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国内外常见含油污泥处理工艺分析
时间:2018-09-12 16:40:34 来源:互联网
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  世界各国从七十年代初期就开始了含油污泥的处理研究,由于油田地域分布的广泛性、含油污泥本身的组成成分的复杂性,造成油泥处理技术难度大,成本高,因此其处理技术也是多样的。在较为充分地研究了关于含油污泥组成、结构以及特性,并且运用先进的试验方法和试验设备进行专项实验研究的基础上,研制出了多种含油污泥处理新工艺。相关处理方法归纳起来主要有:固化处理技术、焚烧处理技术、生物修复处理技术、溶剂萃取处理技术、化学热洗处理技术、热解处理技术等。

  (1)固化处理技术

  含油污泥的固化处理技术是将含油污泥包裹在某些化学惰性较高的固化基质当中,然后再进行填埋的一种处理办法,这是一种目前为止经常采用的污泥处理技术。其中,水泥固化剂的应用较广泛。实践证明,通过提高固化基质的质量和优化固化基质与含油污泥的配比,可以使固化后的浸出液减少有毒物质和含油量,所以应当采用高标准的固化基质,以满足固化填埋的要求。此方法的优点是可以朝着开发新型固化剂的方向发展,以实现固化处理后可以用于建筑材料等多方面领域,缺点是如果采取直接填埋的方式,还是浪费土地资源。

  (2)焚烧处理技术

  将含油污泥进行脱粘、固化后制成仿煤燃料,与燃煤或柴油混合用作燃料,并利用烟气处理系统,净化废气,实现达标排放,灰渣可用于建材或绿化。

  目前,美国、法国、德国及中国的部分石化企业通过旋转炉或流化床焚烧炉处理含油污泥,焚烧残渣用于筑路或埋入指定填埋场,焚烧生热可用于供热、发电等。印度南部炼油厂油泥进行实验研究,并设计出处理能力2 t/h的焚烧处理系统,其燃烧效率和焚烧效率分别达到98%,99%,残渣可无毒填埋。

  (3)生物修复处理技术

  生物修复处理技术是指微生物通过自身新陈代谢作用,将污泥中的石油烃类同化降解,逐步矿化,转变为C02、H2O等无害物,最终消除污染。按其机理可分为两个方向:①添加具有高效油污降解能力、自然形成并经选择性分离出的外源微生物、化肥以及生物吸附剂;②添加N、P等营养元素,改善污泥营养配比,增强固有微生物的活性。生物处理对环境友好,处理费用低,效果好,操作和设计简单。但微生物筛选较难,对高含油的污泥处理效果不好,处理周期也较长。目前生物修复处理技术主要有地耕法、堆肥法和生物反应器法。

  (4)溶剂萃取技术

  溶剂萃取技术是指在含油污泥中加入萃取溶剂,通过充分的混合搅拌,使溶剂与污泥中的油类发生萃取反应,从而达到将油类从污泥中分离出来的目的,而且油类萃取剂通过蒸馏还可以分离回收并循环使用,回收的油类可以再生利用。传统萃取剂多为有机溶剂,单纯的萃取工艺的油类回收率并不是很高,如果与其他技术联合使用,回收率可以在一定程度上得以提高。实践表明,通常是要经过多次的萃取过程,其污泥的油分分离效果才比较理想,而且在多次的循环萃取过程中,萃取溶剂不能保证百分百的回收,增加了成本。所以此技术要想得以发展,其关键是找到一种性价比高的萃取溶剂。

  (5)化学热洗处理技术

  将含油污泥加水稀释后再加热,同时投加一定量化学试剂反复洗漆,使油从固相表面脱附或聚集分离。化学热洗处理系统包括油泥预处理、混合、运移、加药、一级清洗、二级清洗、分离和水处理等构筑单元,化学试剂的筛选和使用是化学热洗工艺的关键。

  目前,化学热洗工艺在美国、英国、荷兰及加拿大等国家得到广泛应用,如热化学清洗技术、溶剂、低频声波分离技术。此外,将此工艺与其它技术相结合,如“热化学洗涤+超声波”、“表面预处理+热洗漆”、“化学热洗+生物处理”、“热洗+超声+旋流”分离工艺等,能更好地实现含油污泥无害化处理和资源化利用。

  (6)热解处理技术

  热解处理技术是指在加热的情况下,将含油污泥中的重质油类分解成带挥发性的低碳烃类燃料、液态燃料和固体碳等。热解反应与加热的速度、温度、时间和原料的组成有关系。液态回收物主要是柴油成分,可以直接用作燃料,固态回收物主要可以作为建筑材料。因此,此技术具有较好的直接经济效益和社会效益,值得推广。 目前热解技术可分为低温蒸馏技术、高温裂解技术和有氧热解技术。

  ① 低温蒸馏技术(23~27℃)

  含油污泥中的油分并未发生分解,轻质组分通过蒸馏作用从中逸出得以回收。以此技术处理含油率为45%的污泥时,油回收率可达97.4%。处理过程中废油不会氧化、分解和炭化,保证了废油品质。但此技术主要用于回收轻质油,因此,存在着一定局限性。

  ② 高温裂解技术(46~65℃)

  在无氧(或缺氧)高温条件下通过重质油深度热裂解,将污泥转变成三相物质,最终生成化学性质稳定的石油焦和多馏分的质油,实现污染控制与资源化利用。通常,气相为CH4、CO、CO2等,液相以常温燃油和水为主,固相残渣则为无机矿物质与残炭。此工艺不仅能实现油气回收和残渣再生利用,还能明显减少污泥中重金属和放射性物质。

  ③ 有氧热解技术

  氧的存在可改善热解油的品质,富氧条件能增强氧化热解反应,降低残留物产量。同时,氧化热处理过程放热还可用于热解反应以减少能耗。贫氧条件能增强含油污泥热反应,还可避免或减少产水。经研究发现,在处理过程中高温裂解和氧化热解并存,在34℃以下以高温裂解为主。

  (7)泡沫浮选技术

  泡沫浮选是浮选当中的一种,它是细粒和极细物料分选中应用最广泛的方法。泡沫浮选是根据表面吸附原理,借助鼓泡使溶液中的表面活性物质聚集在气-液界面,随气泡上浮至溶液主体上方,形成泡沫层,将泡沫和液相主体分开,从而达到浓缩表面活性物质(在泡沫层),净化液相主体的目的。泡沫浮选的主要过程是气泡带着有选择性但在气液界面粘得不紧的矿粒在矿浆中上升,然后刮去在矿浆面上形成的泡沫。这一过程概念简单,细节复杂,它的适应性和有效性使泡沫浮选成为选别复杂、低品位矿石时应用最广的一种方法。全世界90%以上的铜、铅、锌、钼、锑和镍都是用泡沫浮选法回收的。

  含油污泥虽然对环境有危害,但是同时它也是宝贵的二次资源,如不进行处理而随意排放也是对资源的巨大浪费。对含油污泥,进行有组织的收集,并开发研究出经济实用的方法进行无害化处理和污油回收,不仅可回收大量的能源,产生一定的经济效益,而且能减轻污染,产生巨大的环境效益和社会效益。

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