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[摘 要]首先介绍含油污泥的来源、特点及危害，然后通过对国内外各种含油污泥处理工艺技术分析和对比，提出了适合大庆油田生产需要的含油污泥综合处理技术方案，以离心分离技术为核心，辅之以调质、超声波脱稳、固化等多种预处理和后续出处理技术的综合处理工艺，并分析了该工艺经济效益及应用前景。
[关键词]含油污泥 调质 机械分离 超声波脱稳 综合处理技术
中图分类号：X703 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）44-0054-01
含油污泥是油田开发和储运过程中产生的油泥、油砂，具有产量大、含油量高、综合利用方式少、处理难度大等特点，含油污泥得不到及时处理，将会对生产区域和周边环境造成不同程度的影响。因此，采用综合的处理技术，对含油污泥无害化、减量化、资源化处理将成为污泥处理技术发展的必然趋势。
1、含油污泥的特点及危害：
1.1 含油污泥的来源及特点
原油开采、油气集输和污水处理等过程中会产生大量的含油污泥，主要来自两方面：一是原油从地层采收到地面过程中，在各类容器、大罐和回收水池等地面设施中淤积，定期清理产生的含油污泥，二是油水井作业、集输管道穿孔和不法分子盗油产生的含油污泥。
油田含油污泥的组成成分复杂，属于多相体系，一般由水包油、油包水以及悬浮固体杂质组成，是一种稳定的悬浮乳状液体系，污泥中胶质、沥青质等成分多，与大量残余药剂结合稳定，与固体颗粒吸附后，形成稳定的胶体，增大了回收处理的难度。
1.2 含油污泥危害
含油污泥是油田开发和储运过程中产生的主要污染物之一，含油污泥得不到及时处理将给油田生产和周围环境带来巨大危害。一是含油污泥中的油气挥发，使生产区域内空气质量存在总烃浓度超标的现象，二是散落和堆放的含油污泥会污染地表水，使水中COD、BOD和石油类超标，三是部分污泥在脱水和污水处理系统中循环，影响脱水和污水处理工况，致使污水注入压力愈来愈大，造成较大能量损耗等等。
2、国内外含油污泥处理技术现状
国外对含油污泥治理技术研究较早，尤其是美国、加拿大、丹麦、荷兰等国家，工艺技术比较成熟。国内各油田正在尝试应用多种技术对含油污泥进行无害化处理，但没有形成经济有效的配套技术。据调查，国内外处理含油污泥的工艺主要有调质-机械脱水工艺、高温裂解工艺、溶剂萃取处理工艺、生物处理工艺等。
2.1 含油污泥调质-机械分离技术
浓缩、化学调节（即调质）、脱水是含油污泥处理系统必不可少的三个环节。高含水的含油污泥不能直接进行机械脱水操作，必须先进行调质；通过调质-机械分离，使含油污泥实现油-水-泥的三相分离。污泥脱水过程实际上是污泥的悬浮粒子群和水的相对运动，而污泥的调质则是通过一定手段调整固体粒子群的性状和排列状态，使之适合不同脱水条件的预处理操作。
2.2 高温裂解工艺
高温裂解技术是指含油污泥在绝氧的条件下加热到一定温度 （一般为450℃左右，甚至更高），使烃类物质在复杂的水合和裂化反应中分离出来，并冷凝回收。该工艺对含油污泥处理的比较彻底，处理后的高温污泥含油减少到 0.01% （100mg/kg），可以直接填埋或抛洒。该工艺的主要优点是对污泥中的油回收率较高，处理后的污泥可以达到直接填埋的要求，缺点是热消耗大，投资较高。
2.3 溶剂萃取处理工艺
溶剂萃取作为一种用以除去污泥所夹带的油和其他有机物的单元操作技术而被广泛研究，溶剂包括丙烷三乙胺、重整油和临界液态CO2等。油类从污泥中被溶剂抽提出来后，通过蒸馏再把溶剂从混合物中分离出来循环使用。经萃取后大多泥渣都能达到BDAT（美国环保局按指定的最佳示范有效技术的处理标准）要求，回收油则用于回炼。
2.4 生物处理工艺
