1 含油污泥来源及危害

含油污泥作为石油开采、炼制及含油污水处理等过程中产生的固体废物，其成分复杂、处理难度大。污泥中含有一定浓度的原油、重金属及多环烷烃等难降解有毒污染物。目前，针对含油污泥，国际上尚没有统一的污染控制标准。

2 含油污泥处理现状

目前，含油污泥的处理主要有土地法、生物法和物化法。其中，土地法与生物法类似，通过微生物的代谢作用，使油类污染物矿化，实现含油污泥的无害化处理。但在降解过程中，油泥中的可燃性物质会造成大气污染，带来较大的安全隐患。此外，这两种方法均未能实现对原油的回收利用。

物化法则以回收利用污泥中的有价资源为主要目的，具体分为：萃取法、热解法、焚烧法、离心法、超声法等。以下介绍了几种常见处理方法。

2.1 热解法

热解工艺即利用原油在不同温度下发生裂解或缩合反应，产生液相油品、不凝气和焦炭产品，从而分离污油泥中的原油。周建军等采用热解法处理大港油田含油污泥，发现在500℃、加热速率4℃/min、氮气吹扫量80mL/min条件下，转化率可达99.9%以上。Je-Lueng Shie等采用热解法处理罐底油泥，在N2保护下，450-800K热值范围内，油泥可完全热解。

2.2 萃取法

利用“相似相溶”原理，以有机溶剂萃取含油污泥中的有机成分，实现油泥分离。赵欢等采用超声强化萃取法处理，在较优药剂比条件下，萃取15min，污泥中原油回收率达到83.7%。曾海鳌等以汽油为萃取剂，对胜利油田含油污泥进行多级逆流萃取，处理后污泥含油量小于1%。英国阿兰斯炼油厂建设的溶剂萃取装置，现已实现稳定工业化应用，处理后的污泥经固化后土地填埋。

2.3 焚烧法

是一种常用的含油污泥处理方法，将脱水浓缩处理后的含油污泥送入焚烧炉，与煤或煤油进行混合燃烧，去除含油污泥中的有害物质。如长岭石化厂采用的顺流式回转焚烧炉，燕山炼油厂采用的流化床焚烧炉，在处理含油污泥方面都取得了良好的效果。辽河油田锦州炼油厂现有的污泥焚烧处理装置，处理后污泥可用作建筑材料。但焚烧产生的气体会带来二次污染，而且没有回收有价资源。

2.4 调质-机械分离法

基于加药、洗涤等方法改变油水相极性，促进油-水-泥三相分离。刘振国采用“调质-离心分离”处理绥中含油污泥，脱水剂注入浓度为0.4%，转速达到3700rpm时，减容率可达75%～80%。Diaz A等开发出“调质-机械脱水”回收原油专利技术。克拉玛依石化企业采用“多级热洗-助溶剂”技术，通过均质流态化、多级逆流洗涤等方式，污泥经脱水后，含水率可降至80%以下。

2.5 超声处理法

通过超声波在介质传递过程中产生的特殊物理化学环境，实现油、水、泥三相分离。超声法以其反应时间短、能耗低等特点，得到广泛关注。Xu等人发现在较低超声频率下，液体压缩和释放间隔延长，气泡尺寸较大，空化强度增大，洗脱作用增强。王永平等采用高温热水洗-超声-离心集成工艺处理含油污泥，清洗剂加药量1%，60℃条件下，超声20min，再经离心脱水，含油率小于2%。

3 存在问题及解决思路

综上所述，现有污泥处理工艺主要为焚烧法和热洗法，虽然焚烧法能极大程度实现减量化，但不能回收有价资源，而且带来二次污染。热洗法可回收部分原油，但单一热洗法效果差，在破乳过程中，不能使污油泥与破乳剂快速、充分混合，影响破乳分离效果。

因此，从资源化回用角度考虑，含油污泥处理的难点在于，破乳及泥沙表层包裹的含油物质的剥离。对比不同含油污泥组分，发现污泥中重质油含量约40%左右。因此，重质油对含油污泥的破乳及分离影响较大，尤其是重质油中含有的胶质和沥青质成分。胶质是一种高表面活性物质，经受热或氧化易转变为沥青质；沥青质是一种极性强、密度大的非晶型固态物质，聚集后以胶团形式存在。因此，要解决油分离难的问题，可以从强化预处理和工艺优化组合等方向去尝试。

