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        含油污泥處理技術(shù)研究進(jìn)展

        2017-04-09 08:04:45李小龍縱瑞耘
        山東化工 2017年5期
        關(guān)鍵詞:生物

        李小龍,縱瑞耘,宿 輝,李 琦

        (1.天津科技大學(xué) 海洋與環(huán)境學(xué)院,天津 300457;2.中海油能源發(fā)展股份有限公司安全環(huán)保分公司 碧海環(huán)保服務(wù)公司,天津 300458)

        含油污泥處理技術(shù)研究進(jìn)展

        李小龍1,2,縱瑞耘2,宿 輝2,李 琦2

        (1.天津科技大學(xué) 海洋與環(huán)境學(xué)院,天津 300457;2.中海油能源發(fā)展股份有限公司安全環(huán)保分公司 碧海環(huán)保服務(wù)公司,天津 300458)

        本文針對(duì)含油污泥處理現(xiàn)狀,分析了國內(nèi)外含油污泥處理技術(shù)存在的問題,提出了含油污泥的處理技術(shù),包括萃取法、焚燒法、生物法、熱解析及調(diào)質(zhì)-機(jī)械分離法等。

        含油污泥;萃??;焚燒;熱解析;調(diào)質(zhì)-機(jī)械分離

        含油污泥主要是石油勘探開發(fā)業(yè)和石油化工行業(yè)產(chǎn)生的油泥、油砂,其組成成份非常復(fù)雜,含有大量的老化原油、鹽類、固體懸浮物、腐蝕產(chǎn)物及細(xì)菌等,還含有生產(chǎn)過程中加入的大量水處理劑。含油污泥具有產(chǎn)生量大、含油量高、處理難度大及綜合利用方式少等特點(diǎn),若不加以處理,不僅污染環(huán)境,而且浪費(fèi)資源。因此,需要對(duì)含油污泥進(jìn)行無害化處理。本文綜述了近幾年國內(nèi)外含油污泥處理技術(shù)的研究進(jìn)展。

        1 含油污泥的處理技術(shù)

        1.1 萃取法

        該方法通過選擇適合的有機(jī)溶液作萃取劑,萃取含油污泥中的油品,以達(dá)到回收利用的目的。目前萃取法處理含油污泥還處于試驗(yàn)開發(fā)階段。傳統(tǒng)含油污泥萃取劑多為有機(jī)溶劑,國內(nèi)學(xué)者張秀霞等[1]、車承丹等[2]分別選用氯仿及石油醚作萃取劑,其脫油率高達(dá)90%以上。使用多種工藝有機(jī)組合或者多級(jí)循環(huán)萃取含油污泥,可以使含油污泥處理更為經(jīng)濟(jì)有效。黃戊生等[3]采用一級(jí)熱洗與多級(jí)分離萃取聯(lián)合處理含油污泥,在此方法中,萃取劑可以循環(huán)使用。萃取法處理含油污泥較徹底,能將大部分石油類物質(zhì)提取回收,但因萃取劑使用量巨大,且價(jià)格昂貴,因此,尚未實(shí)際應(yīng)用于含油污泥處理,此種技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵是要開發(fā)出高性價(jià)比的萃取劑。

        1.2 焚燒法

        該方法適用于產(chǎn)量較少的特殊含油污泥處理,溫度為815~1200℃,將含油污泥送入焚燒爐,進(jìn)行焚燒,以除去含油污泥含有的油等有機(jī)物質(zhì),掩埋處理焚燒后的殘?jiān)贸龎m、淋洗工藝處理焚燒過程產(chǎn)生的煙氣,使其中的氮氧化物、硫氧化物及粉塵等,可以達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)后放空[4]。采用焚燒法處理含油污泥,投資大、成本高、工藝復(fù)雜,廢氣、廢水的排放量增加,根據(jù)我國目前的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn),廢氣的排放不但需要控制其污染物濃度,還須控制其排放總量。目前我國大多數(shù)的煉油廠都有污泥焚燒裝置,并取得了良好的處理效果。該方法能除去多種有害物質(zhì),減少對(duì)環(huán)境的污染,且對(duì)廢物減容效果良好,但在含油污泥燃燒過程中會(huì)產(chǎn)生二次污染。

