含油污泥处置技术方案

2024-04-21

含油污泥处置技术方案(通用10篇)

篇1:含油污泥处置技术方案

含油污泥热解工艺技术方案研究

文章以辽河油田欢三联合站稠油污水处理系统压滤脱水污泥及沉降罐清罐污泥为处理对象,根据舍油污泥热解处理的技术原理,通过对物料输送系统、热解反应系统、剩余固体排出系统和馏分冷凝分离系统等主要工艺单元的`技术比选,提出了“柱塞泵管道密闭输送、多燃烧器回转炉热解、高温馏分管式换热器冷凝、不凝气罗茨风机引送和湿式排渣”的含油污泥热解处理工艺技术方案.同时,文章还对污泥热解处理运行的能耗与费用做了简要理论分析.

作 者:刘鹏 王万福 岳勇 刘光全 刘晓辉 Liu Peng Wang Wanfu Yue Yong Liu Guangquan Liu Xiaohui 作者单位:中国石油集团安全环保技术研究院刊 名:油气田环境保护 ISTIC英文刊名:ENVIRONMENTAL PROTECTION OF OIL & GAS FIELDS年,卷(期):20(2)分类号:X7关键词:含油污泥 热解 工艺设计 技术方案

篇2:含油污泥处置技术方案

通过直接加入促凝剂,对大庆油田采油四厂的`含油污泥进行了固化处理,评价了含油污泥固化物的环境安全性能.结果表明,促凝剂 B加量为10%时,含油污泥固化物抗压强度为4.23 MPa,其浸出液各项指标均达国家污水综合排放标准,完全满足安全土地填埋处理的要求,并且该技术在经济上可行.

作 者:岳泉 唐善法 王汉菊 Yue Quan Tang Shanfa Wang Hanju 作者单位:岳泉,唐善法,Yue Quan,Tang Shanfa(长江大学石油工程学院,荆州,434023)

王汉菊,Wang Hanju(大庆油田采油四厂,大庆,22911)

篇3:含油污泥处置技术方案

根据《国家危险废物名录》规定,含油污泥属于危险废物(编号HW08)。因此寻找一种经济有效的油田含油污泥处理及利用技术,实现油泥无害化处理十分必要。

含油污泥处理技术

含油污泥处理是以减量化、资源化、无害化为原则。目前国内外常用的含油污泥处理方法有:溶剂萃取法、热化学洗涤法、生物法、含油污泥调剖、热解处理、焚烧法等[1]。对上述6种含油污泥无害化与资源化处理技术的对比分析结果见表1。

通过以上各种含油污泥处理技术的特点、资源回收、处理效果、技术成熟度等方面对比,焚烧技术较成熟,减容率高,无害化较彻底,余热可充分利用,因此以焚烧技术实现含油污泥的无害化处理及资源化利用最佳。

含油污泥在经焚烧处理后,多种有害物质几乎全部除去,最终成为稳定的灰渣。近年来,焚烧法采用了合适的预处理工艺和先进的焚烧方法,满足了越来越严格的环境要求,污泥焚烧技术已经逐步成为处理污泥的主流,越来越受到世界各国的青睐。法国、德国的石化企业多采用焚烧的方式进行油泥处理,灰渣属于一般工业固体废物,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和发电[2]。

典型案例分析

某油田采取了先进的工艺技术,将含油污泥进行有效的焚烧处理,使之无害化、减量化,而且利用焚烧所产生的余热供应蒸汽,达到资源化的目的。这不仅将含油污泥对环境的污染减轻到最低限度,使油田职工的生活环境和健康水平得到改善和提高,同时对油田的环境保护和石油企业在环保行业的发展也起到了示范作用。

1 含油污泥性质

该油田含油污泥主要产自污水处理厂产生的含油污泥、罐底清除污泥以及作业的落地油泥,其中污水处理厂产生的含油污泥占相当大的比例(80%以上),物性测定见表2。

油罐底泥富含有机物,成分复杂,含有苯系物、酚类、蒽、芘等有恶臭有毒物质,不能直接排放。同污水处理厂所产含油泥渣相比,罐底含油污泥含油量较低,其基本组成见表3。

落地油泥与作业时的操作等有关。其理化性质变化性较大,无法确定,含油量的多少也是随机而定,一般在10%~30%。其所含的油品质量较好,但由于采油现场情况复杂,导致油泥中除泥土、沙石外,还带有少量其它固体废弃物。

2 炉型选择

该油田采用的焚烧处理技术的工程内容包括:石油泥渣干化、接收、储存系统;上料系统;油泥焚烧系统;余热锅炉;烟气净化系统;辅助系统;热工控制系统。其中焚烧炉是整个焚烧过程的核心,焚烧炉类型不同,整个焚烧反应的焚烧效果也不同。目前世界上焚烧炉的型号已达200多种,其中较广泛应用的炉型包括:回转窑焚烧炉、循环流化床焚烧炉等[3]。

由于含油污泥中含有一定量的原油,一定温度下具有很强流渗的特殊性,因此采用层燃与热解气化相结合的焚烧技术才具有明显的处理优势,层燃螺旋炉排焚烧炉正是基于这种原理的新型炉型。

