李 琳

（北京机电院高技术股份有限公司，北京 100027）

油田含油污泥处理处置技术发展及应用

李 琳

（北京机电院高技术股份有限公司，北京 100027）

介绍了油田含油污泥的特征、来源，以及国内外相关法规政策和标准规范的制定情况；分析了含油污泥处置技术的主要研究进展和应用现状；对我国油田含油污泥处理处置技术提出了发展建议。

油田含油污泥;处理处置技术;发展建议

1 引言

在油田的开采过程中，油田污水处理系统和原油生产储运系统会产生一种水包油（O/W）、油包水（W/O）交叉乳化、相互溶解、油泥互相吸附的极其稳定的悬浮体系，即含油污泥。

油田含油污泥体积庞大，其中胜利油田每年产生的含油污泥就在1.0×105吨以上，大港油田每年产生含油污泥约1.5×105吨，大庆油田每年产生含油污泥近1.43×105吨，辽河油田年产污泥（浮渣）5.8×105吨[1]。若不加以处理而直接排放，不但会占用大量宝贵的土地资源，还会改变土壤结构和性质，加速土壤中营养成分的流失，抑制植物对养分的吸收。而且，油田含油污泥中含有丰富的有机物、盐类以及氮、磷、硫等营养物质，若直接排入或在降水的作用下流入地表水体，有机物和氨氮将大量消耗水体中的氧，导致水体富营养化，严重影响水生生态系统的平衡。此外，油田含油污泥含有铜、锌、铬、汞等重金属，以及病原菌、寄生虫（卵）、多氯联苯、二英、放射性核素等难降解的有毒有害物质，其中的有机化学物质很多均具有致癌、致突变、致畸作用，不但会对环境造成污染，还会导致很多致命疾病，威胁人体健康。在长期的油田开发和石油开采过程中，油田含油污泥已经造成了周边地区土壤、水体、大气的严重污染，并成为国内外亟待解决的一大难题。

2 油田含油污泥来源及特征

由于油田所处的地质构造多样，以及石油成分、油田开采工艺、污水处理工艺、污水水质、油泥来源、管理操作水平的差异，造成了油田含油污泥组成成分的复杂性，除了含有大量老化原油、蜡质、沥青质、胶体、固体悬浮物、细菌、盐类、酸性气体、腐蚀性产物等，还包括生产过程中投加的大量凝聚剂、缓蚀剂、阻垢剂、杀菌剂等水处理剂，因此对生态环境和人体健康的危害极大，并且处理难度极高，成为油田开采及石油化工工业中的主要污染源[2-4]。油田含油污泥含油量高，一般在10%～50%，油分的存在形式可分为可浮油、乳化油、溶解油，其中乳化油占绝大部分，是含油污泥黏度大、脱水难的主要原因。

国内外研究人员普遍将油田含油污泥的来源分为三种：1）原油开采产生的含油污泥；2）油田集输过程产生的含油污泥；3）炼油厂污水处理场产生的含油污泥[5]。原油开采过程中产生的含油污泥主要来源于地面处理系统，由采油污水处理过程中产生的含油污泥、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垢物、细菌（尸体）等组成，一般具有含油量高、黏度大、颗粒细、脱水难等特点[5-6]。在油田集输过程产生的含油污泥主要包括接转站、联合站储油罐、沉降罐、污水罐、洗井水回收罐中的罐底油泥以及钻井、作业、管线穿孔过程中产生的落地油泥，含油较多，颗粒细密，杂质较少，碳氢化合物（油）含量极高[7]。炼油厂污水处理场的含油污泥主要来源于浮选池浮渣，占总量的80%，此外还有部分隔油池底泥、原油罐底泥等，此三者俗称“三泥”。此类含油污泥组成各异，通常含油率在10%～50%，含水率在40%～90%，同时伴有一定量的固体[8]。

