污泥处理技术

含油污泥 1000 15
一般污泥 25
0.75
用投加絮凝剂的化学调节法，就能使一般污泥中的悬浮微 粒凝聚并顺利进行脱水。但对于含油污泥来说，还必须加 上破乳Βιβλιοθήκη Baidu和加热等其它强化手段。
含油污泥调质方法的选择要考虑以下三个问题：①含油 污泥的性质和特点；②要适应所有脱水机械的性能；③ 脱水泥饼如何处理或利用。
调质方法的选择应在测试含油污泥性质的基础上进行。在 含油量大于10%时，易用亲水性表面活性剂；含油量大于 4%时，易用亲油性表面活性剂。使用前者时，分离后水和 固体在下层，而油在上层；用后者时，下层为含油固体， 而上层为水（水层中均含有可溶性油和为乳化油）。
(2) 机械脱水
要使含油污泥的机械脱水效果好，还应按具体情况和要求 选择污泥脱水机械和设计脱水系统，包括污泥性质的测试、 脱水机械及其参数的选择等。目前使用的脱水机械主要有 带式压滤机和卧螺旋沉降式离心机。
生物处理法需将含油污泥混以松散剂、肥料和培菌液，经常 翻动并自然通风，历时41天才能将97%的石油烃生物降解， 该方法的缺点是处理周期长，油资源不能得到回收利用。
4、含油污泥固化处理
固化处理是通过物理化学方法将含油污泥固化或包容在惰性 固化基材中的一种无害化处理过程，以便运输、利用或处理。 这种处理方法能较大程度地减少含油污泥中有害离子和有机 物对土壤的侵蚀和沥滤，从而减少对环境的影响和危害。由 于这种方法是取代回填的一种更易为环境所接受的方法，因 此近年来受到了重视。 固化中所用的化学固化剂分为有机和无机两大类，有机系列 包括脲醛树脂、聚酯、环氧乙烷、丙烯酰胺凝胶体、聚丁二 烯等，无机系列有玻特兰水泥及近年开发的磷石膏等。
处理厂的污泥和含油污泥的过滤脱水性能。他们测定了 含油3%，含总悬浮固体4%的含油污泥（浮渣）和含总 悬浮固体1%－2%的一般污泥的比阻和可压缩系数，证 实含油污泥与一般污泥相比，其比阻大40倍，其可压缩 性系数大20倍，如表所示。
含油污泥和一般污泥的可滤性比较
污泥名称 比阻/（cm/kg）
可压缩性系数
三、含油污泥处理方法分类及优缺点
1、含油污泥的机械脱水技术 经重力沉降脱水后的含油污泥是黑色粘稠状液体（含水率 一般小于96%），称为污泥浓缩液，每个站的年产量往往 达万吨以上，必须进行机械脱水减容。污泥脱水前，须进 行调质。 (1) 污泥的调质 污泥脱水过程实际上是污泥的悬浮粒子群和水的相对运动， 而污泥的调质则是通过一定手段调整固体粒子群的性状和 排列状态，使之适合不同脱水条件下的预处理操作。污泥 调质能显著改善脱水效果，提高机械脱水性能。
2、污泥的危害
(1) 含油污泥的存在使回注水中悬浮物含量严重超标，堵塞 地层，造成油层吸水能力下降，注水压力不断升高，同 时，使水井增注措施（主要是酸化）有效期下降，增加 处理费用和工作量。
(2) 为确保注水水质，防止悬浮物在系统中恶性循环，每天 被迫外排大量的污水，既造成了水资源浪费，又污染了 环境。
2、脱水泥饼的热处理和热解吸技术
热处理和热解吸技术是90年代初国外迅速发展并获得 应用的工艺。主要有包含低温（107－204℃）—高温 （357－510℃）加热蒸发—冷凝步骤的含油污泥处理 工艺、利用锅炉排放热废气干燥含油泥饼及热解吸工 艺。该热解吸工艺是在一个装有叶片转子的反应器中， 把污泥从299℃加热至399℃，并通入蒸汽，使烃类在 复杂的水合和裂化反应中分离，并冷凝回收。这些工 艺都能从泥饼中回收油，并使泥渣达到直接填埋的要 求。
使用上述两步调质技术，在带式压滤机上对含油污泥的脱 水除油工艺是将机内分重力区、楔区和压力区3个区域。 调质污泥送入后，先在重力区脱除大部分水；接着在楔区 与溶液混合，以提高絮凝体的抗压能力；最后进入压力区， 脱除约80%的油。其脱水效果是：含油污泥含固体12%， 油20%和水68%，滤后液体中含固体1.5%，油13.7%和水 84.8%；滤饼中含固体45.8%，油11.7%和水42.7%。