层燃螺旋炉排焚烧炉采取将预处理后的含油污泥等物料经布料机均匀投入焚烧室,进行分层燃烧,炉排驱动燃烧物料整体产生螺旋式移动,形成动态平衡的方式,对含油污泥等物料进行焚烧处理,整个焚烧过程中不需要添加任何辅助燃料,燃尽的炉渣经炉排挤碎后通过湿式出渣机排出。该炉结构为二室燃烧,对一次燃烧产生的热解混合烟气,进行二次燃烧,残留物(液态焦油、较纯的碳素以及浮渣底泥本身含有的无机灰土和惰性物质等)充分燃烧后产生的残渣经炉排的机械挤压、破碎后,由排渣系统排出炉外。浮渣底泥经一次燃烧后实现了能量的两级分配,形成能量的动态平衡,从而保证了焚烧炉的持续正常运转。

层燃螺旋炉排焚烧炉与其它焚烧炉的比较见表4。

由表4可以看出,层燃螺旋炉排焚烧炉具有投资适中、操作安全、焚烧彻底且效率高、无需预处理、无二次污染等优良性能,尤其适合含油污泥的焚烧处理。

3 焚烧处理工艺

该焚烧处理技术的整体工艺为:将经过晾晒处理的油泥运送到料仓,经加料器均匀撒落在带式布料器上,然后根据燃烧条件变频操作布料器把油泥送入炉膛燃烧,产生的烟气进入二次燃烧室燃尽,其中烟气余热通过锅炉换热产生蒸汽用于生产、生活使用,低温烟气经除酸除尘后排入大气。燃剩的固体残渣经过检验合格后用于铺路或填埋。在此过程中产生的污水通过管道进入排放池。焚烧处理工艺流程见图1。

4 二噁英控制

油泥焚烧可能会产生令全球关注的有害物质二噁英(PCDDs/PCDFs)。二噁英熔点约为303~305℃,在705℃以下相当稳定,高于此温度即开始分解。通常二噁英的生成量很少,但一旦形成,就非常稳定,需要很长时间的物理、化学、生物学降解期。因此,能否有效控制二噁英,成为焚烧处理技术成败的关键要素之一。

层燃螺旋炉排焚烧炉所采用的层燃+热解气化技术,在焚烧机理、还原性气氛、烟尘产生量和燃烧温度等重要技术特征上具备其它技术所无法获得的优势,避免和破坏了污染物的生成条件,采取了针对二噁英等污染物生成机理的控制措施;同时在系统设计和配置中充分运用了“3T+E”(3T指Temperature(温度)、Time(时间)、Turbulence(湍流);E指Excess oxygen(过量空气量))的综合控制措施,即保证足够的燃烧高温促使二噁英分解;保证烟气在高温工况中的停留时间;形成搅动湍流使烟气中的残碳充分燃烧。

(1)一燃室内抑制生成。在蓄热层燃焚烧的一燃室中,预处理过的油泥在缺氧状态下稳定而缓慢地热分解,通过均匀布料,转动速度较慢,烟尘产生量小。还原性工况和极少的烟尘量抑制了粉尘(含阳离子Cu2+、残碳等二噁英生成催化剂)的生成。

(2)二燃室充分分解。油泥中有机分热解产生的可燃气体引入二燃室,并补充二次风充分搅动形成强烈湍流,燃烧温度在900~1100℃之间,二燃室中的烟气停留时间超过2s,可以有效破坏已生产的二噁英类物质,而且二燃室为气体燃烧,避免了烟气中的残碳存在,削弱了二噁英的生成环境。

(3)余热锅炉急冷抑制再合成。在焚烧炉膛和二燃室内均未布置水冷管壁,以保证二燃室的高温对二噁英的充分分解。余热锅炉受热面布置在二燃室出口,采用急冷技术使烟气在短时间内(小于2s)急速冷却至200℃左右,从而越过二噁英易行成的温度区,使之难以再合成。

(4)尾气净化系统进一步去除。在布袋除尘器的烟气流量设计中采取低温去除效应(烟气温度180℃左右)和低速去除效应(烟气流速小于1m min)等措施。

经过上述措施,可稳定地将烟气中的二噁英浓度控制在0.5 TEQ ng/m3以内,满足《危险废物焚烧污染控制标准》(GB 18484-2001)中二噁英类0.5TEQ ng/Nm3的标准限值。

结论

(1)通过对比6种含油污泥处理技术,焚烧技术较成熟,减容率高,无害化较彻底,余热可充分利用,因此以焚烧技术实现含油污泥的无害化处理及资源化利用最佳。

(2)含油污泥中含有一定量的原油,一定温度下具有很强流渗的特殊性,因此采用层燃与热解气化相结合的焚烧技术才具有明显的处理优势,层燃螺旋炉排焚烧炉正是基于这种原理的炉型,它投资适中、操作安全、焚烧彻底且效率高、无需预处理、无二次污染等,尤其适合含油污泥的焚烧处理。

(3)根据二噁英在705℃以下相当稳定,高于此温度即开始分解的特性,层燃螺旋炉排焚烧炉采取了一燃室内抑制生成;二燃室充分分解;余热锅炉急冷抑制再合成;尾气净化系统进一步去除等措施将二噁英浓度控制在0.5 TEQ ng/m3以内,满足标准要求。

(4)焚烧处理技术的研究和应用,为含油污泥的无害化、资源化、减量化寻找到了一种综合利用的方法,既有效利用了能源,又解决了含油污泥外排的问题,减少了环境污染。

参考文献

[1]萨依绕,李慧敏.新疆油田含油污泥处理技术研究与应用[J].油气田环境保护,2009(19):11-13.

[2]万慧茹,方晓牧.含油污泥处置技术浅析[J].环境保护与循环经济,2008(11):35-37.

