楊志剛 劉 立 魏彥林

（陜西延長石油（集團）有限責任公司研究院）

延長油田地處干旱、缺水地區(qū)，生態(tài)環(huán)境惡化。目前，含油污泥主要處理方法是填埋或由具有環(huán)保資質的公司進行處理，以上處置方法均未達到環(huán)保要求，原油資源浪費嚴重，為了解決含油污泥帶來的環(huán)境污染問題，使資源得到充分利用，必須采取環(huán)保和有效的措施處理含油污泥［1－3］。為此，在室內研究基礎上，提出含油污泥熱洗→三相分離→壓濾→固化處理技術，并進行了現(xiàn)場試驗［4－9］。

1 含油污泥處理工藝

含油污泥處理現(xiàn)場試驗工藝路線如圖1所示。

污泥池中的含油污泥加入水與表面活性劑后進入污泥調和裝置，經調和裝置混合攪拌處理后進入含油污泥熱洗處理裝置；熱洗處理后的含油污泥進入三相分離器進行油泥水三相分離，分離出的油進入儲油罐回收利用，分離出的水進入水處理裝置，經過處理后循環(huán)使用，分離出的剩余污泥進入壓濾裝置；壓濾出液體進入油田水處理系統(tǒng)，干污泥進入制磚機，加水泥和沙子制作建筑材料使用。

2 現(xiàn)場試驗

在室內研究基礎上，于2012年7月16日至31日在延長油田永寧采油廠進行了含油污泥處理現(xiàn)場試驗，確定含油污泥處理運行參數(shù)，并驗證含油污泥處理效果。

2.1 試驗設備

現(xiàn)場試驗主要設備包括含油污泥調和罐、熱洗裝置、螺旋式離心機、帶式壓濾機和制磚設備，各設備主要參數(shù)為：污泥調和罐有效容積為1m3，帶調速攪拌器；熱洗裝置有效容積為1m3，帶調速攪拌器，帶加熱裝置，最高控溫100℃；螺旋式離心機最高轉速3 000r／min，最大分離因數(shù)1 600；帶式壓濾機過濾面積0.6m2，過濾壓力0.6MPa；制磚設備固化模具長×寬×高＝150mm×150mm×50 mm。

2.2 試驗材料

試驗用含油污泥取自延長油田永寧采油廠污泥濃縮池，其含水率、含油率相對平穩(wěn)，含水率為35%～42%（w，下同），含油率為32%～37%。經檢測，重金屬含量低于GB 4284－1984《農用污泥中污染物控制標準》，污泥主要污染物為原油。清洗用表面活性劑為實驗室篩選效果較好的德國巴斯夫公司生產的 AN49、AT50、AE03、AE09、TO10和 XP80 6種表面活性劑。固化用材料為標號32.5的普通硅酸鹽水泥和河沙。

2.3 試驗方法

含油污泥中加入一定量的水和表面活性劑，在一定溫度條件下，混合攪拌一定時間進行熱洗處理，熱洗后的含油污泥經三相分離和壓濾處理后，再加入一定量水泥和沙子進行固化處理，計算含油污泥除油率，測定含油污泥固化后抗壓強度和浸出液COD值。

含油污泥含水率測定依據(jù)石油醚蒸餾回流方法進行；含油污泥中油含量的測定依據(jù)GB／T 15440－1995《環(huán)境中有機污染物遺傳毒性檢測的樣品前處理規(guī)范》進行；固化塊抗壓強度測定依據(jù)GB／T 17671－1999《水泥膠砂強度檢驗方法》進行；浸出液COD值的測定依據(jù)GB 11914－1989《化學需氧量的測定 重鉻酸鹽法》進行。

2.4 現(xiàn)場含油污泥處理運行參數(shù)的確定

現(xiàn)場考察了表面活性劑加量、熱洗溫度、熱洗時間、泥水比、表面活性劑重復利用和機械三相分離條件對含油污泥除油效果的影響，確定出含油污泥處理最佳工藝參數(shù)。

