论文部分内容阅读
摘要：随着石油消费量的不断升高，因此需要加大石油的生产量。然而在石油生产和石油开发采出物质造成的污染也随之增多，油田每年都有大量的罐底泥和池底泥等含油污泥出现，这些含油污泥中含有大量苯系物等有毒物质，如果不加以安全无害化处理极易对土壤和水源造成极大的危害。因此研究和解决油田含油污泥的无害化处理问题成为油田管治中的重要事项。本文将详细介绍含油污泥处理装置的结构设计和相关处理技术，希望可以通过工艺的改进、先进技术的应用来缓解油田区含油污泥的处理避免对土壤和水质造成的污染。
关键词：撬装式污泥处理装置;含油污泥;结构设计和应用
1 含油污泥的来源和特性
1.1 含油污泥的来源
含油污泥指原油或品油混入泥土或其他介质，其中的油份不能直接回收而可能造成环境污染的多种形态的混合物。
含油污泥主要有四个来源，第一个是跟随原油开采从地下采出的，其主要来源自联合站、污水站和中转站等的油水储罐、容器和回收池底泥;第二个是地面污染产生，其主要来自于井下作业、污水排放、油井采油生产和井下作业施工过程中，部分原油放喷或被油管，抽油杆，泵及其他井下携带至土油地或井场，这些原油渗入地面土壤，形成油泥称为落地泥，或者废弃的污水处理滤料等。第三个是废弃的钻井泥浆与废弃压裂液形成的含油污泥。第四个炼油厂三泥“包括隔油池底泥、容气浮悬浮渣和剩余活性污泥等其中浮选污泥量最大。
1.2 含油污泥的特性
这些污泥中一般含有的苯系物、酚类、蔥类等物质、并伴有恶臭和毒性，若直接和自然环境接触，就会对土壤、水体和植物造成较大污染，同时也意味着石油资源的巨大浪费，因此，无论是从环境保护还是从回收能源的角度考虑，都应该对含油污泥进行无害清洁处理。
含油污泥成分非常复杂，是稳定的悬浮乳状液体系，其中含有老化的原油，也包括沥青质、胶体、固体悬浮物以及细菌、盐类物质和酸性物质、腐蚀性物质、杂草等。含油污泥中主要由固相颗粒、有机质、水和溶解的可溶盐等组成，其中固相颗粒是原油开采时人为带入的泥沙和岩屑等颗粒或者落地原油打扫时地面铺设的砂石、沙土等颗粒物质，这些颗粒物质的直径大小参差不齐，细小颗粒一般悬浮在油泥水中，而大的颗粒则沉降在含油污泥的底部，有机质中主要包含原油、细菌和腐蚀性物质，大部分以浮油形式漂浮，另外一部分在分散在污泥中。含油污泥虽然是生产时产生的废弃物，但同时也是可以进行回收的资源，采用适当的工艺对含油污泥进行有效处理可实现对其中原油的回收，并使污泥达到环境要求，不仅回收了原油资源而且也避免对环境的破坏，可同时获得良好的经济与社会效益。
2 国内外对含油污泥的处理
2.1 国内对含油污泥的处理
国内对含油污泥的处理，可采用的方法主要包括含油污泥填埋处理、固化处理、生物处理、焚烧处理、热解工艺处理、热水洗涤处理、电化学处理等。这些方法都不能实现对含油污泥的高效处理，一方面对于原油的回收效果较差，另一方面处理以后的污泥中依然含有较高的原油，不能使处理后的污泥含油量低于3‰的标准要求。所以，为提升原油的回收率、降低污泥中的含油量，可通过撬装式含油污泥处理装置的设计，将清洗-除油-离心和热解工艺技术结合起来，不仅提高了原油的回收效果，而且还降低了污泥中的含油率，可以达到国家环保部门规定的含油量3‰的规定。其中，撬装式处理装置中清洗-除油-离心法处理主要是对调制离心法的一种改良。结合国内外含油污泥处理技术发展现状，在分析各含油污泥处理装置运行问题和原因的基础上，进行了对处理装置的改进，开发了清洗-除油-离心为主工艺的生产装置，能够实现对含油污泥的自动化处理与控制，解决进口装置中关于调制离心法处理工艺间歇法的问题，使所有设备和模块都实现了移动撬装化，不仅提高了设备的技术水平和处理效果，而且也降低了投资成本和运行成本，同时使处理后的污泥及其杂质的含油量都低于3‰。而其中热解工艺是比较常见的含油污泥处理技术，该技术和撬装式处理装置结构结合起来应用，可实现含油污泥含油率低于3‰的农用土壤的规定。
