理对象主要是含油量在5-10%的油泥,焚烧温度一般控制在800-1000℃,焚烧时间控制在0.5一1.5h,采用50-100%过量空气。我国绝大多数炼油厂都建有污泥焚烧装置,如湖北荆门石化厂、长岭石化厂采用的顺流式回转焚烧炉;燕山石化采用的流化床焚烧炉。含油污泥在经焚烧处理后,多种有害物质几乎全部除去,效果良好。但其投资大,成本高,常需加入助燃燃料,焚烧过程中伴有严重的空气污染,而且不能回收原油,所以在我国焚烧装置的实际利用率较低。旺德科技ONEWIDE林先生:刘玉丽采用旋转式焚烧炉对油泥进行焚烧实验,结果表明焚烧后灰分中含油率仅有0.3%,焚烧耗油量平均为18.5kg/t,旋风除尘器出口烟气中的二氧化硫和颗粒物浓度达不到国家标准,需经喷淋塔进一步处理方能达到排放标准。(3)热化学洗涤法热水洗涤法是美国环保局处理含油污泥优先采用的方法,主要用于含泥沙多颗粒大的含油污泥的处理。一般以热碱水溶液反复洗涤,再通过气浮实现固液分离。洗涤温度多控制在70℃左右,液固比2:l,洗涤时间20min,能将含油量为30%落地油泥洗至残油率l%以下。混合碱可由廉价的无机碱和无机盐组成。该方法能量消耗低,费用不高,是我国目前研究较多、较普遍采用的含油污泥处理方法。含油污泥的热化学清洗是一个复杂的动力学多相流过程。工艺参数和化学药剂是两大重点和难点,清洗化学药剂的筛选涉及物料运移和分离等方面因素。(4)热解吸热解吸是一种改型的污泥高温处理方法。油泥在绝氧条件下加热到一定温度使烃类及有机物解吸。20世纪90年代初该工艺在国外迅速发展并获得应用,主要适用于处理油含量大于30%含油污泥。该工艺具有较高的技术含量,对反应条件要求较高,处理费用较高,操作也比较复杂,尚须进一步完善。(5)溶剂萃取法溶剂萃取是一种用以处理泥沙多颗粒小含油1O%-2O%的含油污泥的有效技术。该工艺利用萃取剂将含油污泥溶解,经搅拌和离心后,大部分有机物和油从泥中被萃取剂抽提出来;然后回收萃取液迸行蒸馏把溶剂从混合物中分离出来循环使用,回收油则用于回炼。溶剂萃取一般在室温下进行,溶剂比越大萃取效果越好,但溶剂比大萃取设备的负荷变大,能耗相对较大。经过萃取后的含油污泥再经蒸馏处理,能有效地脱出含油污泥中的重油,脱油率可达90%以上。由于成本高,萃取法还没有实际应用于炼厂含油污泥处理,开发出性能价格比高的萃取剂成为此项技术发展的关键。(6)旋流工艺旋流工艺是处理含水多泥沙少颗粒小的含油污泥的较好工艺。旋流分离是在离心力场中利用介质间的密度差,将分散相从连续棚中分离出来的一种方法,其分散相可以是固体颗粒也可以是液滴,连续相可以是气体也可以是液体。德国OMW炼厂和ESSO公司应用三相卧式螺旋离心机处理含油污泥。此工艺是把油泥加热至60-80℃,并预搅拌或加入有机絮凝剂,处理量达60m3/h,可有效地把含油污泥合成三相,其中固相泥渣含固率36%,含油率10%;水相含油率2%,含固率1%;油相含油95%,含水率4.5%,含固率5%。工艺由一台及Z42-3/441离心机和油泥料泵、电气控制板和钢架组成了一个完整的处理系统。该离心机技术关键是可调叶轮工艺,可根据不同的水油比重差,进行调节,在三相离心机后,用一台小型立式叠片分离机进行油相的分离。(7)生物处理法生物法处理含油量小于5%的含油污泥,具有不形成二次污染或导致污染物转移、费用低等特点。生物法指微生物利用石油烃类作碳源进行同化降解,使其最终完全矿化,转变为无害的无机物质(CO2和H2O)的过程。微生物对石油烃类的降解,主要是在加氧酶的催化作用下,将分子氧结合到基质中,先是形成含氧中间体,然后再转化成其他物质。