文 _ 蒙美進(jìn) 李慧 華東石油局試采大隊

蘇北油田含油污泥處理技術(shù)研究與應(yīng)用

文 _ 蒙美進(jìn) 李慧 華東石油局試采大隊

含油污泥是油田開發(fā)生產(chǎn)的主要污染源之一，也是影響油田環(huán)境一大難題。其中主要包括含油污水處理后的含油污泥、油田生產(chǎn)聯(lián)合站原油儲罐的清罐含油污泥及油田生產(chǎn)作業(yè)產(chǎn)生的含油固體廢物。其中含油苯系物、酚類、蒽等毒性物質(zhì)，具有惡臭氣味，同時含有一定量的原油，如直接外排，有毒物質(zhì)會污染水、土壤和空氣，惡化生態(tài)環(huán)境。

根據(jù)《國家危險廢物名錄》規(guī)定，含油污泥屬于危險廢物（編號HW08）。因此尋找一種經(jīng)濟(jì)有效地油田含油污泥處理及利用技術(shù)，實現(xiàn)油田含油污泥無害化處理是十分必要的。

表1 含油污泥處理技術(shù)對比

1 含油污泥處理技術(shù)

油田含油污泥的處理方法主要有溶劑萃取法、離心分離法、熱處理、生物處理法和固化焚燒法等方法。通過對這幾種含油污泥處理技術(shù)的對比分析（表1），其中，焚燒技術(shù)較成熟、減容率高、無害化比較徹底，結(jié)合蘇北油田生產(chǎn)實際情況，選擇焚燒技術(shù)實現(xiàn)含油污泥的無害化處理及資源化利用效果最佳。

2 固化焚燒法處理含油污泥的工藝技術(shù)研究

2.1 含油污泥原樣技術(shù)指標(biāo)分析

對取自蘇北油田不同地點的含油污泥進(jìn)行物理性質(zhì)、主要組分和發(fā)熱量測定。

（1）巖相構(gòu)成

表2列出某聯(lián)合站的巖相構(gòu)成分析結(jié)果，分析方法為X射線衍射分析法。

巖相分析結(jié)果表明，泥沙中的主要巖相組分為CaCO3，有利于固硫。

（2）物理性質(zhì)

物理性質(zhì)測定結(jié)果列于表3中。

表2 含油污泥XDR巖相分析結(jié)果

表3 含油污泥原樣物理性質(zhì)測定結(jié)果

表4 含油污泥原樣組成測定結(jié)果

表5 堆積場含油污泥原樣彈筒發(fā)熱量測定結(jié)果

（3）含油污泥含油率和含水率

表4列出含油污泥原樣含油率和含水率的測定結(jié)果。

（4）含油污泥固化發(fā)熱量分析

含油污泥是一種密度稍大于水、粘度較大的粘稠狀黑色半流體，極富粘附性。含油污泥的含水率和含油率隨來源和存放時間不同而有很大差別，表5中列出的幾種含油污泥原樣的含水率10%～90%，含油率5%～55%（干重）；發(fā)熱量隨油泥砂含油率而變，1kg原油的發(fā)熱量理論值為40000kJ（9700kcal），若含油污泥含10%的原油，則1kg含油污泥的發(fā)熱量約為4000kJ（1000kcal）。

2.2 含油污泥固化物技術(shù)指標(biāo)分析

通過調(diào)節(jié)固化劑配比和操作條件，利用含油污泥可生產(chǎn)出不同粒度的固化物產(chǎn)品。

（1）固化物含油率和含水率

對部分含油污泥固化物取樣測定含水、含油率，測定結(jié)果見表6。

（2）發(fā)熱量

對部分固化物發(fā)熱量進(jìn)行了檢測，檢測結(jié)果見表7。

表中列出的固化物的發(fā)熱量6000～9000kJ/kg，平均折合為7366.25kCal/kg，若煤的低位發(fā)熱量以5000 kCal/kg計，則含油污泥固化物的發(fā)熱量約為同等重量煤的發(fā)熱量的1/3。

3 含油污泥焚燒試驗

在室內(nèi)試驗的基礎(chǔ)上，進(jìn)行蘇北油田某聯(lián)合站的燃煤鍋爐工業(yè)規(guī)模的焚燒試驗，鍋爐型號為小型熱水蒸汽鍋爐，爐排為鏈條式，額定蒸發(fā)量為2t/h，額定蒸汽壓力＜1.27MPa。

將從聯(lián)合站內(nèi)儲油罐清罐清出的含油污泥，堆放1周脫水后，取1300kg與煤、助燃劑用固化設(shè)備進(jìn)行混合固化，污泥比例設(shè)為10%，然后分批次運(yùn)送至鍋爐中進(jìn)行焚燒，對加入油泥和不加入油泥時的鍋爐煙氣及煤渣進(jìn)行檢測，檢測結(jié)果見表8。

由表8可見，加入含油污泥與煤、阻燃劑一起燃燒，其中多種物質(zhì)基本能燃燒完全，鍋爐的煙氣及爐渣中有害物質(zhì)的含量均小于國家規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)。

