摘" " " 要： 近年來(lái)，含油污泥帶來(lái)的環(huán)境污染問(wèn)題越來(lái)越嚴(yán)重。介紹了含油污泥的來(lái)源及危害，概述了國(guó)內(nèi)外常見(jiàn)的含油污泥處理方法、各種處理方法的適用范圍及其優(yōu)缺點(diǎn)。闡述了超聲空化技術(shù)處理含油污泥的機(jī)理，針對(duì)其在工業(yè)化應(yīng)用上的局限性，提出了一種水力空化技術(shù)處理含油污泥的工藝。綜述了常見(jiàn)的水力空化反應(yīng)器、水力空化技術(shù)的應(yīng)用、水力空化技術(shù)處理含油污泥的優(yōu)勢(shì)，為含油污泥處理方法提供新的思路，促進(jìn)含油污泥處理方法的研究與發(fā)展。

關(guān)" 鍵" 詞：含油污泥； 處理方法； 資源化； 無(wú)害化； 水力空化

中圖分類(lèi)號(hào)：X741" " "文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A" " "文章編號(hào)： 1004-0935（2024）04-0621-04

油泥是指石油在開(kāi)采、儲(chǔ)運(yùn)和精煉等過(guò)程中，由于事故、跑冒滴漏等原因與土壤及其他雜質(zhì)形成的固體混合物[1]。含油污泥是石油工業(yè)固有的副產(chǎn)品，具有石油資源和危險(xiǎn)廢物的雙重特征[2]。隨著石油產(chǎn)量的不斷增加，產(chǎn)生的含油污泥越來(lái)越多，若不進(jìn)行合理處理，不僅會(huì)浪費(fèi)石油資源還會(huì)帶來(lái)嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題。

空化是微氣泡或空腔在極其短暫的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生、增長(zhǎng)和塌縮的現(xiàn)象[3]，空化過(guò)程將釋放出巨大的能量，這一能量可以剝蝕固體表面，甚至可以打斷分子鏈。因?yàn)槠洳煌漠a(chǎn)生方式，可以分為聲空化、光空化、粒子空化和水力空化[4]，目前水力空化和超聲空化得到了廣泛的應(yīng)用。然而，相比適用于實(shí)驗(yàn)室等小規(guī)模處理的超聲空化技術(shù)，水力空化技術(shù)在設(shè)備放大與成本上具有明顯優(yōu)勢(shì)，具有廣闊的工業(yè)應(yīng)用潛力[5]。研究表明[6-9]超聲空化技術(shù)能夠有效處理含油污泥，由于水力空化能夠產(chǎn)生與超聲空化類(lèi)似的空化效應(yīng)，與水力空化在設(shè)備和成本上的優(yōu)勢(shì)，提出了一種基于水力空化技術(shù)的含油污泥處理工藝。

1" 含油污泥的來(lái)源及危害

1.1" 含油污泥的來(lái)源

如圖1所示，含油污泥根據(jù)來(lái)源不同，主要包括原油開(kāi)采、原油儲(chǔ)運(yùn)及石油煉化過(guò)程中產(chǎn)生的含油污泥三大類(lèi)。

1.2" 含油污泥的危害

含油污泥的危害體現(xiàn)在以下三個(gè)方面：

1）含油污泥中油類(lèi)成分的危害。油泥中的石油類(lèi)附著在土壤表面會(huì)改變土壤通透性，破壞土壤的結(jié)構(gòu)［11］；石油類(lèi)滲入土壤內(nèi)部會(huì)改變土壤的物理化學(xué)條件，影響植物的生長(zhǎng)，人若食用了有毒的農(nóng)作物會(huì)危害健康，同時(shí)油類(lèi)物質(zhì)還會(huì)影響酶的活性，使土壤不通透，影響植物和微生物的生長(zhǎng)。

2）含油污泥中有機(jī)硫化物、苯系物、酚類(lèi)等成分的危害。上述有害物質(zhì)具有致癌、致畸、致突變的作用，肆意放置得不到有效地處理，對(duì)環(huán)境會(huì)有極大危害，給當(dāng)?shù)鼐用駧?lái)嚴(yán)重危害。

3）含油污泥中重金屬成分的危害。含油污泥中存在大量的重金屬，若這些重金屬流入到田地里，會(huì)對(duì)田地造成嚴(yán)重危害，從而危害人類(lèi)以及動(dòng)物的健康。