2.4.1 單一表面活性劑除油試驗

當溫度為60℃、處理時間為2h時，單一表面活性劑的除油率試驗結果如表1所示。

表1 單一表面活性劑除油效果Table 1 Effect of single surfactant on oil removal

表1試驗結果表明，對于單一表面活性劑而言，隨著表面活性劑濃度增加，含油污泥除油率增加，其中AN49和AE09兩種表面活性劑處理效果最佳。

2.4.2 復合表面活性劑除油試驗

選擇除油效果較好的表面活性劑AN49和AE09進行復配，當溫度為60℃、處理時間為2h時，表面活性劑AN49和AE09按不同比例加藥，總加量為0.5%時，含油污泥除油試驗結果如表2所示。表2數(shù)據(jù)結果表明，相同溫度、處理時間和加量條件下，表面活性劑配比不同，含油污泥除油率相應有所變化，與表1單一表面活性劑除油效果比較，除油率均有提高，表面活性劑AN49和AE09最佳復配質量比為1∶1。

表2 復合表面活性劑除油效果Table 2 Effect of composite surfactant on oil removal

當表面活性劑AN49和AE09復配的質量比為1∶1時，復合表面活性劑加量與含油污泥除油率的關系見表3。從表3可以看出，隨著復合表面活性劑的加量增大，含油污泥除油率逐漸提高。從含油污泥處理成本考慮，選擇復合表面活性劑加量為0.5%左右。

表3 復合表面活性劑加量與除油率的關系Table 3 Relation between composite surfactant dosage and oil removal rate

2.4.3 溫度對除油效率的影響

復合表面活性劑（AN49和AE09復配質量比為1：1，下同）在0.5%加量和反應時間2h條件下，不同溫度下含油污泥除油試驗結果如表4所示。

表4 溫度對除油率的影響Table 4 Effect of temperature on oil removal rate

表4試驗結果表明，在表面活性劑加量和處理時間等因素不變的情況下，隨著處理溫度的升高，含油污泥除油率逐漸增大。但隨著溫度的升高，能耗逐漸增大，同時水的蒸發(fā)量增加，所以含油污泥除油現(xiàn)場處理溫度控制在60～70℃。

2.4.4 時間對除油效率的影響

復合表面活性劑加量為0.5%、處理溫度為60℃時，處理時間對含油污泥除油效果見表5。

表5 處理時間對除油率的影響Table 5 Effect of time on oil removal rate

表5試驗結果表明，在表面活性劑加量、處理溫度等因素不變的條件下，含油污泥除油率隨著處理時間的增加而增大。同時可以看出，處理時間在2 h以上時，除油率變化不大，因此控制時間為2h。

2.4.5 泥水比對含油污泥除油效率的影響

復合表面活性劑加量為0.5%，溫度60℃和時間2h條件下，改變試驗的泥水體積比，從而得到除油效率隨泥水體積比的變化關系，如表6所示。

表6 泥水比對除油率的影響Table 6 Effect of ratio of sludge and water on oil removal rate

加水量過少，不利于油、泥的分離，同時也無法實現(xiàn)預處理階段的含油污泥流態(tài)化。加水量過多，則增加水的消耗、化學藥劑的用量，以及最終循環(huán)水的處理量。從表6試驗結果可以看出，油泥與水的體積比為1∶3左右較為合適。

2.4.6 復合表面活性劑重復利用對含油污泥除油效率的影響

復合表面活性劑加量為0.5%、處理溫度60℃、處理時間2h和泥水體積比為1∶3條件下，處理液多次重復利用除油測定結果如表7所示。

表7 重復利用次數(shù)和除油率的關系Table 7 Relation between recycle numbers and oil removal rate

表7試驗數(shù)據(jù)表明，復合表面活性劑在重復使用4次后除油率仍高達80%以上，說明復合表面活性劑使用過程中消耗少，重復利用率高，利于生產實際中節(jié)約污泥處理成本。

2.4.7 三相離心分離條件的選擇

雖然熱洗對含油污泥具有很好的處理效果，但仍需采用機械分離以取得更加滿意的油泥水分離效果。試驗考察了熱洗后三相離心分離機離心轉數(shù)和離心時間對含油污泥除油效果的影響。

（1）離心轉速的確定。復合表面活性劑加量為0.5%、熱洗溫度為60℃、熱洗時間為2h、泥與水的體積比為1∶3、離心分離時間為20min時，離心分離轉速對含油污泥除油率的影響試驗結果見表8。

