1 前言

含油污泥是指被丟棄的含油固體和泥狀物質。含油污泥主要來源于人類對石油的生產和消費活動。其主要是石油勘探開發業和石油化工行業生產過程中產生的油泥、油砂，具有產生量大、含油量高、重質油組分高、綜合利用方式少、處理難度大等特點。含油污泥中除含有大量的殘留油類還含有苯系物、酚類、蒽、芘等有惡臭的有毒物質。含油污泥體積龐大，若不加以處理直接排放，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。油泥中還含有大量的病原菌、寄生蟲、銅、鋅、鉻、汞等重金屬，鹽類以及多氯聯苯、二噁英、放射性核元素等難降解的有毒有害物質，若不加以有效處理，不僅污染環境，而且造成資源的浪費。含油污泥的處理一直是困擾石油石化行業的一大難題。

原油開采、油氣集輸和煉油廠污水處理等過程中都會產生大量的含油污泥。而由于不同作業產生的含油污泥性質不同，還沒有一種工藝適用所有油田的油泥處理。現金國內外處理含油污泥的方法一般有：焚燒法、生物處理法、熱洗滌法、溶劑萃取法、化學破乳法、固液分離法等。盡管處理的方法很多，但都因針對性不強、處理成本高等缺點沒有推廣。近年來學者針對含油污泥的研究多集中在油泥中原油的回收，關于剩余固體油泥凈化處理方面的很少。大部分油田處理含油污泥的方法都 在將油泥中的原油進行回收，剩余固體堆積在井場或者挖坑填埋。這種做法不僅不能有效的處理油泥，而且對井場及其周圍農田的土壤造成了很大污染。目前，油泥砂已經被 列為危險廢物。

本文針對遼河油田含油污泥的特點，通過對其組分的系統分析研究，參考現今國內處理含油污泥的典型工藝，確定了適合遼河石化油泥的較佳工藝流程。實驗結果表明，本工藝處理該種含油污泥可以有效的回收原油，并且通過混凝處理后，降低了油泥中的重金屬含量，減小了生物毒性。處理后的固體殘渣符合 固體廢棄物排放標準，可直接外排。

2 實驗部分

2.1 油泥成分及浸出液實驗分析

油泥樣品取自遼河石化煉油廠的含油污泥池。該污泥池收集煉廠各車間排放的含油污泥，經初步處理除油后，剩余部分進行放置，放置時間達半年以上。該油泥老化嚴重，外觀呈深褐色至黑色，具有濃烈的揮發性有機物氣味。加入清水后，油泥能分散在水中，可見該油泥體系是穩定的O/W體系。

2.1.1 油泥的水、油、泥含量分析

實驗中污泥含水率的測定采用了 標準的水-油混合體系含水率的測定方法；含水率測定后，采用索式提取法測量固體中的含油率；剩余的砂和雜質（含有機物和揮發性物質）經過濾、洗滌、烘干、靜置，得到分離出的砂，稱重得出泥砂量；總量與以上三者的差值即為其他有機物及揮發性物質的量，實驗結果見下表：

由上表分析結果看出，由于含油污泥存放時間較長，乳化較為嚴重。其含水率和含油率均低于新鮮的油泥，且固體含量較高，給處理帶來一定的難度。

2.1.2 油泥浸出液實驗

為了對樣品油泥進行進一步的了解，方便其處理技術的研究，對含油污泥按照GB5086-1996規定的方法進行浸出液試驗，結果見下表：

由上表可以看出，除硫化物達到GB8978-1996外，其余各項檢測指標均高于國標。這說明，由于長期的放置，該油泥乳化嚴重，且具有一定的生物毒性，繼續堆積而不采取合理的技術手段進行回收處理，必將對遼河油田周圍土壤造成污染。

2.2 油泥處理技術研究

2.2.1 工藝確定

由于樣品油泥放置時間較長，老化干化現象嚴重，根據其組成特點，確定處理油泥工藝流程如下：

樣品油泥→加水稀釋→加熱均化→化學破乳→混凝沉降→離心分離→固體達標外排

2.2.2 加水稀釋

在一定條件下，向污油中加水可以提高水珠間相互聚集的機會，有利于水滴更快地沉降分離，但增加含水量就會增加能耗和處理劑的消耗，甚至增加污油處理的難度。因此，考慮到油泥本身含水率不高，在處理前要考慮以一定的比例稀釋。

在100ml燒杯中，稱取10.0g油泥，根據油泥物性和干化情況，實驗確定加入比例為1:4清水進行稀釋攪拌。

2.2.3 除油

在100ml燒杯中，稱取10.0g油泥，加入40ml水進行稀釋，并且加熱、攪拌均化。添加破乳劑對油泥進行破乳除油。聚陽離子有機活性劑會含油污泥乳狀液的破乳是行之有效的，高分子破乳劑主要是通過聚結機理起破乳作用，而且對水包油型體系非常有效。根據油泥屬于O/W型體系的特點，選擇幾種陽離子有機破乳劑進行種類的篩選。通過比較陽離子型聚丙烯酰胺、小陽離子型、復合4800破乳劑的破乳效果，篩選出效果較好的為小陽離子型破乳劑。為了更好地確定該種破乳劑的試驗條件，下面進行正交實驗及單因素實驗考察。