目前，生物处理是比较有效的一种含油污泥处理技术，也是今后发展的方向之一。生物处理的主要原理是微生物利用石油烃类作为碳源进行同化降解，使其最终完全矿化，转变为无害的无机物质（CO2和H2O）的过程。
生物处理技术操作方便，作用持久，无二次污染，处理成本低，已在国外得到广泛的商业化应用，并将成为未来含油污泥无害化处理的主要方式。但目前仍存在着选择合适的菌种困难，处理周期长，对环烷烃、芳烃、杂环类处理效果差，对高含油污泥难适应等问题。
2.5 固化燃烧工艺
固化燃烧工艺是用固化剂将含油污泥进行固化后，与燃煤按一定比例进行混合，作为锅炉燃料燃烧。燃烧后的废渣用于建材原料，废气经锅炉除尘系统处理后的达标排放。其优点是投资低处理比较彻底，泥中的油全部转化为热能，得到有效利用。缺点是固化、混合过程中劳动力强度大。
3、含油污泥综合处理技术
含油污泥的处理工艺多种多样，各有所长，仅靠单一的处理工艺和技术很难满足环保要求。因此，将各种工艺有机结合，取长补短，是实现含油污泥彻底无害化的发展方向。从目前看，以离心分离技术为核心，多种预处理和后续处理技术相结合的工艺即“超声波脱稳 → 调质机械分离→ 污泥固化”工艺经济可行。
3.1 综合处理技术工艺流程：
首先将回收水池污水及含油污泥打入初级加热池，当泥浆加热到35℃时，经螺杆泵打入加热混合池继续均匀加热至50℃。再经螺杆泵打入超声波脱稳池，池内的超声波换能器发出超声波对油泥进行振荡粉碎处理，并在池底安装曝气装置使油泥和水均匀混合，提高脱稳效果更好。在脱稳过程中，上部的浮油被送入储油罐。经脱稳的油泥打入调质加热池继续加热至70℃，搅拌均匀后进入离心机进行固液分离。从离心机排出的浓缩污泥进入固化装置处理，分离出的油进入储油罐，油和水进入站内污水处理系统，从而完成油、水、泥砂的三相分离 。 工艺流程示意图：
经过综合工艺处理后污泥中油含量≤2%，达到大庆含油污泥处理标准，用于铺路和垫井场；处理后水中油含量≤20mg/L，悬浮固体含量≤20mg/L，提高污水处理系统运行效果。
3.2 综合处理工艺应用的关键技术：
3.2.1调质-机械分离技术
此技术主要包括调质技术和机械脱水技术两部分。
调质技术：通过适量投加表面活性剂、稀释剂（葵烷）、电解质（NaCl溶液）或者破乳剂（阴离子或非离子）、润湿剂（可增加固体颗粒表面和水的亲合力）和pH值调节剂等，辅以加热减粘等手段。它是机械脱水的预处理。
机械脱水技术：采用卧式螺旋卸料沉降离心机，转鼓与输料螺旋以一定的差速高速旋转，含油污泥由进料管连续引入螺旋推料器内筒，加速后进入转鼓，在离心力场作用下，较重的泥沉积在转鼓壁上形成沉渣层。输料螺旋推进器将沉积的泥连续不断的推至转鼓锥端，经干燥区脱水后由排渣口排出至机外，较轻的液相将形成内层液环，由转鼓溢流口连续流出转鼓，经出液口流出机外。本机能在全速运转下，连续完成进料、沉降、分离、脱水和卸料等工序。具有结构紧凑、连续工作、运行平稳、对分离的物料适应性强、生产能力大、维修方便等特点。
3.2.2超声波脱稳技术
超声波处理的主要原理是超声波发生器产生的高频震荡信号由超声波换能器转换成高频机械震荡波传播到介质（含油污泥溶液）中，超声波在含油污泥溶液中疏密相间地向前辐射，使液体流动而产生数以万计的小气泡。这些气泡在超声波纵向传播的负压区形成、生长、而在正压区迅速闭合。在这种被称为“空化效应”的过程中，气泡瞬间闭合，可形成超过1000个大气压的高压，就像“小爆炸”连续不断地冲击污泥的表面，使污泥表面上的油迅速剥落，从而达到迅速分离油泥的目的。
4、结论与认识
4.1 含油污泥的处理工艺多种多样，各有所长，仅靠单一的处理工艺和技术很难满足环保要求。从目前看，以离心分离技术为核心，多种预处理和后续处理技术相结合的综合处理工艺经济可行。