篇4:含油污泥无害化处理技术探讨

【关键词】含油污泥;无害化;处理技术

【中图分类号】 U473.1+1【文献标识码】B【文章编号】1672-5158(2013)07-0294-02

1 污泥的组成

1.1 含油污泥质量组成

分别取清罐后的污水沉降罐底部沉降污泥、油水分离器底部沉降污泥以及污水回收池底部污泥,进行含油污泥的质量分析。污泥质量组成分析数据见表1。从表1中分析数据结合现场实际调查情况可知,油田各种水处理构筑物清罐底泥含油量数值范围大部分在15%~40%之间。

1.2 含油污泥主要污染物成分

含油污泥中含有大量的阳离子,如Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Ba2+等以及阴离子如Cl-、SO42-、CO32-、HCO3-等,而且还含有少量重金属离子,如Cr3+、Cu2+、Pb2+、Hg2+、Ni2+和Zn2+等。含油污泥中重金属含量分析结果见表2。由于油泥不同,测定结果范围也不同。

从(表2)数据可以看出,污泥中的主要重金属污染物均小于农用污泥污染控制指标。而污泥排放中矿物油既含油指标超标严重。因此,污泥处理的主要目标是去除污泥中的含油。

含油污泥中自然存在的有机化合物主要有四类:芳香烃和脂肪烃、极性化合物、脂肪酸和环烷酸。从测试结果可知,含油污泥中脂肪烃和环烷烃的碳原子为C12-28同分异构分子量差别较大,碳原子低于5的脂肪烃极易溶解于水中,是主要的挥发性有机碳,测试的污泥含油中已没有轻组分。测定显示,芳香烃化合物和脂肪烃化合物在含油污泥中含量较高,而极性化合物和脂肪酸化合物量相对较少(见表3)。

1.3 含油污泥矿物组成及粒径

对样品一、样品二和样品三的含油污泥,处理后泥土矿物组成进行测试,结果见表4。

从表4可知,污泥中主要矿物组成是伊利石和高龄土,其含量占到总量的90%以上,蒙脱石+伊利石与蒙脱石+绿泥石含量之和不到总量的10%。上述测试数据结果与普通天然岩石中胶结物矿物组成测试结果是一致的,表明采出污泥的主要矿物组成是经注入水或注入聚合物溶液冲刷、脱落而被带出地面的油藏岩石胶结物。

1.4 污泥中油组分与原油组分比较

普通原油和污泥样品分离出的原油性质见表5。从表5数据看出,采出污泥中分离出的原油性质与普通原油性质相似没有明显变化,不影响原油的正常利用,只是原油中重质成分有所增加,导致粘度、凝固点、含硫和残碳量略有增加。

2 处置工艺

拟接受含油污泥分为80%的罐底油泥、20%的其他类型油泥,经过预处理的罐底油泥减少到处理前的50%,剩余污泥直接生物处理。工艺处理方案如(图1)所示:

待处理的含油污泥不仅是清罐油泥,还包括其它类型含油污泥,各类油泥经过检验后分类储存,通过加热预处理分离部分环保生物油和大块无机质,同时为热化萃取和生物环保降解根除技术提供前提条件。

由流程图可以看出本项目主要生产工序有含油污泥储存池、油泥前处理、上料、油水泥分离、静置脱水、油水分离、成品罐等部分。

(1)含油污泥储存池

含油污泥产生单位通过汽运运至本项目区,卸至含油污泥储存池,备用。

(2)油泥预热池

污油储存池内的油泥,用螺杆输送机送至油泥预热池,油泥预热池利用蒸汽加热,温度保持在70℃~80℃,加入破乳剂使原油充分破乳,油分子链中的油包水囊体松散,降低其表面张力,改变基本特性。在水相介质中,利用密度之差使其产生相间分离,从而油、水、泥达到分离效果。

(3)静置脱水

油、水、泥分离后,通过离心式输油泵输送到静态混合器,再输送到沉淀池进行静置脱水,通过静置脱水后废水中含油约3%以下。

(4)油水分离

静止脱水后的再生油使用密封罐车,运送至再生油密封储存槽,最后进入到原油回收罐,待售。

(5)排泥清泥过程

油泥分离过程完成后,油泥预热池中的含油污水泵入污水池中临时储存,待运至污水处理厂处理;油泥预热池中剩余的固体物质(泥沙含油量小于3%的油泥),运至生态化修复场用ZL-1型生物修复剂进行生物修复。

第二阶段:对第一阶段处理后的泥沙含油量小于3%~5%的油泥用生物修复剂进行生物修复,达到国家环保指标要求。处理后大块无机质直接填埋;剩余泥砂进行生物环保降解根除环保再生资源油收集后送储油罐储存并处理后外售。

3 问题及研究

3.1 问题

油品储运与排放都会产生含油废物,其中含油高的称为含油污泥。这些含油污泥流动性差、粘度高,含有大量的有机和无机化学药剂,严重影响环境。能否将含油污泥无害化处理。

3.2 研究

热化萃取技术。一是提取效率高,提取率可达98%左右。含油样土38. 19%的在24小时内提取为残余油1.38%;二是再生资源纯度高(油越稠,分解难度越大再生油含水<3%,含杂<1%。)可加工成燃料油或循环利用冶炼提取它用;三是处理中的热水循环使用节能无需排放。

