武昆(大庆油田有限责任公司第四采油厂油田管理部，黑龙江 大庆 163511)

0 引言

能源与环境是人类发展生存的基石，石油属于重要战略资源，未来十几年中将始终占据重要位置，其对于环境影响不断加剧，特别是含油污泥，严重影响生态环境。含油污泥中包含开发油田产生的落地含油污泥、污水站含油污泥、联合站罐底污泥等，每年油田污泥约500×104t，炼油厂污泥约为30×104t，新增污泥处理空间在50 亿元。含油污泥中存有诸多原油，未回收处理不仅会浪费资源，还会污染环境。因此，应当明确含油污泥特点，选择合适处理方法，以提高环境保护效果。

1 含油污泥特点

1.1 开采原油含油污泥

开采原油中产生含油污泥来自于地面处理系统，处理采油污水中，会添加净水剂，结合净水剂絮状物、管道污垢、腐蚀产物、细菌等共同构成含油污泥，其具有粘度大、含油量高、脱水南、颗粒细的特点，不仅会对外输原油质量造成影响，还会造成污水及注水水质无法达到排外标准[1]。

1.2 炼油厂含油污泥

在炼油厂中含油污泥来自于原有罐底泥、浮选池浮渣、隔油池底泥等，也可称之为“三泥”，污泥组成不同，含水率约为40%～90%，含油率约为10%～50%，且伴有一定固体。

1.3 油田集输含油污泥

油田污泥来自于联合站油罐、接转站、污水罐、沉降罐、轻烃加工厂、隔油池底泥、天然净化装置所清理的油泥、油沙，作业钻井产生的含油污泥。在油品存储中，存在少量泥土、沙粒与机械杂质等物质，沉淀于油罐底部，构成罐底油泥。还有油田污泥来自于一次/二次沉降罐、洗井水回收罐等，成分较为复杂，包含诸多胶体、沥青质、老化原油、腐蚀产物、酸性气体、盐类、固体悬浮物等，处理污水中还添加了阻垢剂、缓蚀剂、杀菌剂、凝聚剂等药剂。在定期清洗3～6 年油罐时，罐内约有1%罐底污泥，其中5%为沉淀泥沙、25%为水，70%为碳氢化合物，6%为石蜡、7.8%为沥青质、4.8%为污泥灰分。

2 含油污泥处理难点

含油污泥不当处理将会污染环境，在环保法不断完善下，含油污泥的增加为企业带来严重经济及环保压力，处理中主要存在以下难点：

(1)成分复杂。在含油污泥中包含细菌、代谢产物、有机物、黏土、絮凝物、无机盐、阻垢剂、缓蚀剂、絮凝剂等，成分较为复杂，组分种类多[2]。

(2)臭味大。在生成含油污泥后，放置一段时间可能会产生硫醚、硫化物、硫醇等恶臭物质，发散在运转、存储及处理中，需做好设备选型及设计工作，提高设备密闭性，以免造成二次污染。

(3)脱水难度高。含油污泥具有较为稳定的性质，是多相体系悬浮乳化物，脱水难、粘度大，污泥中含水量较高，加上颗粒带电性与水合作用，使得污泥形成稳定分散体系，无法有效破坏体系稳定性。

(4)安全隐患大。在污泥存储中将会产生挥发烃，易混合空气形成爆炸气体，处理中设备不当运行，会为其埋下安全隐患，需做好工艺防暴处理工作。

3 含油污泥处理方法

3.1 高温热解处理

该处理方法是指在绝氧下分梯度间接加热污泥。温度在250～350 ℃时，可挥发芳香烃、短链烷烃、VOCs 等；在350～500 ℃时，高温裂解重油物；超过500 ℃挥发沥青质、胶质进而长链烷烃，在裂解为小分子烃类物质的同时，还会聚合为焦炭物质，冷凝气体物质后能够不凝气和回收油，残渣含油量低于0.3%，达到回用标准[3]。在反映中分为裂解与聚合两环节，超过250 ℃吸热高温裂解，断裂破碎自由基链，且产生聚合放热反映，重新组合为分子式。

筛选预处理污泥后，采取均质进料的方式，限制规格为45 mm，将储料器送入高、低温分区加热炉内，应用双层壳体设计方式，密封前后端，以冷凝分离不凝气为燃料，实现循环加热。在热流经过外壳体环控后加热内科，污泥此时可在绝氧环境下加热，物料热解通过冷却螺旋器排出系统，挥发产生油水混合物，通过冷静分离不凝气与液相，后者由低凝点原油与水构成，利用油水分离器后可再次处理。如，辽河油田含油污泥处理中，含水率79.32%，含油率13.53%，经过处理降低含油率至0.3%，含水率2%，实现80%减量，回收原油率超过99%。经过处理后不凝气成分为乙烷与甲烷，残渣为碳和灰分，可用于植被催化剂与吸附剂等工序中。

3.2 超临界水氧化处理

该方法主要是提高水的压力、温度至超过临界点，压力与温度分别超过22.1 MPa 和374.3 ℃，为超临界水，其处于气态与液态之间，具备气态扩散性和液态溶解性，属于非极性溶液，能够溶解有机物、非极性物质、氮气、氧气及二氧化碳等[4]。盐类无机质在该水中溶解度低，选择超临界水为截止，添加双氧水、氧气及空气为强氧化剂，可使污泥氧气、有机物与水构成均一相，从多相转移变成单相运动。此时，借助高温高压可提高氧化有机物速率，10 s 内氧化污泥有毒物变成二氧化碳、氮气与水，对含油污泥彻底、高效的处理。