4 工艺设计说明

通过以上分析，拟定工艺流程，主要有：强化预处理、清洗、除砂、分离等单元组成。

4.1 强化预处理单元

根据含油污泥中油、泥砂、水的存在状态，通过破碎、筛分、流化、曝气等方法，将其充分乳化分散成以水为分散相的乳状液，使原来油泥中的油包砂现象逐步变成水包砂，降低原油对泥砂的包结粘度。

强化预处理单元主要由进料斗、污泥切割机、筛网式转鼓格栅、曝气沉砂装置、调质装置等组成，主要功能是去除污泥中大粒径颗粒，并通过回掺水改变污泥流动状态。首先，污泥通过进料斗格栅去除＞200mm的固体颗粒；在筛网式转鼓格栅中，经喷淋和旋转分离去除＞20mm的固体颗粒，同时污泥得到一定稀释；经由曝气沉砂装置去除＞5mm的固体颗粒，以保证后续处理工艺的顺利进行。

含油污泥的调质是一个复杂的动力学多相流过程，其主要功能是对预处理后的污泥进行加热、搅拌、匀化，其中，所使用药剂的种类和用量是难点，药剂的选择需要满足以下要求：

（1）促进油泥分离。

（2）促进油水分离。

（3）促进泥水分离。

针对含油污泥多数呈酸性的特点，可以通过调节剂，改变污泥pH值，并配以分别起清洗、破乳以及调节表面活性等作用的不同成分，来改变含油污泥界面性质，降低界面膜粘性、增强界面流动性，促进油、泥充分分离，油、水充分破乳。然后，通过沉降作用，回收表层浮油。可供选择的成分如下：

4.2 清洗单元

采用逐级清洗工艺，分为一级清洗、二级清洗、三级清洗（选配），每级清洗单元主要由超声装置和气浮装置组成。

（1）超声工艺特点

①空化作用

超声波通过液体媒质传播时，声波在负压下产生大量空穴/气泡，在正压区崩灭后，气液界面形成高温高压蒸汽层，使油温温度升高，粘度降低，流动性提高。同时，空化作用在固液界面产生的高速微射流连续冲击污泥表面，促使污泥表面油层剥落，强化清洗效果。

②机械搅拌作用

由于超声波振动频率高，当其在液体媒质中传播时，会引起质点加速度增大，产生强烈机械振动。当功率密度为1W/㎡，20kHz的超声波在水中传播时，瞬时振动频率高达2万次以上，质点加速度高达14400m/s。通过强烈机械振动产生的直进流扰动物质表层，使表层物质得到清洗。

③热效应

当超声波负压半周期的声压幅值超过液体内部静压强时，媒质中的微笑气泡（空化核）迅速增大后绝热压缩而崩灭，崩灭时产生的高压高温环境促使水分解微·OH等强氧化自由基，以此诱发物质加速分离。

（2）气浮工艺特点

气浮发生器通过空气喷射产生微细气泡，此微细气泡直径在20～40um之间，附着能力强。当油滴和微细气泡间的水膜达到临界厚度时，水膜破裂，油滴移向气泡，并粘附于其上，气泡聚集后上浮到液体表面，经收集后去除。

经逐级清洗后，出水进入除砂装置，去除大颗粒杂质后，进入后续离心分离单元进行固液分离，可选择卧式螺旋沉降离心机，在离心力作用下，通过转鼓与螺旋的同向差速旋转，使较重的固相沉积在内壁上形成沉渣层，输料螺旋将沉积的固相物连续地推至转鼓锥端，经排渣口排出；较轻的液相形成内层液环，经由转鼓大端溢流口连续溢出，经排液口排出。其具有在全速运转下，可实现连续进料、分离、洗涤和卸料的特点。

5 结语

综上，鉴于含油污泥成分的复杂性，单一技术已经不能满足不同类型含油污泥处理及回用要求。从目前来看，根据含油污泥自身特点，预处理和深度处理工艺的优化组合，将成为未来含油污泥实现彻底无害化、资源化的重点发展方向。