        1.3 生物法

        1.3.1 生物地耕法

        該方法是指通過土壤中微生物的代謝作用,將石油烴類的污染物轉(zhuǎn)化成無害的土壤成分。國內(nèi)學(xué)者關(guān)月明等[5]采用生物地耕法,處理了含油質(zhì)量分?jǐn)?shù)為9.0%和10.2%的含油污泥。通過120d生物降解后,含油污泥的含油質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別降至3.1%和4.0%,石油降解率能達(dá)到65.6%和60.8%,長鏈烷烴分別減少了39.8%和42.2%??仆貙W(xué)者El-Nawawy等[6]提出向土壤中添加NH4+和磷酸鹽有助于微生物活動(dòng),且季節(jié)影響微生物的活動(dòng),夏季的優(yōu)勢(shì)微生物是耐熱微生物。挪威學(xué)者Sandvik等[7]通過周期32個(gè)月的田間實(shí)驗(yàn),得出了18℃是含油污泥在土壤中的最佳降解溫度,還對(duì)未耕種土地與耕種土地對(duì)含油污泥的降解效率進(jìn)行了比較,結(jié)果顯示兩種土地差異較小。生物地耕法的優(yōu)點(diǎn)是節(jié)約能源、運(yùn)行成本低,缺點(diǎn)是凈化周期比較長,凈化緩慢,占地面積比較大,受土壤濕度、溫度等因素影響,并且可能對(duì)空氣、土壤和地表水地下水造成污染,目前該方法仍處于研究中。

        1.3.2 生物強(qiáng)化法

        生物強(qiáng)化法是向含油污泥中投加微生物菌劑,達(dá)到高效分解石油烴的效果。Gallego等[8]通過考察單個(gè)微生物的降解能力、共代謝作用、乳化性能等特性篩選出4種微生物,并將這4種微生物組成了微生物菌劑。此微生物菌劑由1種酵母菌和3種細(xì)菌構(gòu)成,對(duì)直鏈院烴的降解效率為44%,對(duì)芳香族或硫化芳香族化合物的降解效率為31%~55%,對(duì)環(huán)烷烴的降解效率則為85%。崔秋凱等[9]將液態(tài)的含油污泥均質(zhì),通過微生物對(duì)均質(zhì)后得到的含油污泥進(jìn)行2次好氧發(fā)酵,此方法可將含油污泥轉(zhuǎn)變?yōu)橛袡C(jī)肥料,可用于土壤改良、園林綠化或農(nóng)作物施肥。目前,生物強(qiáng)化法面臨的主要問題是開發(fā)高效的新菌種、優(yōu)化操作條件和縮短處理周期。

        1.3.3 生物浮選法

        國內(nèi)學(xué)者李大平等[10]提出了一種生物浮選法,該方法利用微生物產(chǎn)氣與表面張力改變的生物浮選,除去含油污泥中的大部分油,并將其回收利用。生物浮選裝置處于最佳運(yùn)行參數(shù)下,此方法除油率可達(dá)95%以上。但是,此方法成本較高且工藝復(fù)雜。

        1.4 熱解析

        熱解析是一種無害化處理含油污泥的方法。在絕氧條件下,將油泥加熱到一定溫度,使有機(jī)物及烴類解析,并通過冷凝方式將烴組分重新凝析,在缺氧條件下,對(duì)整體有機(jī)組分的變化比較小。當(dāng)在不同的含氧和氮?dú)饣旌系臈l件下,可以裂解成輕組份物質(zhì)。熱解析后含油污泥中烴的剩余泥渣可以達(dá)到美國BDAT要求,烴類可以回收[11-14]。熱解析處理含油污泥技術(shù)配套工藝相對(duì)簡(jiǎn)單,但反應(yīng)條件要求比較高,操作和技術(shù)工藝較復(fù)雜且投資較大。

        1.5 調(diào)質(zhì)-機(jī)械分離法

        調(diào)質(zhì)-機(jī)械分離法在國外已經(jīng)很成熟,發(fā)展了一系列新型高分子絮凝劑。用絮凝劑處理含油污泥,能夠改變含油污泥顆粒結(jié)構(gòu),破壞膠體穩(wěn)定性,提高含油污泥脫水性能,然后機(jī)械脫水。污泥除油工藝是先加入破乳劑進(jìn)行攪拌,然后進(jìn)入離心機(jī)分離出油、水、泥三相,其中反應(yīng)溫度和時(shí)間、破乳劑選擇、攪拌強(qiáng)度及泥水比,將對(duì)除油率產(chǎn)生一定的影響。將含油污泥用化學(xué)破乳加機(jī)械三相離心分離技術(shù)處理后,原油回收率高達(dá)90%以上,分離出的油可以回收利用,分離出的水可以回用于含油污泥處理,能夠降低破乳劑用量,達(dá)到減少排污量,重復(fù)利用,又降低成本的目的。