3 国内外油田含油污泥法规标准

3.1 法规政策

油田含油污泥的处理一直是困扰油田的一大难题。世界各国对于油田含油污泥的环境监管，也制定了不同的体系和办法。美国环保总署（USEPA）将石油冶炼行业产生的油田含油污泥明确划入危险废物名录（40 CFR §261.31：F037，F038；40 CFR §261.32：K169，K170），并制定了较为完善的含油污泥处理法规，如《资源保护和回收法令》（Resource Conservation and Recovery Act）、《危险和固体废物修正案》（Hazardous and Solid Waste Amendment），以及《美国环保总署按指定的最佳示范可用技术的处理标准》（Best Demonstrated Available Technology，BDAT）。英国环境总署也在其颁布的《技术指南》（Technical Guidance WM2）中，将石化行业产生的罐底淤泥等列为“明显有害类”（Absolute hazardous entries）物质。加拿大和澳大利亚等国均针对油田含油污泥的环境管理也出台了相应的政策法规。

在含油污泥处理处置及资源化利用方面，国外也根据处理方式的差异，对其中的油类含量进行了相应的规定。如，填埋和筑路作为目前国外处理处置含油污泥的两个主要的终端方式。为了防止其中油分对周边环境产生不良影响，避免人类健康和生态受到损害，各国对填埋和筑路污泥中的油含量进行了如下规定：美国和法国规定填埋污泥中油类含量不得超过2%，筑路污泥中的油类含量不得超过5%；加拿大用于填埋的污泥油类含量的指标上限值也为2%。

在我国，2008年8月制定并施行的《国家危险废物名录》中明确规定石油开采和炼制过程中产生的油泥为危险废物（HW08）。《国家清洁生产促进法》和《固体废物环境污染防治法》也分别从环境保护、维护正常生产和回收能源的角度出发，要求必须对含油污泥进行无害化、资源化处理。此外，根据国家发展计划委员会、财政部、国家环境保护总局、国家经济贸易委员会四部委2003年2月28日联合制定并于2003年7月1日起施行的《排污费征收标准管理办法》：“对以填埋方式处置危险废物不符合国家有关规定的，危险废物排污费征收标准为每次每吨1000元。” 由于油田含油污泥属于危险废物范畴，因此当其未经处理而直接填埋时，每吨油田含油污泥将收取1000元的罚款，这将大大增加企业的生产成本。在降低成本的经济利益驱动下，将有利于促进含油污泥的资源化和无害化处理处置技术的开发和推广。

3.2 标准规范

在国外，有关环境保护的大部分规定均以法律法规的形式出现，故有关含油污泥环境污染及控制标准的数量不多。根据中国标准化研究院国家标准文献共享服务平台的现有数据资料，以“oily sludge”为关键词，仅搜索到国外标准1项，即：1985年美国海军颁布并实施的《USER’S GUIDE FOR THE HANDLING， TREATMENT& DISPOSAL OF OILY SLUDGE》（NAVY NAV P-916-1985）。

我国也颁布了适用于油田含油污泥的标准，但数量也非常有限。根据中国标准化研究院国家标准文献共享服务平台的数据资料，迄今为止，我国已经制定并颁布的专门针对油田含油污泥的国家或行业标准也仅有1项，即国家能源局颁布并于2012年3月1日开始实施的《油田含油污泥处理设计规范》（SY/T 6851-2012）。此外，在我国制定的其它标准中也有涉及含油污泥的条款。《农用污泥中污染物控制标准》（GB4284-1984）对用于农业的含油污泥中的油含量规定了控制限值，要求土壤中的矿物油最高允许含量不得超过0.3%。

总体而言，从相关标准所涉及的内容来看，我国油田含油污泥标准体系仍不完善，处理处置及污染防治的相关标准制定严重不足，缺少采用不同处理处置和资源化方法时对油田含油污泥含油率及其他污染控制指标的限值规定。此外，石油开采和炼制过程中产生的油田含油污泥虽已明确列入危险废物并按危险废物进行管理，但《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）却未对油田含油污泥的油含量规定控制限值。标准体系的不完善使实际生产过程中的油田含油污泥的环境管理及污染控制缺乏统一、规范的科学依据和技术指导，从而加剧了油田生产和环境保护之间的矛盾。