對含油污泥固化處理后按一定比例與煤、阻燃劑進(jìn)行混合，作為燃煤鍋爐燃料，同時燃燒后粉煤灰可以鋪路、制磚、綠化或經(jīng)過處理用作油水井調(diào)剖劑的原料，有效地解決了含油污泥的出路問題，杜絕了對周邊環(huán)境的污染，實現(xiàn)了含油污泥的無害化處理。

表6 含油污泥固化物組成取樣測定結(jié)果

表7 固化物彈筒發(fā)熱量測定結(jié)果

表8 固化油泥焚燒時鍋爐有害物質(zhì)排放檢測結(jié)果

4 處理工藝技術(shù)

2009年采油廠申報含油污泥處理技術(shù)方案，2010年初建設(shè)完成年處理量1萬t規(guī)模的含油污泥固化處理站并投入運(yùn)行。

（1）含油污泥處理工藝流程見圖1。

（2）工藝流程

清池清罐污泥裝車運(yùn)至清罐油泥池，井場油泥裝車運(yùn)至井場油泥池。清罐油泥池內(nèi)含油污泥經(jīng)油泥螺旋輸送提升機(jī)提升至固化混合系統(tǒng)，井場油泥池內(nèi)含油污泥經(jīng)鏟車轉(zhuǎn)運(yùn)至固化混合系統(tǒng)，固化、助燃劑經(jīng)粉體螺旋輸送提升機(jī)提升至固化混合系統(tǒng)，含油污泥與固化、助燃劑在固化混合系統(tǒng)內(nèi)充分?jǐn)嚢杌旌虾笮纬珊臀勰喙袒?，含油污泥固化物在堆放場風(fēng)干后（一般約5～10d）經(jīng)造粒傳送皮帶系統(tǒng)送入造仿煤機(jī)，制成仿煤燃料，仿煤燃料裝車外運(yùn)至用戶。

清罐油泥池及井場油泥池內(nèi)油水溢流至油水回收池，經(jīng)污水提升泵提升至陶思莊鉆井作業(yè)廢液處理站內(nèi)污水池進(jìn)行處理。

含油污泥堆積一段時間后，如遇到雨水季節(jié)，含油污泥存貯池中會蓄積部分雨水，但由于含油污泥沉積在池底部，而新進(jìn)入的雨水，存在于油泥池的上部，不會發(fā)生混溶現(xiàn)象，所以池中含油污泥的含水量不會升高。在對含油污泥進(jìn)行固化處理前，先要將含油污泥池上部的游離水（雨水和含油污泥滲出水）用移動式油水泵通過溢流孔打入油水池，所以雨水季節(jié)不會對含油污泥的處理造成影響。

5 技術(shù)應(yīng)用與效果評價

建設(shè)配套的處理設(shè)施和設(shè)備，優(yōu)化工藝流程。采用專用設(shè)備用固化劑對含油污泥進(jìn)行固化，固化后為棕黑色粉末和細(xì)小顆粒的混合物，與鍋爐燃煤濕合后，用于鍋爐燃燒，按照燃燒指標(biāo)，一般燃煤鍋爐燃燒發(fā)熱量為4000～6000kcal，含油污泥含油量一般在20%～40%，按發(fā)熱量1000kcal計算，固化后發(fā)熱量可達(dá)4625kcal，滿足了鍋爐對燃料發(fā)熱量的要求，燃燒后的廢渣送磚瓦廠做建材原料，對環(huán)境沒有任何影響；根據(jù)二噁英在705℃以下相當(dāng)穩(wěn)定，高于此溫度即開始分解的特性，層燃鏈條爐排燃燒充分，爐膛溫度在800℃以上，煙塵再經(jīng)過燃煤鍋爐濕式除塵器處理，滿足排放標(biāo)準(zhǔn)要求。

該處理站建成至今，已累計處理1萬t含油污泥，給各油氣集輸站燃煤鍋爐獲得共1000多萬大卡的熱量，折合發(fā)熱量5000kcal的燃煤2000多噸，每噸煤按300元計算，共節(jié)約能源費(fèi)用60多萬元，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。

6 結(jié)論語

（1）根據(jù)含油污泥處理工藝技術(shù)研究，優(yōu)選工藝、優(yōu)化設(shè)備設(shè)施配置，結(jié)合現(xiàn)場生產(chǎn)實際，充分考慮環(huán)境條件、經(jīng)濟(jì)因素和技術(shù)要求，成功解決了蘇北油田油氣開采過程中產(chǎn)生的含油污泥環(huán)保污染問題，同時充分利用了含油污泥的能量，變廢為寶，取得了良好的社會效益。

（2）含油污泥中含油量較多的原因，一定的溫度下具有很強(qiáng)的滲流的特殊性，以及固化助燃劑助燃，成功應(yīng)用在現(xiàn)有的各油氣集輸站的各種鍋爐中焚燒，滿足鍋爐燃料的要求。

（3）該固化焚燒處理技術(shù)的成功應(yīng)用，為含油污泥的無害化、資源化、減量化尋找到了一種綜合利用的方法，既有效利用了能源，又解決了含油污泥外排的問題，減少了環(huán)境污染。