2.2 国外对含油污泥的处理
国外主要利用生物技术和物理化学技术相结合的处理方法实现对含油污泥的脱水、浓缩等，比如里采用填埋、耕田施肥、焚烧等生物处理方法，或者化学固体化、氧化处理技术实现对含油污泥杂质的降解、溶剂溶剂、混凝法分离等。另外，也有采用低温热解工艺对含油污泥进行分离处理。
3 撬装式含油污泥处理装置结构设计分析
3.1 含油污泥处理装置技术结构设计分析依据
原油的比重与泥砂、水的比重是不相同的，利用比重差可以将其分离。但是由于原油的粘度较大，泥砂被紧紧包裹在原油里面，利用简单的重力是很难将它们分开。欲使油砂得以分离，必须将包裹泥砂的原油从泥砂表面剥离开来使其得以分离。具体的方法是降低原油的粘度或利用水代替原油包裹泥砂，达到油砂分离的目的。
污泥处理装置的设计工艺就是利用温度、表面活性剂等降低原油的粘度，用水代替原油包裹泥砂。脱离泥砂的原油利用自身比重轻的特点上浮，泥砂因比重重的原理下沉，从而达到油砂分离的目的。对原油中沥青质比较高的含油泥砂，在分离后，泥砂中仍含油沥青质等小颗粒油粒，可用离心机将原油、水和泥砂离心分离，以达到国家环保部门规定的砂中含油率小于3‰的规定。
3.2 撬装式处理装置的组成
撬装式含油污泥处理装置由以下六个模块组成，即一体化顶级模块、一体化一级模块、一体化二级模块、一体化储罐模块、一体化导热油炉模块和一体化控制模块。
3.3撬装式处理装置工艺流程
撬装式含油污泥处理装置基本工艺流程如下：
预处理——加热剪切——溢油——高频处理——筛分——离心分离——回收
第一，在一体化顶级模块中进行除杂制浆，即利用装载机或龙门吊使含油污泥进入顶级模块中，在连续进料、计量、去除杂物、制浆、除砂、加热和泥浆输送等一系列操作中实现对含油污泥的初步处理。
第二，在一体化一级模块中进行清洗分油，即在已经在顶级模块中完成初步分离的含有泥浆输送到一级模块中，加入处理药剂，然后在加热、搅拌、离心处理等一系列操作后可实现对含油污泥中大部分原油分离的目的。
第三，在一体化二级模块中进行除油分离。即将在一级模块中已经实现大部分原油分离的污泥输送到二级模块中，在该模块中通过深度处理进一步去除泥浆中剩下的原油，然后在离心作用下实现泥浆中固体和液体的分离，将原油、水和其他杂质分离开来，对污水进行回收处理后再利用，对原有进行回收，对其他杂质进行处理并达到环境保护标准后排放，在该步骤保证含油污泥的含油率在1%以下。
第四，在深度处理模块中，采用清洗-除油-离心等处理工序处理后，可使处理后的达标污泥将含油量下降到1%以下，满足对原油回收、对污染物处理的标准。但是如果要进一步深度处理，使处理后的污泥含油量低于3‰，除了采用焚烧的方式外，还可以在本撬装式处理装置清洗-除油-离心的基础上，结合热解工艺技术，实现对污泥的深度处理，进一步减少污泥中的含油量，提高原油的回收率。
4 结语
综上所述，本文对撬装式处理装置相关结构设计、处理工艺和技术进行了分析阐述。提出采用清洗-除油-离心与热解深度处理工艺相结合的方式，可达到最佳的含油污泥处理效果。能够最大程度上解决处理后含油污泥中含油量、处理后的杂质不仅能有效满足环保要求的问题，且降低了普通处理装置与处理工艺的成本投入。将几种处理技术结合在一起，可实现对原油的回收，同时投資成本较小、处理后的污泥含油量低于3‰，满足农用土壤的规定，同时处理后的杂质物符合环境保护标准。
参考文献：
[1]王洋. 撬装式含油污水处理装置的研制[J]. 石化技术，2019（3）.