4 油田含油污泥处理处置技术介绍

目前，国内外处理油田含油污泥的方法一般有：调质—脱水法、萃取法、固化法、高温处理法（包括干化焚烧、化学热洗、热解析、热解等）、低温冷处理法、生物处理法（包括地耕法、堆肥法、生物反应器法）、微波处理法、超声波处理法、调剖法等[3、9]。每种处理方法都有各自的优缺点和适用范围（见表1）。而且由于油田含油污泥成分复杂，其物理化学性质和生物化学性质也存在差异性，因此，在实际应用中，处理处置单位要以此为基础并结合自身的经济技术条件来加以选择处理方式。

一般来说，当含油污泥含油率较高时，宜选用热化学洗涤、焦化技术、焚烧技术，而含油率较低时，则适宜采用生物处理技术、固化技术等。此外，还可以根据实际情况，选用调剖、热解以及制备建材和橡胶填料等技术。但从国内外已有的含油污泥处理处置实用工程来看（见表2），在众多的处理工艺中，化学热洗工艺和调质—机械脱水工艺发展已经成熟，因此该法运用最为广泛，处理效果也最为可靠[5]；焚烧、生物处理技术虽也有个别工程采用，但应用并不广泛；由于萃取法尚未突破降低溶剂成本的技术瓶颈，很难实现大规模的工业化应用，故采用率也不高；而一些新型的技术，如电化学法、超临界水氧化法等还处于实验室研究阶段，尚未得到实际应用。

表1 国内外含油污泥处理处置技术对比表[5，10-19]

5 含油污泥处理处置技术的应用

从20世纪70年代初期开始，美国、日本、俄罗斯等发达国家就开展了对含油污泥处理处置技术的研究，在对含油污泥组成、结构及特性研究的基础上，开发出了多种有效的含油污泥处理工艺，从单纯的蒸气加热气提到使用溶剂、蒸气、热水超声波等方式的联合处理工艺，处理工艺逐步复杂，处理效果日渐改善。经过多年的发展，国内外均出现了一些涉及含油污泥处理处置的企业，但由于含油污泥种类和性质的复杂性，相应的处理技术和设备也呈现多元化趋势（见表3）。

表2 国内外含油污泥处理处置工程列表

表3 国外油田含油污泥处理处置列表

我国的含油污泥处理处置技术研究始于20世纪80年代末，与国外相比起步较晚，但技术发展较快。目前国内获得采用的处理技术有调质-机械分离、焚烧技术、固化技术和萃取技术等。由于我国在油田环境保护方面起步较晚，典型的含油污泥资源化和无害化处理处置模式及技术体系还很不完善，没有形成成熟、彻底的处理技术路线，目前大部分工作依然停留在实验室研究阶段[19]。

目前国内的研究较多集中在单一含油污泥处理技术上，并开展了油泥、油砂治理和综合利用技术的研发工作，但对分离出油后剩余的仍含有一定油类物质的泥渣处理研究还很少，对油田含油污泥中重金属和放射性物质的去除研究不足，亦缺少对高附加值的深度处理和利用技术的深入探索，加之处理成本普遍较高的问题尚未解决，因此许多已能在国外成功运用于实际工程的高效技术在国内仍不能被广泛采用，致使国内的含油污泥处理处置程度普遍偏低。时至今日，很多油田和石化企业仍仅是将含油污泥存放在防渗池中或直接覆土填埋[5，20]。而且国内开展油田含油污泥处理处置的大部分是油田或石化厂等石油石化单位，专门从事或涉及该领域业务的企业却并不多（见表4），国内市场还远未发育成熟。

表4 国内油田含油污泥处理处置列表

6 发展建议

6.1 完善相关法规标准，加强油田含油污泥污染环境管理

目前，我国在石油开采环境管理、油田含油污泥污染防控方面依然薄弱，应加快出台相关的政策法规和标准规范，并不断加以完善，制定相应的配套措施，以提高其指导实际工作的针对性和可操作性。

6.2 从单一处理模式转向多技术联合处理模式，优化处理效果

含油污泥处置一般仅选用单一的技术很难使其达标，根据实际需要，往往将几种技术联合应用可提高处理效果或实现更好的综合利用。因此，含油污泥处理应从最初单一的处理模式逐渐转向多技术联合处理模式，如热化学洗涤 + 超声波处理联合工艺、热化学洗涤 + 生物处理联合工艺等，同时新工艺亦将是今后的主要研究方向之一。