        2 結(jié)束語

        隨著人們環(huán)境保護(hù)意識(shí)的提高,含油污泥的處理技術(shù)得到越來越多國內(nèi)外學(xué)者的關(guān)注,為實(shí)現(xiàn)含油污泥徹底處理和資源化利用,國內(nèi)外學(xué)者進(jìn)行了大量的研究并取得了一定的成果。目前,含油污泥的處理技術(shù)多種多樣,但各項(xiàng)技術(shù)均有一定的局限性,僅憑單一的處理技術(shù)很難滿足環(huán)保要求。因此,將各項(xiàng)技術(shù)有機(jī)組合,優(yōu)勢(shì)互補(bǔ),是含油污泥實(shí)現(xiàn)徹底無害化的發(fā)展方向之一。將離心分離技術(shù)作為核心,多種預(yù)處理和后續(xù)處理技術(shù)相結(jié)合的工藝較可行,適合我國現(xiàn)階段及未來的含油污泥處理需要。應(yīng)結(jié)合國內(nèi)實(shí)際情況,在引進(jìn)國外關(guān)鍵技術(shù)和設(shè)備的基礎(chǔ)上,逐步形成滿足我國環(huán)保需要的含油污泥處理新技術(shù)。

        [1] 張秀霞,耿春香,馮成武.溶劑萃取-蒸氣蒸餾法處理含油污泥[J].上海環(huán)境科學(xué),2000,19(5):228-229.

        [2] 車承丹,吳少林,朱南文,等.含油污泥石油醚浸提技術(shù)研究[J].安全與環(huán)境學(xué)報(bào),2008,8(1):56-58.

        [3] 黃戊生,常文興.從含油污泥中回收原油[J]. 環(huán)境保護(hù)科學(xué),2001,27(104):7-8.

        [4] 陳忠喜.大慶油田含油污水及含油污泥生化/物化處理技術(shù)研究[D].哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大學(xué),2006.

        [5] 關(guān)月明,張忠智,張衛(wèi)木,等.生物地耕法降解含油污泥的研究[J].石油化工高等學(xué)校學(xué)報(bào),2010,23(4):44-47,55.

        [6] El-Nawawy A S,El-Bagouril H,Abdal M,et al. Biodegradation of oily sludge in Kuwait[J]. World Journal of Microbiology and Biotechnology,1992(8):618-620.

        [7] Sandvik Sveinung, Lode Aaslaug, Pedersen Tor Arve. Biodegradation of oily sludge in Norwegian soils[J]. Appl Microbl Biotechnol,1986(23):297-301.

        [8] Gallego J L R, Garcia Martinez M J, Llamas J F, et al. Biodegradation of oil tank bottom sludge using microbial consortia[J]. Biodegradation,2007(18):269-281.

        [9] 崔秋凱,牟 彤,邵勝學(xué),等.含油污泥無害化處理的方法:CN,101172738 [P]. 2008-05-07.

        [10] 李大平,何曉紅,田崇民,等.生物浮選法處理含油污泥[J].環(huán)境工程,2006,24(1):58-60.

        [11] Je-Lueng Shie,Jyh-Lueng Shie,Jyh-Ping Lin,et al.Oxidative thermal treatmengt of oil sludge at low heating rates[J].Energy and Fuels,2000,14:1176-1183.

        [12] Jelueng Shie,Chingyuan Chang,Jyhping Lin,et al. Use of Inexpensive Additives in Pyrolysis of Oil Sludge[J]. Energy & Fuels,2002,16(1):102-108.

        [13] Chingyuan C,Jelueng S,Jyhping L,et al. Major products obtained from the pyrolysis of oil sludge[J]. Energy Fuels,2000,14(6):1176-1183.

        [14] Jelueng S,Jyhping L,Chingyuan C,et al. Use of calcium compounds as additives for oil sludge pyrolysis[J]. Chinese Institute of Environmental Engineering (Taiwan),2002,12(4):363-371.

        (本文文獻(xiàn)格式:李小龍,縱瑞耘,宿 輝,等.含油污泥處理技術(shù)研究進(jìn)展[J].山東化工,2017,46(5):61-62.)

        2016-10-27

        李小龍(1988—),男,天津人,本科,主要從事固廢及污水處理等環(huán)保技術(shù)的研究與開發(fā)工作。

        X703

        A

        1008-021X(2017)05-0061-02

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