因而,氧是影响好氧微生物生长和降解石油烃类的重要因素。在石油烃类存在时,微生物耗氧变化己被用于表征底物可降解性,目前应用较多的是堆肥法和生物反应器法。A堆肥法。堆肥法是将含油废弃物与适当的材料相混合并成堆放置,用人工强化生物降解。堆肥法能保持微生物代谢过程中产生的热量,有利于石油烃类的生物降解;持水性、透气性为选择材料的原则,常用锯木屑、碎稻草等。堆肥法多见应用于较高烃类含量的含油污泥及旺德科技ONEWIDE林先生:冬季较长的地区。含油污泥中烃类的半衰期约为2周,处理后的含油废弃物可直接排放或施用农田。郭书海等对含油污泥的堆腐技术作了研究,采取投加固体茵剂的方法增加微生物种群;通过 投加客土、肥料、水分及改变 pH:调控微生物的营养和生存环境。实验结果表明,处理含 油污泥时投加客土是影响处理效果的重要因素;较理想的处理条件为:在自然温度条件下; 客土投加量10-20%,肥料5%,茵剂5%(湿重)水分30%(烘干基)7 和PH7.0。当TPH 初 始浓度为 20.6-22.3g/kg 时,60 天后其去除率大于 49%,而且堆料的 O2 含量能反映生物降 解过程中微生物的活性及总石油烃的处理效果变化趋势。 欧阳威等采用油泥、菌剂及其他添加物充分混合后堆放的方法,对三种条件下的微生物强化 分解油泥进行了研究。结果表明,在菌剂和锯末的共同作用下,经过45 天后,污泥含油量 从24%下降到11%,去除率达到54%。而菌剂单独作用下,含油量下降到16%,去除率达为 33%;在没有菌剂作用下,含油量仍然保持在20%以上。试验说明,生物强化分解是含油污 泥处理的有效途径。 B.污泥生物反应器法。生物反应器是一种将含油污泥稀释于营养介质中使之成为泥浆状的 容器。生物反应器通过人为地控制充氧、温度、营养物质等操作条件,烃类物质的生物降解 速度较之其他生物处理过程更快。有的加入驯化过的高效烃类氧化菌,加快烃类的生物降解。 据文献报道,当固体负荷为5%时,生物降解半衰期为5 天。生物反应器法也可应用于石油 工业废弃物的预处理以减少烃类含量,后作其他处理。 油泥污染控制指标: 油田含油污泥综合利用污染控制指标 序号 项目 污染控制指标 垫井场 通井路 农用 Mg/kg 干污泥 Mg/kg 土壤PH﹤6.5 土壤PH≧6.5 1 石油类 ≦20000 ≦3000 ≦3000 附加说明: 本标准由中华人民共和国石油工业部提出。 本标准由石油炼制工业水污染物排放标准编制小组负责起草。 本标准委托石油工业部负责解释。 註: 目前全国最佳处理达到:1%; 农用标准更是要求小于:0.3%; 油泥治理新技术—电催化水技术综合处理可达到:0.04%; 旺德科技ONEWIDE 林先生: 电催化水介绍: 电催化水的应用: A:中性电催化水: 主要治理有机溶剂(VOC)污染的土壤,含有油脂的污染土壤、化学农药 等污染土壤治理。 B:酸性/碱性电催化水: 可高效分解油脂污染、原油污染,矿物油品等造成的土壤污染。 电催化水治理油泥原理图: 电催化水是由具有高能量场的超气态电素流技术产 生,在机器中通过技术控制,可快速产生大量的碱性 还原水、酸性氧化水与中性水,水中包含大量瞬时自 由基;且水中PH 值与Eh 可以任意调整,产生高还 原性或高氧化性的水。 是 旺德科技ONEWIDE 林先生: 水基油泥治理流程图 油基油泥净化流程图 旺德科技ONEWIDE 林先生: 油泥治理过程照片 水基油泥检测报告: 油泥池 油泥原样 油泥净化前 净化后对比 油泥净化设备 电催化水设备 油泥净化中 油泥净化后