6.3 开展油田含油污泥中重金属和放射性物质去除研究

目前油田含油污泥中放射性危害尚未引起足够重视，针对有害金属元素去除的研究也较少，应在今后的工作中予以充分重视。加强油田含油污泥利用的安全风险性研究，并制定详尽的放射性和有害金属元素的去除技术导则和最高容许含量标准，以降低其危害性和风险性，提高其为后续资源化利用的可行程度。

6.4 加速含油污泥处理技术专利成果转化

根据SooPat中国专利数据库的现有数据[21]，到目前为止，我国在含油污泥处理方面已公布并审查通过了300余项专利，其数量较多，甚至超过了除美国以外的其它发达国家。但是，相关专利技术的成果转化程度却不高，大部分尚未通过工程应用而转化成实际生产力。因此，我国在具有实用价值的相关技术研究方面有待进一步加强，并加速含油污泥专利技术成果的转化。

[1] 李丹梅，王艳霞，余庆中，等.含油污泥调剖技术的研究与应用[J].石油钻采工艺，2003，3（25）：74-76.

[2] 黄松芝，刘真凯，赖小雪.孤东油田含油污泥现状及处理技术[J].油气田环境保护，2001，12（2）：25-27.

[3] 郝以专，孟相民，李晓祥.油田含油污泥处理工艺技术研究与应用[J].油气田环境保护，2001，3（11）：40-42.

[4] 陈明燕，刘政，王晓东，等.含油污泥无害化及资源化处理新技术及发展方向[J].石油与天然气化工，2011，3（40）：313-317.

[5] 李君，罗亚田，丁飒.国内外含油污泥的处理现状分析[J].能源环境保护，2005，5（21）：12-14，51.

[6] 赵玉鹏，李性伟，吴大军，等.油田采出液中含油污泥的无害化处理研究[J].石油规划设计，1999，10（2）：29-32.

[7] 徐如良，王勒勤，孟庆鹏.工业油罐底油处理现状与实验探索[J].石油化工安全技术，2007，19（3）：36-39.

[8] 刘惠卿，盘英，李玉嫦.三泥处理现状[J].石油化工环境保护，2001，（1）：33-36.

[9] 赵虎仁，苏燕京，叶艳，等.石油炼厂含油污泥无害化处理初步研究[J].石油与天然气化工，2003，32（6）：396-400.

[10] 宫健，周振文，路建安.生物降解含油污泥技术介绍[J].山东环境，2000（增刊）.

[11] 车承丹，吴少林，朱南文，等.含油污泥石油醚浸提技术研究[J].安全与环境学报，2008，8（1）：56-58.

[12] 包木太，王兵，李希明，等.含油污泥生物处理技术研究[J].自然资源学报，2007，6（22）：855-871.

[13] 李一川，王栋，王宇，等.热化学清洗法洗涤油泥—回收石油的工艺条件研究[J].环境污染与防治，2008，30（3）：39-42.

[14] 李新盛.油泥分离与处理的研究[D].东北大学硕士学位论文，2004.

[15] 罗立新.油田含油污泥浓缩工艺研究[J].石油与天然气化工，2007，4（36）：344-346.

[16] 刘玉丽.油田含油污泥焚烧处理技术及设备研究[J].石油与天然气化工，2005，5（34）：426-428.

[17] 王毓仁，顾薇琼.炼油厂含油污泥离心脱水技术的探索[J].炼油设计，2003，1（34）：49-55.

[18] Mavi C，Ivet F，Madh B，et al. Effects of thermal and mechanical pretreatments of secondary sludge on biogas production under therm ophilic conditions[J].Chemical Engineering Journal，2007.133（1/3）：335-342.

[19] 郑晓伟，陈立平.含油污泥处理技术研究进展与展望[J].中国资源综合利用，2008，1（26）：34-37.

[20] 于海燕，闫光绪，郭绍辉.油田含油污泥处理技术[J].化工进展，2007，7（26）：1007-1011.

[21] SooPat中国专利数据库http://www.soopat.com/.

Development and Application of Oily Sludge Treatment Technology in Oil Field

LI Lin

X703

A

1006-5377（2014）05-0052-05