[2]王文雅. 含油污泥处理移动装置的开发与应用[J]. 化工装备技术，2014（5）：9-13.
关键词：撬装式污泥处理装置;含油污泥;结构设计和应用
1 含油污泥的来源和特性
1.1 含油污泥的来源
含油污泥指原油或品油混入泥土或其他介质，其中的油份不能直接回收而可能造成环境污染的多种形态的混合物。
含油污泥主要有四个来源，第一个是跟随原油开采从地下采出的，其主要来源自联合站、污水站和中转站等的油水储罐、容器和回收池底泥;第二个是地面污染产生，其主要来自于井下作业、污水排放、油井采油生产和井下作业施工过程中，部分原油放喷或被油管，抽油杆，泵及其他井下携带至土油地或井场，这些原油渗入地面土壤，形成油泥称为落地泥，或者废弃的污水处理滤料等。第三个是废弃的钻井泥浆与废弃压裂液形成的含油污泥。第四个炼油厂三泥“包括隔油池底泥、容气浮悬浮渣和剩余活性污泥等其中浮选污泥量最大。
1.2 含油污泥的特性
这些污泥中一般含有的苯系物、酚类、蔥类等物质、并伴有恶臭和毒性，若直接和自然环境接触，就会对土壤、水体和植物造成较大污染，同时也意味着石油资源的巨大浪费，因此，无论是从环境保护还是从回收能源的角度考虑，都应该对含油污泥进行无害清洁处理。
含油污泥成分非常复杂，是稳定的悬浮乳状液体系，其中含有老化的原油，也包括沥青质、胶体、固体悬浮物以及细菌、盐类物质和酸性物质、腐蚀性物质、杂草等。含油污泥中主要由固相颗粒、有机质、水和溶解的可溶盐等组成，其中固相颗粒是原油开采时人为带入的泥沙和岩屑等颗粒或者落地原油打扫时地面铺设的砂石、沙土等颗粒物质，这些颗粒物质的直径大小参差不齐，细小颗粒一般悬浮在油泥水中，而大的颗粒则沉降在含油污泥的底部，有机质中主要包含原油、细菌和腐蚀性物质，大部分以浮油形式漂浮，另外一部分在分散在污泥中。含油污泥虽然是生产时产生的废弃物，但同时也是可以进行回收的资源，采用适当的工艺对含油污泥进行有效处理可实现对其中原油的回收，并使污泥达到环境要求，不仅回收了原油资源而且也避免对环境的破坏，可同时获得良好的经济与社会效益。
2 国内外对含油污泥的处理
2.1 国内对含油污泥的处理
国内对含油污泥的处理，可采用的方法主要包括含油污泥填埋处理、固化处理、生物处理、焚烧处理、热解工艺处理、热水洗涤处理、电化学处理等。这些方法都不能实现对含油污泥的高效处理，一方面对于原油的回收效果较差，另一方面处理以后的污泥中依然含有较高的原油，不能使处理后的污泥含油量低于3‰的标准要求。所以，为提升原油的回收率、降低污泥中的含油量，可通过撬装式含油污泥处理装置的设计，将清洗-除油-离心和热解工艺技术结合起来，不仅提高了原油的回收效果，而且还降低了污泥中的含油率，可以达到国家环保部门规定的含油量3‰的规定。其中，撬装式处理装置中清洗-除油-离心法处理主要是对调制离心法的一种改良。结合国内外含油污泥处理技术发展现状，在分析各含油污泥处理装置运行问题和原因的基础上，进行了对处理装置的改进，开发了清洗-除油-离心为主工艺的生产装置，能够实现对含油污泥的自动化处理与控制，解决进口装置中关于调制离心法处理工艺间歇法的问题，使所有设备和模块都实现了移动撬装化，不仅提高了设备的技术水平和处理效果，而且也降低了投资成本和运行成本，同时使处理后的污泥及其杂质的含油量都低于3‰。而其中热解工艺是比较常见的含油污泥处理技术，该技术和撬装式处理装置结构结合起来应用，可实现含油污泥含油率低于3‰的农用土壤的规定。
2.2 国外对含油污泥的处理