生物环保降解根除技术。一是技术性能降解快、指标高;二是更具成本优势,使用简便;三是还同时改善了土壤理化性状和肥力(生态土壤化);四是使用环境宽。形成此优势主要是技术系统集成措施的个性化:一是针对微生物菌种价格高,它们在降解性能上又是在繁殖期降解效率高,该公司采用了少投放原始“先锋菌种”,再于污染现场追加繁殖剂,从而即降成本又提速,还激活“土族”微生物顺带治理盐碱土,加速腐殖质形成;二是微生物自我活动半径小于2μm,单纯使用必须强化机械翻动成倍提升施工成本。通过加入土壤理化性能改良剂,增加土壤团粒结构和毛细管道,再加水剂驱动。从而提供微生物活动驱动力和改善土壤生态化性状等。

因此,热化萃取系统在完成资源再生的同时,也实现了排放减量化;再进行生物降解实现污染土壤高规格无害化处理,一般十周左右实现残余油率0.3%以内,并进行了生态土壤化修复改善;处理过程中水进行循环使用节水节热能,也可用水综合处理仪处理成二级水以上。工艺指标达到了较高环保指标要求。

4 结论

综上,含油污泥不仅会直接污染地表水体,还会占用大量耕地,污染破坏土壤,因此,必须对其进行无害化的处理。但是由于各地区含油污泥成分不同,所以我们应该积极探索多种途径彻底解决含油污泥的污染问题,实现含油污泥的减量化和无害化,并要综合使用技术进一步实现含油污泥内资源的回收利用。

参考文献

[1] 薛涛.含油污泥无害化处理与资源回用技术研究[D],长安大学. 2003

篇5:含油污泥处置技术方案

含油污泥焚烧处理技术在油田的应用

摘要:含油污泥是油田开发过程中产生的废弃物,为了减少油泥排放对环境的污染,采用焚烧技术是实现无害化处理及资源化利用的`有效途径之一.该技术的研究和应用,为油田寻找到了一种含油污泥综合利用的方法,既有效利用了能源,又解决了含油污泥外排的问题,减少了环境污染,有利于企业实现可持续发展战略.作 者:秦艳 李红旭 Qin Yan Li Hongxu 作者单位:新疆正天华能环境工程技术有限公司,新疆,乌鲁木齐,830011期 刊:石油工业技术监督 Journal:TECHNOLOGY SUPERVISION IN PETROLEUM INDUSTRY年,卷(期):2010,26(4)分类号:X7关键词:含油污泥 焚烧处理 资源化

篇6:含油污泥处置技术方案

【摘 要】随着我国污水处理厂数量和规模的日益增大,使得污泥处理处置的形势十分严峻,当前用于污泥处理处置的技术较多,如何根据污水处理厂自身的情况科学、合理的选择,并致力于开发出处置高效、成本较低的污泥处置技术,是我国污水处理行业需要研究的重点问题,本文介绍了污泥处理处置的重要性,并讨论污泥处置技术的发展现状与未来的发展趋势。

【关键词】污泥处理;污泥处置;无害化;发展趋势 前言

随着我国污水处理厂数量和规模的日益增大,使得污泥处理处置的形势十分严峻,当前用于污泥处理处置的技术较多,如何根据污水处理厂自身的情况科学、合理的选择,并致力于开发出处置高效、成本较低的污泥处置技术,是我国污水处理行业需要研究的重点问题。污泥处理处置的重要性

随着工业的飞速发展以及城市人口的不断增加,使得城市污水的排放量空前增加,在这样的背景下污水处理厂的发展正方兴未艾,目前在我国城市污水处理厂的数量已经突破2000座,年污水处理量比十五期间增加了一倍以上,在污水处理工艺运行过程中,工艺产生的污泥一部分回流作为生物反应的反应物,而剩余的污泥要排出到系统之外,这些剩余污泥的量是惊人的,其含水率较高、体积庞大、易腐烂、气味恶臭且含有大量的重金属、病菌等有毒有害物质,因此如果不经过科学的处理处置就直接排放到外界环境中就会对地面水体、土壤、地下水和空气造成极大的污染,对人体健康造成不利影响,因此必须要对污泥进行无害化、减量化、稳定化的处理,并妥善处置,以免给环境造成二次污染。污泥处置技术的发展现状

污泥处置是作为污泥处理的后续工序,以达到对处理后的污泥妥善的消化最终处于稳定的过程,在污泥处置过程中,要把握安全处置、因地制宜、节能降耗、循环利用的原则,目前污泥处置的技术有焚烧、卫生填埋、海洋倾倒、土地利用、制造建筑材料等等。

3.1 污泥焚烧

在污泥经过充分的脱水处理后,可将其置于焚烧炉中充分焚烧,使污泥中大量的有机物、细菌等转化为无机物,当前污泥焚烧处置的方式有单独焚烧处置和与工业窑炉协同焚烧处置两种,污泥经过焚烧之后基本上达到了无害化和减量化的目的,并且焚烧过程中发出的热量可用于供热的发电,有利于促进污泥的循环利用,即资源化处置,但污泥在焚烧过程中可能会产生大量的二氧化硫、二恶英等有害气体,对大气产生污染,因此如何避免或减少在污泥焚烧过程中产生有害气体避免二次污染成为人们需要重点考虑的问题,并且焚烧处置的运行成本较高,需要科学的操作和管理,因此只能适用于大型污水处理厂中大量污泥的量化处理,而在中小型污水处理厂中不适宜应用。