2" 含油污泥處理方法

含油污泥由于種類(lèi)較多，性質(zhì)比較復(fù)雜，因此對(duì)應(yīng)的處理方法和設(shè)備也各種各樣。目前，國(guó)內(nèi)外含油污泥的處理方法可分為資源化處理和無(wú)害化處理兩大類(lèi)，介紹了國(guó)內(nèi)外常用的含油污泥處理方法。各種處理方法、規(guī)模、適用范圍、優(yōu)缺點(diǎn)詳見(jiàn)表1和表2。

2.1" 含油污泥資源化處理方法

1）超聲波處理技術(shù)

超聲波處理技術(shù)是近幾年新興的含油污泥處理技術(shù)，該技術(shù)在實(shí)現(xiàn)油泥資源化、無(wú)害化以及減量化領(lǐng)域前景廣闊［12］。在超聲波技術(shù)處理含油污泥中，主要是利用超聲波在液體介質(zhì)中傳播時(shí)會(huì)發(fā)生空化，稱(chēng)為超聲空化，在空化過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生空化效

應(yīng)，即機(jī)械效應(yīng)、化學(xué)效應(yīng)、熱效應(yīng)?？栈幚砗臀勰嗟臋C(jī)理是油中的雜原子與固體表面的羥基形成氫鍵，如O-H···O、O-H···N和O-H···S。其中，O-H···O在油吸附中起關(guān)鍵作用，因?yàn)樗哂休^高的鍵能?？栈^(guò)程中氣泡潰滅產(chǎn)生的熱效應(yīng)（高溫高壓）和機(jī)械效應(yīng)（沖擊波、微射流和強(qiáng)剪切力）足以破壞油和固體顆粒之間的氫鍵，從而從含油污泥中釋放油［7］。

2）如表1所示為含油污泥資源化處理中常見(jiàn)的方法。

2.2" 含油污泥無(wú)害化處理方法

含油污泥無(wú)害化處理方法見(jiàn)表2。

3" 水力空化技術(shù)處理含油污泥

由于諸多方法存在著一些弊端而使實(shí)際應(yīng)用受限，很多處理方法尚未普及應(yīng)用。所以，探究出一種能將油泥資源化利用又可徹底處理的高效實(shí)用的處理方法，必然有廣大的市場(chǎng)需求[13]。第3章提到超聲處理含油污泥，超聲處理含油污泥主要是利用該過(guò)程產(chǎn)生的空化效應(yīng)，水力空化過(guò)程中也會(huì)產(chǎn)生空化效應(yīng)，因此本文提出一種新的含油污泥處理工藝，水力空化技術(shù)處理含油污泥。

3.1" 常見(jiàn)的水力空化裝置

水力空化發(fā)生裝置可以分為文丘里管型、孔板型、旋轉(zhuǎn)型、渦流型及其他類(lèi)型[14]。文丘里管型和孔板型水力空化反應(yīng)器在水力空化處理污水中應(yīng)用最廣泛，因?yàn)樗麄兛梢赃_(dá)到理想的空化強(qiáng)度。而且，這些類(lèi)型的水力空化反應(yīng)器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易操作。但是，二者易發(fā)生堵塞和腐蝕[15]。旋轉(zhuǎn)型水力空化反應(yīng)器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，同時(shí)，與文丘里管與孔板相比空化程度不易控制。渦流型水力空化反應(yīng)器指的是在渦流中產(chǎn)生空化。其優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比如表3所示。

3.2" 水力空化技術(shù)的應(yīng)用

水力空化技術(shù)作為一種新型的高效處理技術(shù)，被廣泛地應(yīng)用于污水處理、殺菌消毒、各種化工過(guò)程、食品消毒等領(lǐng)域。而且，在污水處理中，還可以添加化學(xué)試劑或與其他技術(shù)聯(lián)合使用，提高效率。

1）水力空化技術(shù)處理污水

水力空化可以處理抗生素、農(nóng)藥、苯酚類(lèi)等成分的生物難降解廢水。研究表明[16-18]，水力空化對(duì)焦化廢水、苯酚廢水、含油廢水具有一定的降解效果。其機(jī)理被認(rèn)為是空化過(guò)程中產(chǎn)生的機(jī)械效應(yīng)使有機(jī)化合物的碳鍵斷裂、局部熱點(diǎn)的熱解以及高活性自由基的共同作用。

