含油污泥具有油含量較高、黏度大、固體顆粒極細、呈膠狀結構的親水性黏稠液體，同時，具有沉降性能差、脫水困難等特點，造成處理難度較大。因此，長期在污水處理構筑物內不斷沉積，不僅影響外輸原油質量，還導致注水水質和外排污水難以達標。同時，含油污泥中除含有大量的殘留油類，還含有苯系物、酚類等有毒、有害物質。若不進行處理直接排放，不但占用大量耕地，而且對周圍土壤、水體、空氣都將造成污染。

2009年2月20日吉林省環境保護廳下發《吉林省2009年整治違法排污企業保障群眾健康環保專項行動 階段工作方案》；松原市環境保護局下發的《松原市環境保護局行政處罰告知書》，對直接向環境排放污染物的單位加大了處罰力度。

1 污泥無害化處理技術

1.1 處理技術選擇

根據目前國內含油污泥處理技術的發展狀況，結合吉林油田實際，通過對超熱蒸汽噴射法、污泥濃縮法、自然干化法、機械脫水法、焚燒法、生物處理法、熱洗滌法等工藝技術的使用條件和產出物達到的標準等，經優化對比后，決定采用超熱蒸汽噴射技術，實現含油污泥無害化處理。

1.2 超熱蒸汽噴射原理

超熱蒸汽（≥500℃）以超高速從特制的噴嘴中噴出，與油泥顆粒進行垂向碰撞，油泥顆粒在超熱氣體熱能和高速所產生的動能作用下，顆粒內的石油類和水等液體迅速從顆粒內部滲出至顆粒表面，并迅速被蒸發，從而實現油等液體與固體的分離。蒸汽由管道輸至油氣回收單元經冷卻后在重力作用下實現油水分離，油可直接回收，廢水經處理后外排或回用，殘渣呈粉末狀。

1.3 工藝流程

含油污泥由提升泵提升至均質罐中攪拌均勻，然后再由提升泵輸送到換熱器加熱或者直接輸入離心機，經離心機脫水后的油泥再輸送至高溫處理槽，在高溫高速蒸汽噴射下被粉碎，同時，油分和水分被蒸發出來，被粉碎的細小顆粒連同蒸汽一起進入氣旋室，在旋分作用下實現蒸汽與固體顆粒的分離，固體顆粒直接進入回收槽，蒸汽進入油水分離槽經冷卻后實現油水分離。

2 現場應用情況

吉林油田扶余采油廠產污泥量約3000m3/a，其污泥成分：平均含水率為85.85%，平均含油率為10.04%，平均固體含量為4.11%。

2010年吉林油田在扶余采油廠新建1套撬裝污泥處理裝置，于6月投產試運行，2011年移至新木聯合站運行。裝置由7個撬塊組成：1#污泥調質撬，有螺桿泵2臺、水力旋流器1臺、加藥裝置2套、污泥均混裝置2套、控制箱1座；2#污泥脫水撬，有螺桿泵3臺、反洗泵1臺、離心脫水裝置1套、加藥裝置3套、控制箱1座；3#污泥凈化撬，有原料輸送斗1座、螺旋輸送泵1臺、超熱蒸汽發生裝置1套、高溫處理槽1座、雙旋風分離器1座、干渣輸送器1座、控制箱1座；4#冷卻水循環撬，有輸油泵1臺、冷凝器1臺、油水分離槽1套、熱交換器1座；5#、6#冷卻撬，冷卻塔9座；7#鍋爐撬，鍋爐1座。其中：1#、2#撬為污泥濃縮脫水系統，3#、4#撬為超熱蒸汽凈化系統，5#、6#、7#撬為輔助工藝系統。

整套裝置全自動控制，設備采用露天撬裝形式，設計生產周期為每年5～10月。

設計規模：超熱蒸汽噴射處理裝置處理量為0.5t/h。

2.1 污泥濃縮脫水系統

污泥經一級提升泵進入1#撬體的水力旋流除砂裝置，篩分除去大顆粒雜質，剩下粒徑小于1mm的污泥，經二級泵提升、添加藥劑，輸送至均混攪拌裝置，進行濃度均質化處理；將處理后的均質污泥輸送至2#撬體換熱器，利用7#撬體中鍋爐產生蒸汽進行加熱，而后加藥，再進入離心機進行脫水處理，處理后的殘渣含水率小于70%。利用輸泥泵進入污泥凈化系統。