国外主要利用生物技术和物理化学技术相结合的处理方法实现对含油污泥的脱水、浓缩等，比如里采用填埋、耕田施肥、焚烧等生物处理方法，或者化学固体化、氧化处理技术实现对含油污泥杂质的降解、溶剂溶剂、混凝法分离等。另外，也有采用低温热解工艺对含油污泥进行分离处理。
3 撬装式含油污泥处理装置结构设计分析
3.1 含油污泥处理装置技术结构设计分析依据
原油的比重与泥砂、水的比重是不相同的，利用比重差可以将其分离。但是由于原油的粘度较大，泥砂被紧紧包裹在原油里面，利用简单的重力是很难将它们分开。欲使油砂得以分离，必须将包裹泥砂的原油从泥砂表面剥离开来使其得以分离。具体的方法是降低原油的粘度或利用水代替原油包裹泥砂，达到油砂分离的目的。
污泥处理装置的设计工艺就是利用温度、表面活性剂等降低原油的粘度，用水代替原油包裹泥砂。脱离泥砂的原油利用自身比重轻的特点上浮，泥砂因比重重的原理下沉，从而达到油砂分离的目的。对原油中沥青质比较高的含油泥砂，在分离后，泥砂中仍含油沥青质等小颗粒油粒，可用离心机将原油、水和泥砂离心分离，以达到国家环保部门规定的砂中含油率小于3‰的规定。
3.2 撬装式处理装置的组成
撬装式含油污泥处理装置由以下六个模块组成，即一体化顶级模块、一体化一级模块、一体化二级模块、一体化储罐模块、一体化导热油炉模块和一体化控制模块。
3.3撬装式处理装置工艺流程
撬装式含油污泥处理装置基本工艺流程如下：
预处理——加热剪切——溢油——高频处理——筛分——离心分离——回收
第一，在一体化顶级模块中进行除杂制浆，即利用装载机或龙门吊使含油污泥进入顶级模块中，在连续进料、计量、去除杂物、制浆、除砂、加热和泥浆输送等一系列操作中实现对含油污泥的初步处理。
第二，在一体化一级模块中进行清洗分油，即在已经在顶级模块中完成初步分离的含有泥浆输送到一级模块中，加入处理药剂，然后在加热、搅拌、离心处理等一系列操作后可实现对含油污泥中大部分原油分离的目的。
第三，在一体化二级模块中进行除油分离。即将在一级模块中已经实现大部分原油分离的污泥输送到二级模块中，在该模块中通过深度处理进一步去除泥浆中剩下的原油，然后在离心作用下实现泥浆中固体和液体的分离，将原油、水和其他杂质分离开来，对污水进行回收处理后再利用，对原有进行回收，对其他杂质进行处理并达到环境保护标准后排放，在该步骤保证含油污泥的含油率在1%以下。
第四，在深度处理模块中，采用清洗-除油-离心等处理工序处理后，可使处理后的达标污泥将含油量下降到1%以下，满足对原油回收、对污染物处理的标准。但是如果要进一步深度处理，使处理后的污泥含油量低于3‰，除了采用焚烧的方式外，还可以在本撬装式处理装置清洗-除油-离心的基础上，结合热解工艺技术，实现对污泥的深度处理，进一步减少污泥中的含油量，提高原油的回收率。
4 结语
综上所述，本文对撬装式处理装置相关结构设计、处理工艺和技术进行了分析阐述。提出采用清洗-除油-离心与热解深度处理工艺相结合的方式，可达到最佳的含油污泥处理效果。能够最大程度上解决处理后含油污泥中含油量、处理后的杂质不仅能有效满足环保要求的问题，且降低了普通处理装置与处理工艺的成本投入。将几种处理技术结合在一起，可实现对原油的回收，同时投資成本较小、处理后的污泥含油量低于3‰，满足农用土壤的规定，同时处理后的杂质物符合环境保护标准。
参考文献：
[1]王洋. 撬装式含油污水处理装置的研制[J]. 石化技术，2019（3）.
[2]王文雅. 含油污泥处理移动装置的开发与应用[J]. 化工装备技术，2014（5）：9-13.