含油污泥的组成成分极为复杂，一般由水包油、油包水 乳状液以及悬浮固体杂质组成，是一种极其稳定的悬浮 乳状液体系。水合、带电性造成了稳定的分散状态，有 一层或几层水附于表面而造成了使颗粒相互结合的阻碍， 同时污泥颗粒一般都带负电，故含油污泥中大多数颗粒 是相互排斥而不是相互吸引。由于其固相含量低，含水 率高，因而体积庞大。
含油污泥处理技术简介
随着国内油田的不断开发，采出污水量急剧增加，由之 产生的含油污泥量也急剧增加，其总量已达100万吨/年以 上，这些污泥不仅含油，而且含有各种油田助剂成分， 自然条件下完全分解需要上百年时间，不仅直接占用土 地与空间，而且严重污染了空气、土壤和地下水，在一 定程度上制约了国内油田生产的发展。为了解决这一生 产难题，国内外耗费了大量人力、物力，相继研究实验 过焚烧、固化、地耕法等处理方式， 但到目前为止还没
3、脱水泥饼的生物处理技术
据文献报道，如进料中的碳环化合物、芳烃和油的浓 度控制在合适范围内，则生物处理的运行成本比焚烧 处理费用低40%；只要在生物反应器内保持合适的pH 值、足够的溶解氧和营养盐浓度以及良好的混合状态， 绝大多数有机物都能被降解，而逸出的少量有机物也 容易用活性炭吸收。
下图为某炼油厂的污泥生物处理系统示意图：
卧螺旋沉降式离心机具有设备紧凑，占地面积小，调节 剂耗量少和处理效率高等优点，已得到越来越广泛的应 用。要获得好的分离效果和水质好的离心液（悬浮物浓 度低），则在对含油低的污泥脱水时，应使泥中的少量 油最终进入泥饼，即离心因数小，一般取1000；反之， 要求泥饼含油尽量低时，离心因数宜大，一般取2500－ 2700；此外，还必须注意离心机的离心因数、泥饼层厚 度和污泥停留时间的平衡和调节。
含油污泥调质分为两个步骤：首先以适当方式投加石灰、 煤粉等固体粉末调节剂，并混合均匀；其次再投加有机 絮凝剂，这样才能顺利进行含油污泥的脱水。
用硅藻土，石灰和飞灰等微细粉末作为调节剂，可以使 变形的含油污泥粒子形成有刚性的污泥骨架，使泥饼呈 毛细结构，从而提供更多的微细水流通道。此外，这些 固体粉末调节剂还能增加污泥粒子和水相的密度差，有 利于机械脱水。
一、 含油污泥的来源及危害
1、含油污泥的来源
含油污水中的污泥，主要来自于地层，其中有一部分可能是在钻井 和井下作业过程中留下的泥浆，有些是由于地层出砂造成的，也有 一些在污水处理过程中加入的药剂后形成的沉积物，其中相当一部 分是污水系统中的腐蚀产物。原油开采过程中，储层中微小颗粒与 采出液一起进入地面处理系统，是采油污水中产生污泥的主要来源， 再加上污水净化处理中投加的净水剂形成的絮体，设备及管道腐蚀 产物和污垢、细菌等组成了含油污泥。
污泥生物处理工艺流程
含水50%的泥饼被输送到一台生物反应罐中。罐内通入氧或 空气，同时进行机械搅拌，并不断加入氨和磷酸等营养物质， 以促进好氧微生物的生长，使其最终转化为二氧化碳和水， 处理后的残液进入罐中浓缩，在加入石灰后，再次进行离心 脱水，最终泥饼能直接填埋。该技术处理效果好，作业安全 （常温常压），经济合理，在提高氧利用率、降低药品消耗 和改进泥饼脱油效果等方面仍有降低成本的潜力。
(3) 由于大颗粒在沉降罐、净化污水罐、污水池中不断沉积 使清罐周期缩短，清出的大量污泥含水率高，无处堆放， 污染环境，增加了成本投入。
二、含油污泥的分类和主要成分
1、含油污泥的主要成分 含油污水本身成分较为复杂，含有大量的老化原油、蜡 质、胶体、固体悬浮物、细菌、盐类、酸性气体、腐蚀 产物等。在污水处理过程中还投加了大量絮凝剂、缓蚀 剂、阻垢剂、杀菌剂等水处理药剂。因此，不同的污水 水质、处理工艺和药剂，含油污泥的排出量和物性差异 较大。含油污泥一般具有含油量高、粘度大、颗粒细、 脱水难等特点。它不仅影响外输原油质量，还导致注水 水质和外排污水难以达标。
污泥中的油一般可分为可浮油、乳化油、溶解油等，这 是使含油污泥粘度大，难于脱水处理的主要原因。