3.2 土地利用

由于污泥中含有大量的有机质和微量元素,可以给植物的生长提供必需的养分因此可将经过处理后的污泥用作农用田、城市绿地的肥料,可达到污泥资源化处置的目的,无论是用作农田还是城市绿地,污泥都必须要经过无害化和稳定化的处理,污泥的泥质必须要满足相关的规定和标准要求,从而避免有毒有害物质对土壤产生污染,在将污泥土地利用之时,要首先对施用环境进行评价,充分考虑应用场合的土质以及植物的习性,从而科学制定污泥施用的方案,包括用量、施用时间段等等。

3.3 污泥卫生填埋

将经过处理的污泥进行填埋是一种操作简便、成本低的处置方式,传统的污泥填埋就是在垃圾填埋场与城市垃圾和工业垃圾一起进行填埋处理,但是要防范污泥产生滤液渗入土层,从而对地下水体造成污染,并且如果填埋不当可能会使污泥产生甲烷等可燃气体,遇明火可能发生爆炸,因此在对污泥进行卫生填埋时,要首先对污泥进行稳定化处理,使其渗滤液能够达标,并在填埋场设置沼气利用装置,一方面使填埋达到安全的要求,另一方面有利于废物的资源化利用。

3.4 污泥制作建筑材料

将污泥进行无机化处理后,经过加工可用作水泥的添加料、轻质骨料、路基材料以及制成砖等,但要建立在污泥无害化处理的前提之上,避免在生产和使用过程中造成二次污染问题,当前,我国已经颁布了将污泥制砖的相关标准,使污泥制砖行业得到了不断的规范和发展,将污泥制作成建筑材料是近年发展起来的较为新颖的处置方式,目前还只是处于试验、试生产的阶段,距离大规模的应用还有一段距离。污泥处置技术的发展趋势

4.1 源头污泥减量化技术

如果污泥的产生量大幅度减少,就会从源头上解决污泥处理处置的负荷,使污泥处理、处置的量大大减少,降低污泥处置所需的人工、设备、投资,因此在源头上使污泥减量化应当是一项非常有前途的技术,并且必将成为未来污泥处理处置的发展方向。在源头上促使污泥减量化可采用超声波破碎、微生物吞噬等等技术,当前这些技术的运行状态还无法达到低成本运行或稳定运行的目的,还大多处于理论和实验室的研究阶段,因此也给研究人员提出了一定的挑战。

4.2 污泥处置过程的节能降耗

当前很多污水处理厂还处于重水轻泥的状态中,因此在污泥处置中无论是技术还是相应的设备都还远远达不到成熟的地步,而能耗高也是很多污泥处置技术的发展和应用瓶颈,而随着人们对污泥处理处置重视程度的不断提高,使得污泥处置过程的节能降耗成为未来的发展趋势。

4.3 防止二次污染

在对污泥进行处置的过程中,很多处置方式都有对水体、大气、土壤等造成污染的隐患,导致产生二次污染的原因归根结底还是由于对污泥二次污染重视程度的不够,相信随着社会的进步以及人们认识程度的提高,五河方式污泥处置后造成的二次污染问题应当会得到足够的重视。

4.4 提高循环利用率

当前,在污泥的处置技术中有一些技术已经体现出了污泥资源化处理的要求,如土地资源化处置技术、建材利用技术、焚烧放热等,但无论是哪种技术,尚且存在循环利用率不高的缺点,在自然资源日益缺乏的今天,发展循环经济成为这个时代的主旋律,因此如何提高污泥的循环利用率,使其最大程度地在不同领域应用从而创造更大的经济价值是未来污泥处理处置的发展方向之一。结束语

对于污水处理厂来说污泥的合理处理和处置具有重要的意义,当前的污泥处置技术有很多,各污水处理厂应充分结合自身的规模、污泥成分等实际情况选择合理的污泥处置方式,并且要不断从源头上对污泥进行减量化处理、降低处置过程的能耗、防止二次污染、提高污泥循环利用率等,以使污泥的处置更加科学、合理。

参考文献:

篇7:剩余污泥的处理与处置技术

剩余污泥的处理与处置技术

剩余污泥的处理与处置是个世界性的难题.这里阐述了剩余污泥处理与处置的`基本技术路线,分析各种剩余污泥处理与处置方法的优点和缺点,并将清洁生产概念引入污泥减量化中,提出在系统中实现对剩余污泥的减量化.

作 者:杨波 陈季华 奚旦立 YANG Bo CHEN Ji-hua XI Dan-li  作者单位:东华大学环境科学与工程学院,上海,51 刊 名:东华大学学报(自然科学版)  ISTIC PKU英文刊名:JOURNAL OF DONGHUA UNIVERSITY(NATURAL SCIENCE EDITION) 年,卷(期): 31(2) 分类号:X703.1 关键词:剩余污泥   处理与处置   减量化   清洁生产  

篇8:含油污泥处置技术方案

1 含油污泥的产生及种类[3]

含油污泥主要是在石油开采,运输,炼制及含油污水处理过程中产生,按来源可分为三种不同类型:

(1)原油开采所产生的含油污泥,在油田开发特别是油井采油生产和井下作业施工过程中,部分原油放喷或被油管、抽油泵及其他井下工具携带至井场,这些原油渗入地面土壤,形成落地油泥。这种含油污泥一般具有含油量高,粘度大,脱水性难等特点,严重影响着井场周边的土壤环境。

(2)油田集输过程产生的含油污泥,这种含油污泥的产生主要是一次沉降罐,二次沉降罐,洗井水回收罐的排污。各种储油罐在自然沉降过程中产生的油泥称为罐底油泥。这种含油污泥除了含有大量的老化原油,细菌,沥青质等以外,还包括污水处理过程中加入的絮凝剂,缓蚀剂,阻垢剂等药剂。