表8 離心轉速對除油率的影響Table 8 Effect of centrifugal rotation rate on oil removal rate

表8試驗結果表明，含油污泥除油率隨著離心分離轉速的增加而增大，當轉速達到2 000r／min后，除油率增加較少，綜合考慮，確定離心機轉速為2 000r／min。

（2）離心時間的確定。復合表面活性劑加量為0.5%、熱洗溫度為60℃、熱洗時間為2h、泥與水的體積比為1∶3、轉速為2 000r／min時，離心分離時間對含油污泥除油效果的影響試驗結果見表9。

表9 離心分離時間對含油污泥分離效果的影響Table 9 Effect of centrifugal separation time on oil removal rate

表9試驗結果表明，含油污泥除油率隨著離心分離時間延長而增大，當離心分離時間達到20min后，含油污泥脫油率達95%，具有很好的油泥水分離效果，同時離心分離時間越長，能耗越大，因此試驗確定離心分離時間20min左右為宜。

2.5 全流程試驗效果及分析

通過前期試驗，確定含油污泥處理運行參數(shù)為：泥水體積比為1∶3、復合表面活性劑加量為0.5%、熱洗溫度為60～70℃、熱洗時間為2h、復合表面活性劑重復利用3次、分離裝置離心轉速為2 000 r／min、離心時間為20min。為了檢驗含油污泥熱洗→三相分離→壓濾→固化處理效果，進行了全流程處理試驗，處理規(guī)模0.5m3／h，每次連續(xù)處理4h。

含油污泥熱洗＋三相離心分離綜合處理結果見表10。

試驗結果表明，含油污泥經熱洗＋三相離心分離綜合處理后，除油率高達90%以上，壓濾殘渣含油量小于2%，原油資源得到有效回收。

表10 含油污泥綜合處理結果Table 10 Results of comprehensive treatment of oily sludge

壓濾后污泥加入水泥和沙子進行固化制磚，污泥∶水泥∶沙子質量比為1∶1.5∶0.6，固化7天后處理效果見表11。

表11 固化塊性能檢測Table 11 Performance detection results of solidification

試驗結果表明，污泥經固化制成的磚抗壓強度達到10MPa以上，浸出液COD值、含油量達到外排標準，可用于井場建設。

3 結論

熱洗→三相分離→壓濾→固化工藝對延長油田永寧采油廠含油污泥具有很好的處理效果，表面活性劑重復利用率高，可實現(xiàn)節(jié)約用水，減少能量消耗；含油污泥中原油回收率高達90%以上，原油資源得到有效回收，剩余污泥制磚可用于井場建設，實現(xiàn)含油污泥全部無害化處理與資源化利用。

［1］楊雙春，劉國斌，張金輝，等.國內外含油污泥處理技術研究進展［J］.現(xiàn)代化工，2012，32（11）：36－39，41.

［2］鄭曉偉，陳立平.含油污泥處理技術研究進展與展望［J］.中國資源綜合利用，2008，26（1）：34－37.

［3］陳明燕，劉政，王曉東，等.含油污泥無害化及資源化處理新技術及發(fā)展方向［J］.石油與天然氣化工，2011，40（3）：313－317.

［4］湯超，劉忠運，趙楠，等.遼河油田含油污泥資源化利用的研究［J］.精細石油化工進展，2010，11（4）：52－53.

［5］毛懷新，張海玲，楊琴.隴東油田井場油泥微生物處理應用［J］.油氣田環(huán)境保護，2012，22（5）：8－10.

［6］薩依繞，李慧敏，張燕萍，等.新疆油田含油污泥處理技術研究與應用［J］.油氣田環(huán)境保護，2009，19（2）：11－13.

［7］袁志平，黃志宇，張?zhí)?，?江蘇油田含油污泥的處理［J］.油氣田環(huán)境保護，2007，17（4）：30－33.

［8］王凡，回軍，高遠，等.延慶油田含油污泥的除油處理［J］.化工環(huán)保，2012，32（5）：440－443.

［9］周建軍，吳春篤，趙朝成，等.大港油田含油污泥熱解處理實驗研究［J］.環(huán)境污染與防治，2007，29（10）：759－762.