
1 概述
油田含油污泥是一种量大而面广的污染源,具有油含量高、重质油组分高等特点。由于收集、处理难度大,处理工艺复杂,中国石油各油田目前基本没有实现无害化和资源化处理,大多采用脱水后堆放干化的方法。这种方法不但占用大量耕地,而且对周围土壤、水体、空气都将造成污染。含油污泥属危险废弃物,如不进行有效治理,每年需缴纳1000元/t排污费。目前,中国石油各油田年产生含油污泥约33万t/a,每年需要缴纳排污费高达3.3亿元。因此,含油污泥的处理一直是各油田非常关注的、也是困扰石油行业的一大难题。
油田含油污泥的种类较多,根据产生的情况不同,一般可分为以下几种:一是各类除油设备、立式沉降罐、储罐及回收水池等设施清理或排放的污泥,一般油含量10%~30%;二是油水井测试、作业产生的落地油泥,油含量不确定;三是污油回收站产生的含油污泥,一般含油在5%~20%;四是基建施工、管道设备穿孔产生的落地油泥,油含量不确定。
油田含油污泥的物理化学性质十分复杂,一般含有大量的老化原油、蜡质、沥青质、胶体和固体悬浮物、细菌、寄生虫、盐类、酸性气体、腐蚀产物以及少量机械杂质、铜、锌、铬、汞等重金属盐类等,同时还含有苯系物、酚类、蒽、芘等有恶臭的有毒物质。油田的生产过程中还加入了大量的凝聚剂、缓蚀剂、阻垢剂、杀菌剂等水处理药剂,三次采油聚合物含油污泥还含有弱酸低温胶联剂和聚丙烯酰胺硫化物等,极难分离和处理。在含油污泥中,含量较高的石油类物质、金属及无机矿物质,具有非常重要的油气回收和金属矿物质再生利用价值,因此含油污泥又是一种资源。
2 含油污泥的处理标准
含油污泥的处理标准,一般由污泥处理后的去向所决定。目前,国内外对含油污泥的处理方法很多,国内外主要的终端处置方式是填埋和筑路。为避免含油污泥的填埋对土壤产生不良影响,各国对填埋和筑路污泥的油含量、农用污泥的重金属含量等提出了严格的要求。由于土壤对油类有机物的接受程度不同,目前国内外对填埋污泥的油含量、重金属含量的规定也不相同。
针对固体废物,我国相继出台和制定了《危险废物填埋污染控制标准》(GB18598-2001)和《危险废物焚烧污染控制标准》(GB18484-2001)等标准。在上述标准中,将含油污泥归类为危险固体废物,但并没有对含油污泥的油含量提出量化指标,仅在《农用污泥中污染物控制标准》(GB4284-84)中,对污泥中的矿物油含量给予了明确规定,要求土壤中矿物油含量不得超过3000mg/kg(≤0.3%)。
我国在《农用污泥中污染物控制标准》(GB4284-84)中规定,重金属浓度限值(干污泥):Cu为500mg/kg,Cd为20mg/kg,Pb为1000mg/kg,As为75mg/kg,Cr为1000mg/kg。《石油开发工业水污染物排放标准》(GB3550-83)中规定:铬为0.5mg/L,酚为0.05mg/L,砷为0.50mg/L,汞为0.05mg/L,铅为1.0mg/L,硫为1.0mg/L;对重金属的排放量也作出了 的规定。
3 取得的主要成绩
3.1 污泥收集技术的推广
十五期间,各油田在试验的基础上逐步推广2项新型排泥技术,由穿孔管排泥技术和负压抽吸排泥,替代了人工清泥,实现了不停产排泥。沉降罐排泥新技术的应用实现了不停产排泥,对促进污泥的收集及无害化处理,提高油田采出水处理达标,具有十分重要的意义。
3.1.1 穿孔管排泥
穿孔管排泥是利用沉降罐中污水的静压使罐底污泥从穿孔排泥管中排出。沉降罐底一般用C15浮石混凝土或塑料板隔成集泥槽。集泥槽底部平行布置穿孔排泥管,排泥管开孔位置采用分段等距布孔法,按孔数交错从末端向起端均布。穿孔管采用高密度聚乙烯管。
每根穿孔管在罐外壁设排泥阀一个(冬天用电热带保温),排泥时打开,含水泥通过水自压由罐内排泥管再经罐外集泥汇管流至污泥池,然后关闭该阀。沉降罐排泥总时间约为20min。
3.1.2 负压抽吸排泥