（1）正交試驗

影響破乳劑效果的因素很多，主要包括破乳溫度、破乳劑加量、攪拌時間、pH值等。但pH的波動會對后面的混凝有所影響，所以不對pH進行調整。設計正交試驗的因素及水平見下表：

對破乳溫度、破乳劑加量、攪拌時間三因素進行正交試驗，正交試驗方案結果見下表：

從正交試驗的結果不難看出，三個因素的級差值R分別為10.56、6.64、4.01，其中級差越大說明對處理效果影響越大。得到影響因素大小順序為：

破乳劑加量＞溫度＞攪拌時間。

在確定了影響因素的順序后，對各個因素進行單獨考察，以確定較佳的實驗條件。對小陽離子添加量、破乳溫度、及反應時間的單因素考查如下。

（2）單因素實驗分析

①添加量的影響。

首先考察了小陽離子型破乳劑的添加量對破乳劑破乳效果的影響。

當小陽離子加量小于10ppm時，隨著破乳劑量的增大，其處理效果呈上升趨勢。而當加量超過10ppm后，增加破乳劑并不帶來明顯的效果。因此從處理效果和經濟角度考慮，確定小陽離子加量為10ppm。

②溫度的影響。

破乳溫度是對破乳劑處理效果的第二大影響因素，經過考察，隨著溫度的升高，破乳效果先是增加，但到70～80℃以后，效果明顯下降。這可能是由于溫度越高，水、固、油三相越難分離，故回收率降低。

③處理時間的影響。

接著對攪拌時間影響因素進行了考察，攪拌時間對處理效果影響較小。為了更好地使破乳劑與固相油泥結合，選擇3min為較佳攪拌時間。此時原油回收率在50%左右。

2.2.4 混凝

混凝法是向水中投加無機混凝劑進行混凝，消除膠體的穩定因素，再添加有機絮凝劑利用微粒之間的吸引力及布朗運動，使已凝聚的微粒不斷擴大形成礬花沉淀，以達到去除油、有機物和懸浮物的目的。

在經過破乳處理后的油泥中加入無機及有機絮凝劑。為了使混凝處理后的上清液可繼續回用，此工藝以上清液的COD為檢測指標。

出于經濟的考慮，選擇硫酸鋁為無機混凝劑，對有機混凝劑進行篩選。較佳條件破乳后，加入200ppm的硫酸鋁，再加入有機混凝劑各10ppm。

PAM效果明顯優于其他混凝劑。混凝效果的好壞不但體現在上清液的COD上，也體現在實驗的現象上。4800及PAM混凝離心靜止后水相澄清，但F04498和F04420混凝劑離心后，水相顯黃色且不澄清。所以，PAM既可以使固液兩相很好的分離，又可以保證上清液回用，選擇其為有機混凝劑。

確定混凝劑種類后進行量的篩選。由于有機混凝劑對COD影響較大，先對其進行篩選，確定無機破乳（硫酸鋁）劑量為200ppm。依次增大PAM的量。由于PAM本身作為高聚合的有機物，投放到水中會增大水體的COD值，因此投加量不易過大。

可以看到，在PAM加量為5ppm時，混凝效果較好，水相COD可下降到182mg/L。當繼續投加PAM后，水中COD值又呈上升趨勢。因此選定PAM較佳投加量為5ppm。

定下PAM的加量后，為了獲得更好的處理效果，使硫酸鋁與之復配，并確定硫酸鋁的較佳投加量為100ppm。

2.3 處理后浸出液及上清液分析

在較優條件下對含油污泥樣品進行處理，并根據國標對處理后油泥進行浸出液實驗研究，結果如下表所示：

從上表可以得出，在經過本工藝流程處理后，樣品油泥達標排放，并且上清液可以重復使用，達到了預期處理效果。

3 可行性分析

本處理工藝針對遼河油田油泥堆積問題，抓住了問題的實質，采用 合理的技術手段，展開了油泥資源化及無害化處理技術研究。從根本上解決了遼河油田因含油污泥的長期堆積而導致的環境和社會問題，同時也為石油企業實現可持續發展提供了理論依據和技術支持，對降低石油企業環境污染發生幾率、改善周邊生態環境，具有重大的環境效益和社會效益。

本工藝中的運行費用主要為油泥收集運輸費、電費、氣費、藥劑費和人工成本。所確定的較佳工藝條件中，使用的試劑量少、能耗小。一方面將油泥中的原油進行了回收，為油泥的進一步處理節省了資金；另一方面稀釋均化所需的水經過處理后，采用循環使用，也為處理節省了很大的成本。

從各方面來看，本文中的含油污泥處理技術為遼河含油污泥處理提供了經濟合理的解決辦法，并為企業的清潔生產和可持續發展提供了保證，取得了良好的經濟和環境效益。

4 結論

（1）本處理工藝為遼河油田老化油泥提供了合理的處理技術。

（2）通過本工藝處理含油污泥，可使含油污泥中的油、泥、水三相得到有效的分離，實現了污泥量大大減少的目標。

（3）減少了油田含油污泥對環境的污染，部分原油可回收利用，變廢為寶。

（4）處理后的固體可達到 固體廢棄物排放標準，直接外排。

（5）化學藥劑使用量少、處理效果高，無二次污染。

（6）處理工藝中的稀釋水可循環使用，節約成本。

（7）本流程操作簡便，可靠性高，有實用價值，具有顯著的社會效益和經濟效益。