一般来说，污泥中含油量可达30%。然而污水处理工艺 的不同，含油率也不会有很大的不同。例如在沉降罐中 加入净水剂， 对悬浮物的去除有显著的效果，对各种油/ 水形成的乳化油也有显著的破乳作用，达到油、泥的共 沉，因而将乳化油转移到了污泥中，这种污泥一般含油 量较高。而采用“先除油，后除渣”的水处理工艺，可 从源头上减少含油污泥的含油量。
由于含油污泥粘度高，过滤比阻大，多数污泥粒子属
“油性固体”（如沥青质、胶质和石蜡等），质软。随
着脱水的进行，滤饼粒子变形，进一步增加了比阻。而
且在过滤过程中，这些变形粒子极易粘附在滤料上，堵
塞滤孔；在离心脱水时，还因其粘度大，乳化严重， 固—固—液粒子间粘附力强和密度差小等原因导致分离 效果差。Jonathan Zall等人曾分别研究过一般市政污水
为减少固体粉末调节剂的投加量，可采用滤饼部分回流到 含油污泥调节段的工艺。要通过调质—机械脱水使含油污 泥实现油—水—固（无机固体）的三相分离，关键是使其 中粘度大的吸附油解析和破乳。为促使油从固体粒子表面 分离，加入合适的电解质可增加系统的电荷密度，使它们 取代油组分优先吸附在粒子表面，并使粒子更分散，为油 从固体颗粒表面脱附创造更好的条件。通过投加表面活性 剂，稀释剂（葵烷等），电解质(NaCl溶液)或破乳剂（阴 离子或非离子），润湿剂（可增加固体微粒表面和水的亲 和力）和pH值调节剂等，并辅以加热减粘（最佳为50℃以 上）等调质手段，实现水—油—固三相分离。
有研发成功一种适用于含油污泥处理的经济而又有效的 方法。
不管现行的那一种方法，其根本着眼点都是视含油污泥为 废弃物，或仅仅着眼于利用其自身的燃烧热，而忽视了废 物处理的最高原则：此废物为彼资源，即含油污泥的资源 性。事实上，含油污泥不仅含有一定的有机物、燃烧热， 更重要的是其在产生过程中使用了大量絮凝剂，因而含有 大量的絮凝剂成分。换言之，含油污泥不仅仅含有一定的 热能，而且资源性非常丰富，是生产或回收絮凝剂的良好 原材料。 因此，研究开发一种能够综合处理和利用含油污 泥、从根本上解决含油污泥对环境的污染且变废为宝的技 术是国内各油田迫切需要解决的问题。
根据不同油田含油污泥的特性，投加合适的浓缩剂静置沉 降脱水，使含油污泥含水由99%降至90%以下，经离心脱 水将污泥含水率降至50%－60%后，再采用物理化学分水化学固化技术进行固化处理，达到无害化的目的。无害化 处理工艺流程：
含油污泥—加药浓缩沉降脱水—离心脱水—物理化学固化成型
无害化处理含油污泥是利用不同性质的化学物质对含油污 泥进行物理化学固化处理，使其具有一定的机械强度，并 且在任何环境条件下，所有有害成分不再析出污染环境。 选择有效的分水剂是含油污泥处理工艺成功的关键，利用 分水剂可以脱出污泥体系中存在的四种不同形态的水：
污泥的含水率变化较大，底部沉积的不流动的污泥， 平均含水率为75.25%，其密度为1.088g/cm3；排放时 的污泥含水率在90%-95%左右。污泥的浓缩性也有 较大区别，例如含水75%左右的污泥，静止沉降浓 缩 2h ， 含 水 率 降 到 72% ； 5h 降 到 70% ； 10h 后 降 到 66%；20h可降到60%左右。
含油污泥中水一般可分为四种：游离水、絮体水、毛细 水、粒子水。存在于污泥絮体空隙之间的游离水，借助 于污泥固体的重力沉降可部分分离出来，絮体水藏于絮 体网络内部，只有靠外力改变絮体结构才能部分分离； 毛细水粘附于单个离子之间，必须施加更大外力，使毛 细孔发生变形才能部分去除；粒子水是化学结合水，需 要通过化学作用或高温处理，改变污泥固体的化学结构 和水分子状态，才能将其去除。
含油污泥主要产生于油田和炼油厂。目前油田开采大部分是采用早 期注水保持地层压力的方法。随着油田的深度开采，采出油中含水 量越来越高，因而，在进行原油脱水中，原油脱水罐、贮油罐、污 油罐等底部存在大量含油污泥，同时，在油田、炼油厂的附属污水 处理场（如隔油池底，浮选池，曝气池等）也存在大量的污泥。
胜利油田孤东汉油污泥排放情况