负压抽吸排泥器由喷射助排器、吸盘、连接管等组成,喷射器产生的负压为罐底积泥的排出提供了更多的动力。
一套负压抽吸排泥器上分别携带6个吸盘,吸盘在罐内均匀布置,每个吸盘吸泥面积在4~5㎡,负压抽吸排泥器装置安装在罐体底部,吸盘距罐底20cm。
3.2 含油污泥的减量化处置初具规模
十五期间,各油田根据中国石油污泥处理“减量化”的总体部署,积极引进国内其他行业的“含油污泥→污泥浓缩→压滤机脱水”处理工艺,成功将含油污泥的含水率由98%~99%降至约70%,降低了收集污泥的排放量。目前,中国石油各油田的减量化处理工艺已非常成熟,并已在各油田建设中被成功推广应用。
3.3 无害化试验工程已建成投产
辽河油田以欢喜岭采油厂作为试验基地,与中油环境工程技术中心合作,于2007年9月建成投产了含油污泥的无害化处理试验工程,处理规模为100t/d。
其基本原理是充分利用含油污泥的热值,将含油污泥脱水后经药剂混合,制成型煤,作为燃料外运。
根据检测,含油污泥燃烧后灰渣的油含量远远低于《农用污泥中污染物控制标准》(GB4284-84)小于3000mg/kg(≤0.3%)的要求:重金属含量与天然土壤相近,且小于我国农用污泥中污染物控制标准。燃烧后直接排放残渣,不会造成环境影响。
3.4 资源化处理进入现场试验阶段
2003年中国石油勘探与生产分公司立项开展了“含油污泥处理工艺技术”研究。研究提出了对脱水污泥“热解回收油气-残渣利用”的资源化处理技术思路,并利用“水平回转热解炉”设备进行了回收轻烃和不凝气的室内试验和现场中试评价,取得了初步成功。
3.4.1 现场中试情况
试验地点在新疆乌尔禾油砂试验现场,装置处理能力为20t/d,试验主体设备为水平回转炉,自控连续运行。
中试物料共5种。分别取自新疆油田分公司六九区(稠油)清罐堆存的干化罐底泥和81站污水深度处理的脱水堆存干化污泥,以及克拉玛依石化分公司润滑油精制的废白土、污水处理离心脱水污泥(湿污泥,含水率在60%以上)及其堆存干化污泥。
3.4.2 中试结果
对5种中试评价样品现场热解处理进行了现场测试,结果见下表:
样品名称 | 产油率(%) | 产气量(m³/t) | 产水率(%) |
六九区罐底污泥 | 11 | 60 | 11 |
81站脱水污泥 | 5 | 75 | 17 |
克石化废白土 | 30 | 50 | 10 |
克石化湿污泥 | 7 | 30 | 80 |
克石化干化污泥 | 12 | 90 | 20 |
热解处理后的残渣含油一般小于0.3%,达到了排放标准。可回收的产油率一般在10%以上,说明含油污泥具有较好的资源化前景。
2006年,由中国石油投资在辽河油田采用该工艺建设试验工程,试验工程已于2007年底建成投产,处理规模10m³/d。目前正在进行调试、试验数据的录取工作。该站的建设对含油污泥的无害化和资源化利用具有重要的意义。
4 几点建议
4.1 积极推广无害化处理技术,进一步开展资源化处理的研究
中国石油制定了含油污泥的减量化、无害化和资源化处理的战略方针。目前,很多油田已经实现了含油污泥的减量化处理。由于无害化处理的难度要远小于资源化,因此下一步的重点工作,应是推广对含油污泥的无害化处理,有条件的可进一步开展资源化的研究。不能盲目追求含油污泥的资源化利用,导致污泥处理技术发展因资源化利用难度大而停滞不前。
4.2 推广适用有效的处理技术
首先,“十一五后期及十二五”期间,各油田、各科研机构应发挥各自优势,在 规划的基础上,分工明确,有步骤、有计划地开展含油污泥无害化和资源化处理的科研攻关,并集中总结各油田、各科研机构的科研成果,在中国石油内部加以推广。
第二,应该进一步加强各油田间的技术交流,要避免一个油田的错误和失败在另外一个油田重复出现。
第三,必要时可借助国外和国内科研机构的研究力量,要勇于为国外和国内科研机构进入油田开绿灯。