(3)炼油厂生产过程中产生的含油污泥,包括隔油池底泥,溶气浮选浮渣和剩余活性污泥等,统称为“炼油厂三泥”。其中以浮选浮渣量为最大,占三泥总量的80%。

2 含油污泥资源化处理技术[4,5]

含油污泥中虽含有一定量的有害物质,但同时也富含烃类物质。随着石油资源的日益紧张,国内外对含油污泥资源化处理研究了多种方法。按使用技术可以分为两种:物理化学转化技术,如溶剂萃取法;另一个是热转化技术,如热解处理。一些常见的资源化处理技术对比见表1。

2.1 溶剂萃取法

溶剂萃取技术是利用萃取剂将含油污泥溶解,然后经搅拌和离心后,大部分有机物和油从污泥中被萃取剂抽提出来,然后回收萃取液进行蒸馏,把溶剂从混合物中分离出来再循环使用。其中被回收的油可以进入炼油厂回炼,分离出的水则送往污水处理厂处理,固体产物可以被用作燃料替代品。该技术可以实现含油污泥的资源化利用,将其中的大部分的原油进行回收,工艺操作简单,萃取剂可以循环利用,但是其缺点在于萃取剂用量大、价格昂贵,而且在处理过程中有一定的损失,因此普及推广难度大。

从表1可看出,热解处理是较为理想的含油污泥处理方法,既可以回收利用资源,又能综合利用固体残留物,达到零排放。

2.2 热解处理法

热解处理是在常温无氧条件下,通过高温加热含油污泥,使得含油污泥中的有机成分裂解为轻质组分,逸出挥发性产物并形成固体残渣的一种技术。国外已经开始用热解法处理含油污泥,国内对其研究还处于实验阶段。热解处理具备了其他方法的优点,如:固体体积的减少,热解产生的气体和油有很高的热值,能作为潜在的燃料,而温度也低于焚烧法的温度,因而限制了污染物进入热解气体中。

含油污泥热解产物包括以轻烃为主的热解气体,含热解油品和水的热解液体及以焦炭为主的固体残渣。图1为含油污泥热解处理的资源化流程图。

目前,含油污泥热解方法中,高温热解,低温热解和直接热化学液化法最为普遍。

2.2.1 高温热解

高温热解法是在1000 ℃以上的高温下,在惰性气氛中使组成成分发生大分子裂解,产生小分子气体,热解溶液和碳渣的过程。其主要特点有:污泥体积大量减少,重金属可以被有效地固定,重金属热析出量较低,且产生的有害物质较少。同时,在适当的条件下,污泥高温热解可避免副产物的污染。同时,高温热解的缺点是:需要的设备要求高,存在一定风险,而且在高温下容易产生致癌物质,危害较大。

2.2.2 低温热解

含油污泥低温热解处理是目前正在发展的一种新的热能利用技术,与高温热解原理相同,其不同点在于低温热解的热解温度在600 ℃以下,在污泥中所含的硅酸铝和重金属的催化作用下,使污泥中的脂类和蛋白质转变为碳氢化合物,其热解产物主要为热解油、反应水、不凝性气体以及焦炭四种产物。低温热解的优点是:热解后固体体积大大减小,而且固体中焦炭含量较高,可以和煤粉混合后作为廉价固体燃料回收利用;低温热解产生的热解油热值相对较高,亦可被作为燃料油回收利用。由于其反应温度较低(远低于焚烧温度),产生的热解气中SO2,NOx,以及二恶英等有害气体含量低于固体废物焚烧处理时所产生的量,降低了废气处理成本;另外,低温热解设备相对简单,无需耐高温高压,对于动力需求和热量需求相对较低。此外,低温热解时可以通过热解时加入催化剂改善其产量,若对热解油加入适当的催化剂进行催化重整,其油品质量可以被改善,能够被回收利用为石油替代品。

2.2.3 直接热化学液化

直接热化学液化法主要原理还是热解,但其与高温、低温热解法主要区别在于:高温热解和低温热解所采用的污泥一般需要进行脱水预处理,使其干基含水率达到一定标准,而直接热化学液化法的主要反应在水中进行,原料无需干燥,非常适用于高含水率污泥;高温热解和低温热解无需高压,其反应在常压下就可以进行,而直接热化学液化法则根据其所采用工艺的不同,对于压力要求也不尽相同,一般在1~28.4 MPa之间不等。

3 含油污泥热解处理的重要因素-催化剂[6,7]

含油污泥热解产物因热解条件不同而不同,热解过程非常复杂,其主要影响因素有:热解温度,热解时间,加热速率,催化剂,氮气流量等。其中,催化剂对污泥热解影响很大。在热解过程中,添加适量的催化剂能够节省热解时间,降低所需温度,提高裂解反应的速率和选择性,同时减少固体残渣的量,并控制热解产品的分布范围,因此,催化剂对热解处理是非常重要的。有文献指出,污泥本身含有的重金属,在热解过程中就起到了催化剂的作用。

周建军等对含油污泥进行热解,分别用活性白土,高岭土,粉煤灰等作为催化剂,考察了催化剂对液相的影响。最终考虑到催化效果,成本等因素,认为活性白土催化效果较好并且便宜,是最佳的催化剂。