2）水力空化技術(shù)殺菌消毒

水力空化可對(duì)細(xì)菌、酵母、藻類(lèi)以及病毒產(chǎn)生滅活作用[19]。其機(jī)理是空化過(guò)程中產(chǎn)生的機(jī)械、熱和化學(xué)效應(yīng)等破壞了微生物的細(xì)胞結(jié)構(gòu)，使微生物細(xì)胞代謝過(guò)程受到影響，抑制微生物繁殖，達(dá)到滅活、殺菌的效果[20]。

3）水力空化技術(shù)破解污泥

水力空化可以處理污泥，王子榮[21]等進(jìn)行了水力空化協(xié)同臭氧氧化法處理醫(yī)療污泥技術(shù)的研究，研究結(jié)果表明實(shí)驗(yàn)減泥效果明顯。其機(jī)理為水力空化的機(jī)械作用破壞污泥的絮體結(jié)構(gòu)，空化將進(jìn)一步破壞活性污泥的胞外聚合物和細(xì)胞膜，導(dǎo)致細(xì)胞死亡和裂解，加劇了活性污泥的減量效果[22]。

3.3" 水力空化技術(shù)處理含油污泥的優(yōu)勢(shì)

現(xiàn)階段，利用水力空化處理含油污泥是一種創(chuàng)新的方法，該方法的主要目的是利用空化過(guò)程中的產(chǎn)生的空化效應(yīng)，破壞油和固體顆粒之間的氫鍵，使得從含油污泥中釋放油相?？偟膩?lái)說(shuō)，水力空化技術(shù)在處理含油污泥方面具有以下幾點(diǎn)優(yōu)勢(shì)：

1）超聲空化成本高、熱效率較低，因此很難擴(kuò)大實(shí)現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用，目前處于實(shí)驗(yàn)室研究階段，水力空化作為一種新興的技術(shù)，與超聲空化相比，水力空化反應(yīng)器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)性好、熱效率高、易于放大等優(yōu)點(diǎn)，具有很大的工業(yè)應(yīng)用潛力。

2）水力空化可處理幾乎所有的含油污泥。

3）水力空化適配性強(qiáng)，還可與其他方法聯(lián)合處理含油污泥。

4）水力空化相對(duì)于其他含油污泥處理方法更加清潔，不會(huì)造成二次污染。

5）水力空化處理含油污泥不僅可以回收原油，而且對(duì)油泥中的其他物質(zhì)也有一定的去除作用。

4" 結(jié) 論

含油污泥組成復(fù)雜，種類(lèi)較多，成因差別較大，處理比較困難，國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有的含油污泥處理方法雖然種類(lèi)較多，但在處理效果、經(jīng)濟(jì)性、實(shí)用性、二次污染等方面均存在一定的問(wèn)題?；诔暱栈幚砗臀勰噙@一方法，提出水力空化技術(shù)處理含油污泥這一工藝，為含油污泥的處理方法提供新的思路。

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Development Status of Oily Sludge Treatment Methods

YANG Yali1， LIU Bo1， YANG Hanshuo2， JIANG Jiuchuang1

（1. School of Chemical Equipment， Shenyang University of Technology， Liaoyang Liaoning 111003， China;

2. School of Mechanical Engineering， Shenyang University of Technology， Shenyang Liaoning 110870， China）

Abstract： In recent years， the environmental pollution caused by oily sludge has become more and more serious. In this paper， the main sources and hazards of oily sludge were introduced， and the common treatment methods of oily sludge at home and abroad were summarized， as well as the application scope of various treatment methods， and their advantages and disadvantages. The mechanism of treating oily sludge by ultrasonic cavitation technology was expounded， and in view of its limitations in industrial application， a process of treating oily sludge by hydraulic cavitation technology was put forward. The common hydraulic cavitation reactors， the application of hydraulic cavitation technology and the advantages of hydraulic cavitation technology in treating oily sludge were summarized， providing new ideas for oily sludge treatment to promote the research and development of oily sludge treatment methods.

Key words： Oily sludge; Treatment methods; Recycling; Harmless; Hydraulic cavitation