在制浆车间首先将污泥加热稀释至90%含水率，滤除超过10 mm 的污泥颗粒，利用高压将泵把剩余物料打入换热器处理，换热器内和充分反映的超临界水热交换，生成高压氧气与物料输送至反应器内，降低温度后通过高、低压水油分离系统，将残余溶液进行液、气分离。借助排渣漏斗将反应器残渣冲如收渣槽，之后资源化统一处理。如，新疆油田处理含油污泥中采取超临界水氧化技术，控制pH 为10、压力为24 MPa，400%过氧比下处理含油污泥，残渣含油率低于2%，实现90%减容，回收原油率超过98%。残渣成分多为无机矿物质，可实现无害化处理。

3.3 调质-机械分离处理

含油污泥中存在胶质沥青质、机械杂质、硫酸盐还原菌，受到循环剪切、空气及硫化物影响，乳化状态较为稳定，亲水性较高，污泥颗粒与水具有较强结合力，需调至污泥改变例子表面物化性质，将交替结构破坏，进而提高脱水性[5]。在调质机械分离中，国外广泛应用卧式螺旋卸料沉降离心机，可分离不同密度液相物质，圆形的离心机筒体，使得油水两相可生成同心圆柱，内层为轻比重优质原有，外层为较大密度的固体颗粒，中间依次为油层、水油过度层级水层。设备运作中，螺旋输出器将最外层游离水与固体颗粒排除，具有良好分离固体颗粒与水油的效果。但是，该设备效率及处理能力有限，需配合其他处理方式。通过该方法处理含油污泥，可提高回收污油率，不同含有污泥选择恰当絮凝剂与破乳剂，通过适宜温度凝聚固体颗粒，总成固液相密度差，改善其分离性能。

3.4 多梯度耦合处理

该处理方式属于物理技术，原理是通过分子振动、电磁感应、惯性力新作用在时间与空间上实现优化耦合，借助超声波的电磁学、热学、力学及化学效应，分离粒径、重量及密度不同的成分，根据相同物性集聚原则，提高处理对象分离效率[6]。超声波热作用与裂解作用还能够断裂分子链，粉碎大分子，将原油粘度降低，促进渗透速率的提升，在空化作用下可推动解聚高分子物质和氧化还原反应，断裂沥青质分子链；机械效应可均匀分散胶体液化、液体乳化；海绵效应可团聚污泥颗粒，增大粒径，达到一定粒径程度，可使得粒径相互粘结碰撞，进而沉淀。

使用甩干机筛分干料，粉化破碎后超过70%物料直径在3 mm 以下，送入浆化撬高频振动筛筛分，超过3 mm 直径则反回破碎，在3 mm 以下则进入浆化槽内，通过高速搅拌生成均质粗浆料，经过浆料输送泵加压至浆化罐，进行高速搅拌切割，颗粒更为细致，成为均质细浆料，利用灌顶排送浮油装置，浮油排送至储油槽内。浆料耦合处理后经过输送泵送入三相离心机，实现水油泥三相分离，水进入水槽循环、泥进入洗地沉淀处理、油回收，以此实现多梯度耦合处理。如，辽河油田采取该方法，含油污泥含油率与含水率分别为25.77%和54.54%，经过处理降低含油率至0.83%，回收原油率超过98%。干化污泥还可资源化利用，用于免烧砖制作，可达到抗压强度15 MPa。

3.5 电化学生物耦合处理

该方法主要是通过氧化还原反应处理油泥中有机物，包含石油烃等，将大分子物质向小分子物质转化，借助微生物代谢实现含有污泥降解。借助特有电化学交直流混合处理技术，添加快速去除重金属菌剂和石油降解菌剂，可深度处理含油污泥，提高污泥土壤肥力。通过此种方法，能够弥补生物法周期长的问题，且便于操作、工艺简单、成本较低，发展潜力较高。现场试验中，可选择辅助剂与优质菌剂处理含油污泥，质量分数降低为3%，符合污染物控制标准。

4 含油污泥处理展望

在石油化工业中存在大量含油污泥，对产业发展造成严重制约，为协调环境保护与油田发展的平衡，需积极研究高效、绿色节能的处理含油污泥技术，已经成为该行业发展方向[7]。在研究与应用技术中，需遵循原则如下：

(1)选择处理含有污泥工艺中，选择二次污染环境小，可回收99%以上原油的技术。

(2)处理含油污泥涉及环保工程，工艺技术应用中需严格落实环保标准与法规，保证各项参数指标均符合环保标准，以此为基础研究新的处理工艺及技术。

(3)低污染土壤可应用运行成本低、操作便捷的处理方式，如电化学生物耦合法、生物固化法等。

(4)满足地质条件要求下，可应用注水井堵水调剖技术有效利用含油污泥。

5 结语

综上所述，含油污泥成分复杂，处理难度较高，当前无害化处理方式主要包含高温热解处理、超临界水氧化处理、调质-机械分离处理、多梯度耦合处理、电化学生物耦合处理技术等。在处理过程中，可结合含油污泥特点，选择多种技术展开处理，不仅可节约资源，彻底讲解污染物，还能创造更多价值空间，提高处理效率。