为了提高热解油的产量和质量,在污泥中添加催化剂是很重要的,有很多不昂贵的而且无害的催化剂被用于污泥热解反应,例如:含铝物质(Al2O3,AlCl3),含铁物质(Fe2O3,FeSO4·7H2O,FeCl3)。对于上述催化剂中,有最大活性的物质是Fe2SO4·nH2O,另外加Fe2O3 能提高热解油的质量和产量。Shie等用钠化合物和钾化合物作为催化剂,对污泥进行热处理,结果表明热解转化率和液态产量明显提高,同时热解油质量也有所改善。喻健良等研究了催化剂对产油率的影响,结果是催化剂用量大于4 g/100 g(催化剂/污泥)后,随着催化剂的量增加,污泥的产油率会降低,因而确定了催化剂的最佳用量为4 g/100 g。

4 热解残渣的综合利用

为了使热解达到含油污泥资源化利用的目的,还必须要有效的处理热解后的固体残渣。固体残渣的量很大,其中含有大量的重金属,因而处理起来比较困难。根据热解时原料性质以及热解工艺的不同,其热解残渣的处理也不尽相同,主要有以下几种:

4.1 作为廉价吸附剂使用

根据詹亚力等[8]的研究表明,在电镜下可以观察到:热解残渣形成了以孔为主,微孔为辅的表面结构,在高温热解的情况下,可能会有碳纳米管形成。根据残渣中碳含量以及后续处理后,热解残渣的比表面积可以达到689~1686 m2/g。在邓皓等人的研究中,将热解残渣与商品活性炭之间做出了详细的比较,就比表面积大小而言,热解残渣要小于商品活性炭,但在实际处理实验中,尤其是在油田含油污水处理的应用中,热解残渣的吸附效果要优于活性炭,而且随着投加量的提高,对于COD以及石油类的去除也相应提高,而对于商品活性炭来说,其投加量则有个明显的上限。王万福等对热解残渣吸附沥青的饱和吸附量进行了测定,结果表明,热解残渣为黑色粉体,含碳量高,具有较好的灼烧脱碳回收能源利用价值。同时,脱碳后的残渣仍有作为吸附剂的利用价值。而在候影飞等的研究中,含油污泥热解残渣的结构与组成适合脱除烟气中的SO2,进一步改进可开发为有用的脱硫剂。

4.2 回收热解残渣中的Al2O3

含铝污泥热解残渣中Al2O3的含量较高,根据何银花等的研究中指出,污泥热解残渣中的铝含量可高达40%以上,具有非常好的回收利用价值,可以作为制备聚合氯化铝的原料,有利于实现在污水处理过程中对所投加的铝盐絮凝剂的回收与循环利用,可以降低资源消耗,减少污染物的排放,对企业推行清洁生产,资源节约以及发展循环经济有着重要的现实意义。这种方法主要是将含铝污泥热解残渣在常温下进行酸溶,经过一段时间后将溶出的铝溶液制备为聚合氯化铝,在常温下,使用CaO作为pH调节剂调节pH值,经聚合反应后可得到聚合氯化铝溶液[9,10]。

4.3 热解残渣作为颗粒化燃料利用

热解残渣具有低含水率,较高的碳含量,其热值可达到5000 kJ/kg乃至更高,和煤粉混合后,混合物的热值高于烟煤的热值,具有相当的能源回收利用价值,其外观为粉末状,易于燃烧,可以与煤粉混合颗粒化后作为燃料使用,既实现了废物的循环利用,还可以节约能源、降低能源成本。

5 结 论

含油污泥是珍贵的二次资源,对其进行资源化处理,不仅能回收大量原油,为石油行业创造一定的经济效益,而且可以有效保护环境。热解处理含油污泥既可以回收油气资源,也便于残渣的综合利用,最终可达到含油污泥减量化、无害化、资源化的处理目标,以循环型经济的要求。

摘要:含油污泥一直是困扰石油行业的一种危险污染物,其含有大量的石油类物质。在资源日益短缺的今天,这些可用的石油类物质不能被利用,将造成巨大的浪费。因此,发展高效的含油污泥无害化处理以及石油资源回收利用技术是石油行的目标。热解处理不仅能回收油泥中油作为燃料使用,残渣也能进行有效的综合利用,具有显著地经济和社会效益,成为油田含油污泥资源化利用较佳方式。

篇9:国内外含油污泥处理技术概况

【关键词】含油污泥;处理技术;再利用;综合化;资源化

含油污泥的组成成分复杂,难于分离处理,因此,含油污泥的处理和资源化利用一直以来都是油田研究的重要课题。含油污泥未经处理直接外排目前被环保部门明令禁止,并且对其开出高额罚款,因为直接外排不仅会污染环境,还会严重危害人类健康。针对此问题,各油田正积极采取各种措施,以缓解含油污泥带来的各种问题。目前,油田及各大炼厂对含油污泥的无害化处理或回收再利用主要有以下几种方式。

一、焚烧处理技术

焚烧是将含油污泥进行热分解,使含油污泥变成体积小、毒性小、稳定的灰渣。含油污泥的焚烧处理技术,会根据所要处理的含油污泥的来源、种类及处理量的大小选择是否在焚烧前进行脱水处理,而后将预处理过的含油污泥通入焚烧炉内高温焚烧,处理温度根据原料的不同而存在差异,一般温度在700~900 ℃,最后则是对焚烧后的灰渣进行处理,完成整个处理过程。

二、调质-机械分离处理技术

该技术主要是通过外加特定的添加剂,对含油污泥进行预处理,将含油污泥体系中的原油与固体杂质或泥沙的表面脱离下来,达到油、泥的分离;对处理后的含油污泥进行破乳絮凝、气浮及沉降旋流等工艺手段将含油污泥体系分离成油、水、泥三部分。该方法主要包括预处理、调质和机械分离三个工艺流程。