其流程：預處理后的油泥→水力旋流除砂裝置→污泥均混裝置（配置2套加藥裝置）→熱交換器（配置1套加藥裝置）→離心脫水裝置→污泥進入3#撬體（污水送至回收池）。

2.2 污泥超熱蒸汽噴射凈化系統

污泥超高溫蒸汽噴射凈化設備的主要功能是實現污泥的固液分離。由7#撬體中鍋爐產生的蒸汽通過超熱蒸汽發生裝置，使其溫度上升至550℃，隨后進入3#撬體中的高溫處理槽，將2#撬體脫水后的污泥擊碎。高溫處理槽內，300℃的油泥液體和固體經過雙旋風分離裝置進行固液分離，被分離出的固體將被徹底地干化并落入雙旋風裝置中，螺旋輸送器將干渣輸出。被汽化的液體部分則被送至4#撬體中的冷凝器，在油水分離槽中進行噴淋冷凝。回收的油中含水率低于0.5%，處理后的固體殘渣中油含量小于0.3%，含水低于10%。

其流程：來自污泥濃縮脫水裝置的污泥→原料輸送斗→高溫處理裝置（配置蒸汽發生器、超熱蒸汽發生器）→雙旋風分離裝置→固體干渣（油水等混合蒸汽進入冷凝器冷卻回收）。

2.3 自控系統

整套含油污泥處理裝置的自控系統由各處理單元可編程序控制器（PLC）、彩色觸摸屏、通訊電纜、污泥處理控制程序軟件及相關儀表和設備組成。

可編程序控制器（PLC）是各處理單元的核心，為模塊化結構，實時采集各部分的溫度、壓力、流量等參數，通過變頻器調整電機的轉速，控制藥劑的投加、污泥的流量，以實現污泥的分選、調質、脫水、凈化等處理。各處理單元的流程全屏顯示于彩色觸摸屏上，所有控制參數均可在觸摸屏上設置、修改，人機界面友好，直觀、簡潔，整個污泥處理過程可在觸摸屏上操作實現。

含油污泥處理裝置的自控系統具備故障報警及自動保護功能，可直接輸出電機啟停等控制信號。該系統支持遠程控制。整套處理裝置各參數的采集均采用屏蔽通訊電纜傳輸，提高了系統的可靠性、穩定性。同時，具有三級密碼管理功能，防止非授權者非法操作，確保數據和機器安全運行。

污泥濃縮脫水系統控制柜內置PLC可編程序控制器，實現對主電機、副電機、進泥泵、加藥泵等變頻器、螺旋輸送機和加藥裝置的控制，實現完全自動化的操作，設備運行的各種參數也是通過人機界面輸入的，并對污泥濃縮脫水系統內部各種設備的運行狀態進行監控，當出現故障時進行相應的報警，并顯示故障信息，易于操作，維護方便。

污泥超熱蒸汽噴射凈化系統由彩色觸摸屏、可編程序控制器、變頻器控制及前端儀表、設備組成。各種參量采集及反向控制均為有線方式，具有可靠性高、精度高等特點。通過變頻器、溫度傳感器、可編程序控制器組成的PID閉環調節控制系統監控處理效果，保證污泥進料的平穩、連續，進而保證處理效果。實時采集氣化物質和固體殘渣進入旋風分離室進口時的溫度，變頻控制污泥輸送泵的排量。

3 運行情況及處理效果

3.1 運行情況

撬裝污泥處理裝置在扶余采油廠于2010年5月24日投產運行至2010年9月19日，運行160h，共處理含水65%～95%含油污泥32t，產固體干渣3.2t，消耗天然氣量初期未計量，原料處理量2.5t/d，產渣量70kg/h。

在新木采油廠于2011年5月20日投產運行至2011年9月17日，運行259h，產渣量在15～480kg/d，共處理含水65%～95%含油污泥36t，產固體干渣2.6t。原料處理量4t/d，產渣量70kg/h。

根據2010年至2011年現場生產運行報表數據，由于設備部分功能、設施不完善，產出部分干渣含油超標，高達4.2%；燃氣單耗標準體積Vn為180.5～459m3/t。通過手動調試運行能耗可將控制在較低水平，產干渣量0.07t/h，但未達到0.5t/h的設計要求。

3.2 處理效果

處理后產出物指標：原油含水≤0.5%；殘渣含水≤10%；殘渣含油≤0.3%，符合GB 4284-84《農用污泥中污染物控制標準》中有關規定。

3.3 運行成本

含油污泥脫水處理、超熱蒸汽噴射處理運行成本：電按0.51元/kW·h計，水按2.00元/m3計，燃氣按1.14元/m3計。經核算后，處理含油污泥成本為295.63元/t（不含折舊費）。

4 結語

超熱蒸汽噴射技術應用于吉林油田污泥處理工程，處理效果較好。但是，由于設備本身零部件質量、控制系統穩定性等存在一些問題，直接影響了處理效果，增加了處理成本。今后還需要對該設備做進一步調試、改造，使該技術在吉林油田得到進一步推廣應用。