4.2 通过综合处理工艺技术处理的含油污泥，可以使油、泥砂、水三相得到充分分离，有效的降低了含油污泥污染物的含量。
4.3 油田含油污泥通过综合处理工艺技术处理后，一方面减少了环境污染，另一方面也带来了巨大的经济效益。
[关键词]含油污泥 调质 机械分离 超声波脱稳 综合处理技术
中图分类号：X703 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）44-0054-01
含油污泥是油田开发和储运过程中产生的油泥、油砂，具有产量大、含油量高、综合利用方式少、处理难度大等特点，含油污泥得不到及时处理，将会对生产区域和周边环境造成不同程度的影响。因此，采用综合的处理技术，对含油污泥无害化、减量化、资源化处理将成为污泥处理技术发展的必然趋势。
1、含油污泥的特点及危害：
1.1 含油污泥的来源及特点
原油开采、油气集输和污水处理等过程中会产生大量的含油污泥，主要来自两方面：一是原油从地层采收到地面过程中，在各类容器、大罐和回收水池等地面设施中淤积，定期清理产生的含油污泥，二是油水井作业、集输管道穿孔和不法分子盗油产生的含油污泥。
油田含油污泥的组成成分复杂，属于多相体系，一般由水包油、油包水以及悬浮固体杂质组成，是一种稳定的悬浮乳状液体系，污泥中胶质、沥青质等成分多，与大量残余药剂结合稳定，与固体颗粒吸附后，形成稳定的胶体，增大了回收处理的难度。
1.2 含油污泥危害
含油污泥是油田开发和储运过程中产生的主要污染物之一，含油污泥得不到及时处理将给油田生产和周围环境带来巨大危害。一是含油污泥中的油气挥发，使生产区域内空气质量存在总烃浓度超标的现象，二是散落和堆放的含油污泥会污染地表水，使水中COD、BOD和石油类超标，三是部分污泥在脱水和污水处理系统中循环，影响脱水和污水处理工况，致使污水注入压力愈来愈大，造成较大能量损耗等等。
2、国内外含油污泥处理技术现状
国外对含油污泥治理技术研究较早，尤其是美国、加拿大、丹麦、荷兰等国家，工艺技术比较成熟。国内各油田正在尝试应用多种技术对含油污泥进行无害化处理，但没有形成经济有效的配套技术。据调查，国内外处理含油污泥的工艺主要有调质-机械脱水工艺、高温裂解工艺、溶剂萃取处理工艺、生物处理工艺等。
2.1 含油污泥调质-机械分离技术
浓缩、化学调节（即调质）、脱水是含油污泥处理系统必不可少的三个环节。高含水的含油污泥不能直接进行机械脱水操作，必须先进行调质；通过调质-机械分离，使含油污泥实现油-水-泥的三相分离。污泥脱水过程实际上是污泥的悬浮粒子群和水的相对运动，而污泥的调质则是通过一定手段调整固体粒子群的性状和排列状态，使之适合不同脱水条件的预处理操作。
2.2 高温裂解工艺
高温裂解技术是指含油污泥在绝氧的条件下加热到一定温度 （一般为450℃左右，甚至更高），使烃类物质在复杂的水合和裂化反应中分离出来，并冷凝回收。该工艺对含油污泥处理的比较彻底，处理后的高温污泥含油减少到 0.01% （100mg/kg），可以直接填埋或抛洒。该工艺的主要优点是对污泥中的油回收率较高，处理后的污泥可以达到直接填埋的要求，缺点是热消耗大，投资较高。
2.3 溶剂萃取处理工艺
溶剂萃取作为一种用以除去污泥所夹带的油和其他有机物的单元操作技术而被广泛研究，溶剂包括丙烷三乙胺、重整油和临界液态CO2等。油类从污泥中被溶剂抽提出来后，通过蒸馏再把溶剂从混合物中分离出来循环使用。经萃取后大多泥渣都能达到BDAT（美国环保局按指定的最佳示范有效技术的处理标准）要求，回收油则用于回炼。
2.4 生物处理工艺
目前，生物处理是比较有效的一种含油污泥处理技术，也是今后发展的方向之一。生物处理的主要原理是微生物利用石油烃类作为碳源进行同化降解，使其最终完全矿化，转变为无害的无机物质（CO2和H2O）的过程。