三、热处理和热解吸技术

含油污泥的热处理方法主要是在隔绝空气的条件下,通过高温将热解过程与蒸馏过程同时进行,将含油污泥体系处理为固相、液相与气相后加以分离。该技术是二十世纪八九十年代开始兴起并迅速发展应用的工艺。目前主要有以下几种常见的热处理技术[2, 9, 10]:①Heuer等研究应用的低温-高温加热蒸发-冷凝的含油污泥处理工艺;②Krebs及Geory等人研究与应用的利用高温废气对含油污泥进行干燥的技术,该技术已申请相关专利;③Term Tech等人的热解吸工艺技术;④Richard J Ayen等人的低温热处理工艺。

四、生物处理技术

该处理方式借鉴石油污染土壤的处理方法,主要是通过微生物的代谢及生长繁殖对含油污泥中油分进行降解,转换为常见的代谢物二氧化碳与水等物质,进而实现污泥体系的无害化。含油污泥的生物处理方法可以追溯到二十世纪九十年代初美国Gulf Coast炼厂的含油污泥生物处理示范装置,近年来更是得到商业化的推广及应用。

五、溶剂萃取技术

含油污泥的溶剂萃取法主要是利用物质的相似相溶原理,通过选择特定的有机溶剂对含油污泥中的原油进行萃取并回收利用的技术。溶剂萃取法所用的萃取剂多种多样,主要包括丙烷、三乙胺、重整油等常规溶剂,近些年又发展了临界液态的二氧化碳等新型溶剂,其中Paspek C等研制出了利用萃取-氧化处理含油污泥的专利技术[2, 12]。但是,溶剂萃取法所用溶剂一般价格较高,而且在萃取处理的过程中溶剂会有不可避免的损失,所以萃取法的成本较高,目前仍处在试验室的研究开发阶段,实际应用还未见文献报道。

六、焦化处理技术

众所周知,含油污泥主要是由于含有一定量的原油而具有较大的回收利用价值,该部分原油主要含的是烃类及其衍生物,还含有部分的胶质与沥青质,因此可以对含油污泥在高温条件下进行焦化处理来生产轻质油品、不凝气及焦炭产品。

七、回注与调剖技术

因油田含油污泥来自地层,和地层具有很好的配伍性,因此可以以含油污泥作为主体,通过加入特定的悬浮剂与稳定剂等添加剂,将含油污泥制成活性较强的乳液,利用乳液较强的稳定性,可以将含油污泥堵剂注入地层深部,待乳液破乳后可以对地层进行有效的封堵,注入水由于堵剂的阻塞作用而改变方向,使注入水更易进入低渗地带,波及体积升高,进而提高采油率。

八、其他技术

含油污泥除了以上所述的处理方法外,常见的处理方法还包括固化法、化学破乳及固液分离法土地填埋技术等,在此就不再赘述。

九、结语

随着国内环保要求的不断提高,企业面临越来越大的处理压力,以及可能出现的巨额排污费用及环保罚款,因此含油污泥处理的需求更加迫切。然而,现阶段多内对于含油污泥的处理手段过于单一,大部分仅采用焚烧掩埋等简单的处理手段,缺乏高附加值的综合利用手段。为了环保及可持续发展,一方面,在现有处理手段上对不同技术进行配合使用,开发更多的综合处理手段,另一方面应吸收利用国内外先进技术,加大含油污泥资源化再利用技术的开发,以求彻底解决含油污泥问题。

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篇10:污泥处理处置技术新尝试-李炳堂

污泥深井灌注技术是废弃物深井灌注技术在污泥处理处置上的进一步应用,其利用石油化工行业成熟的深井技术,将污泥注入地下深层密闭地质结构,可以通过地下存置过程中的热化学反应及生化反应将污泥转化为甲烷和二氧化碳等产物。经过适当工艺设计,二氧化碳在地下高温高压自然环境下溶解、捕集并固定于地层中,而由于气体溶解度的差异,甲烷气体可以与二氧化碳分离并实现有效收集,最终同时实现污泥的降解、二氧化碳固定和可再生能源回收利用的三重目标。此外,项目收集产生的甲烷可以进一步用于绿色电能生产。

目前,美国洛杉矶的特米诺岛可再生能源项目(Terminal Island Renewable Energy project,(T.I.R.E.))是全美首例深井灌注技术在污泥处理处置上的实际应用,由一口灌注井和两口监测井构成。预期日处理污泥120~400吨,目标灌注深度1100~1600米,灌注地层孔隙度22%。项目选择的灌注区域由多层不可渗透的密封地层和主要断裂线构成,以确保灌注区域的隔离、安全和密闭。同时,通过监测井详细记录地震波、伽马射线、温度、压力及地震图等参数,以实时控制灌注过程中的环境风险,并尝试对甲烷产生和二氧化碳固定过程进行科学测定和分析。

项目于2008年正式启动运行。根据2010年的项目运行数据,项目日灌注污泥约200吨,产生沼气约8000方,甲烷含量在45%~60%之间。经过三年运行期后,项目于2011年再次向EPA申请为期5年的运行许可,同时申请增加监测井数量,并将灌注污泥量由200吨/天提升至400吨/天。目前初步的经济核算结果表明,项目建设费用明显低于干化焚烧或者汽化设备,运行费用也处于较低水平,每吨湿污泥处理费用约50美元,为污泥长期处理处置提供了经济可行的潜在方案。

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