生物处理技术操作方便，作用持久，无二次污染，处理成本低，已在国外得到广泛的商业化应用，并将成为未来含油污泥无害化处理的主要方式。但目前仍存在着选择合适的菌种困难，处理周期长，对环烷烃、芳烃、杂环类处理效果差，对高含油污泥难适应等问题。
2.5 固化燃烧工艺
固化燃烧工艺是用固化剂将含油污泥进行固化后，与燃煤按一定比例进行混合，作为锅炉燃料燃烧。燃烧后的废渣用于建材原料，废气经锅炉除尘系统处理后的达标排放。其优点是投资低处理比较彻底，泥中的油全部转化为热能，得到有效利用。缺点是固化、混合过程中劳动力强度大。
3、含油污泥综合处理技术
含油污泥的处理工艺多种多样，各有所长，仅靠单一的处理工艺和技术很难满足环保要求。因此，将各种工艺有机结合，取长补短，是实现含油污泥彻底无害化的发展方向。从目前看，以离心分离技术为核心，多种预处理和后续处理技术相结合的工艺即“超声波脱稳 → 调质机械分离→ 污泥固化”工艺经济可行。
3.1 综合处理技术工艺流程：
首先将回收水池污水及含油污泥打入初级加热池，当泥浆加热到35℃时，经螺杆泵打入加热混合池继续均匀加热至50℃。再经螺杆泵打入超声波脱稳池，池内的超声波换能器发出超声波对油泥进行振荡粉碎处理，并在池底安装曝气装置使油泥和水均匀混合，提高脱稳效果更好。在脱稳过程中，上部的浮油被送入储油罐。经脱稳的油泥打入调质加热池继续加热至70℃，搅拌均匀后进入离心机进行固液分离。从离心机排出的浓缩污泥进入固化装置处理，分离出的油进入储油罐，油和水进入站内污水处理系统，从而完成油、水、泥砂的三相分离 。 工艺流程示意图：
经过综合工艺处理后污泥中油含量≤2%，达到大庆含油污泥处理标准，用于铺路和垫井场；处理后水中油含量≤20mg/L，悬浮固体含量≤20mg/L，提高污水处理系统运行效果。
3.2 综合处理工艺应用的关键技术：
3.2.1调质-机械分离技术
此技术主要包括调质技术和机械脱水技术两部分。
调质技术：通过适量投加表面活性剂、稀释剂（葵烷）、电解质（NaCl溶液）或者破乳剂（阴离子或非离子）、润湿剂（可增加固体颗粒表面和水的亲合力）和pH值调节剂等，辅以加热减粘等手段。它是机械脱水的预处理。
机械脱水技术：采用卧式螺旋卸料沉降离心机，转鼓与输料螺旋以一定的差速高速旋转，含油污泥由进料管连续引入螺旋推料器内筒，加速后进入转鼓，在离心力场作用下，较重的泥沉积在转鼓壁上形成沉渣层。输料螺旋推进器将沉积的泥连续不断的推至转鼓锥端，经干燥区脱水后由排渣口排出至机外，较轻的液相将形成内层液环，由转鼓溢流口连续流出转鼓，经出液口流出机外。本机能在全速运转下，连续完成进料、沉降、分离、脱水和卸料等工序。具有结构紧凑、连续工作、运行平稳、对分离的物料适应性强、生产能力大、维修方便等特点。
3.2.2超声波脱稳技术
超声波处理的主要原理是超声波发生器产生的高频震荡信号由超声波换能器转换成高频机械震荡波传播到介质（含油污泥溶液）中，超声波在含油污泥溶液中疏密相间地向前辐射，使液体流动而产生数以万计的小气泡。这些气泡在超声波纵向传播的负压区形成、生长、而在正压区迅速闭合。在这种被称为“空化效应”的过程中，气泡瞬间闭合，可形成超过1000个大气压的高压，就像“小爆炸”连续不断地冲击污泥的表面，使污泥表面上的油迅速剥落，从而达到迅速分离油泥的目的。
4、结论与认识
4.1 含油污泥的处理工艺多种多样，各有所长，仅靠单一的处理工艺和技术很难满足环保要求。从目前看，以离心分离技术为核心，多种预处理和后续处理技术相结合的综合处理工艺经济可行。
4.2 通过综合处理工艺技术处理的含油污泥，可以使油、泥砂、水三相得到充分分离，有效的降低了含油污泥污染物的含量。
4.3 油田含油污泥通过综合处理工艺技术处理后，一方面减少了环境污染，另一方面也带来了巨大的经济效益。