含油污泥三相離心分離處理技術(shù)研究
行業(yè)動態(tài)
油田在開發(fā)、儲運及處理含油污水的過程中會產(chǎn)生大量的含油污泥，這些污泥包含了大量的懸浮固體、油和水，還包括各種化學(xué)添加劑等有害物質(zhì)，如不能及時處理，將會對油田的生產(chǎn)和發(fā)展以及周圍環(huán)境帶來很多的危害。隨著國家對環(huán)保的日益重視，含油污泥的無害化、減量化、資源化處理技術(shù)將成為污泥處理技術(shù)發(fā)展的必然趨勢。因此，為減少污染，保護環(huán)境，避免資源浪費，必須對這些含油污泥進行合理的治理和利用。
1 含油污泥的組成
原油開采和加工過程中產(chǎn)生的含油污泥主要是石油和石油產(chǎn)品在貯罐中沉積的罐底油泥和處理含油廢水過程產(chǎn)生的隔油池底泥、浮渣等。含油污泥主要由油相、水相、固相組成，固相中含有多種金屬、土和泥沙等，加之在含油污水處理過程中，一般會添加絮凝劑、助凝劑、凈水劑等化學(xué)藥劑，含油污泥中還會含有化學(xué)藥劑粉末。通常含油污泥的含油率為1%～45%，含水率為44%～99%。
2 含油污泥的處理工藝
處理含油污泥常用的方法包括溶劑萃取法、焚燒法、生物法、焦化法、含油污泥調(diào)剖、含油污泥綜合利用等。本實驗使用化學(xué)藥劑打破含油污泥的穩(wěn)定性，促使三相有效分離，再利用油、水、固三相的密度差異，使用高速離心機對含油污泥進行分離，使原油從油包泥或泥包油的形態(tài)中剝離出來。分離后的原油可進行資源回收，污水直接進入水處理系統(tǒng)進行處理，剩余的固相含量大大減少，實現(xiàn)含油污泥的減量化、資源化處理。
3 實驗部分
3.1 實驗材料
采用綏中36-1油田終端處理廠污水沉降池底部含油污泥，是因為在污水處理流程中于調(diào)儲罐添加絮凝劑與助凝劑而產(chǎn)生。含油污泥具有極度粘稠，在常溫下易結(jié)團、易凝聚的特點，主要由原油、水以及固體雜質(zhì)組成，組分分析結(jié)果如下：
| 組分 | 比例（%） | 含油率（%） | 粘度（MPa·s，60℃） |
原油 | 30～35 | 32 | 36194 |
水 | 55～65 | ||
固體雜質(zhì) | 5～10 |
3.2 實驗儀器
SIGMA6-16H型臺式高速離心機，恒溫水浴鍋，博力飛粘度計，COD快速測定儀，電熱恒溫干燥箱，紅外含油測定儀。
3.3 藥劑選型
添加合適的分離劑可以改善含油污泥的分離性能。將含油污泥加熱到50℃，加入等當(dāng)量不同型號的油水泥分離劑，設(shè)離心機轉(zhuǎn)速4000r/min，離心10min，據(jù)油、水、泥三相分離情況評價藥劑性能，選擇藥劑類型。實驗中考察了5種油泥水分離劑，分別編號為1#（陽離子型），2#（陽離子型），3#（非離子型），4#（陰離子型），5#（陰離子型），加藥量0.1%（以藥劑的固含量計），以不加藥劑空白樣0#作為對比，實驗結(jié)果如下：
| 藥劑編號 | 分離效果 |
0# | 油水泥三相分離不完全，油中含有泥土，水相透明度差，泥量大。 |
1# | 油、水、泥三相分離完全，相界面清晰，油中含泥量少，水清澈，泥量大。 |
2# | 油、水、泥三相分離完全，相界面清晰，油中基本不含泥，水清澈透明，泥量小。 |
3# | 油水泥三相分離不完全，油中含有泥土，水相透明度差，泥量大。 |
4# | 油水泥三相分離不完全，油中含有泥土，水相透明，泥量大。 |
5# | 油水泥三相分離不完全，油中含有泥土，水相透明度差，泥量大。 |
實驗結(jié)果表明，陽離子型的1#和2#藥劑均能夠明顯促進含油污泥中油、水、泥的三相分離，其中又以2#藥劑的效果較好。
3.4 藥劑定量
確定藥劑種類后，以不同濃度加入含油污泥中，4000r/min轉(zhuǎn)速下離心10min，觀察含油污泥中油、水、泥質(zhì)三相分離效果，考察不同加藥量對分離效果的影響，結(jié)果如下：
| 加藥量（%） | 分離效果 |
0.050 | 油水泥三相分離不完全，水相透明度差，泥量大。 |
0.075 | 油、水、泥三相分離不完全，油中含有少量污泥，水較清澈，泥量大。 |
0.100 | 油、水、泥三相分離完全，相界面清晰，油中含泥量少，水清澈透明，泥量小。 |
0.125 | 與0.1%基本一致。 |
0.150 | 與0.1%基本一致。 |
從上表可以看出，0.1%加藥量是達到較好分離效果的藥劑加入量，在此基礎(chǔ)上增加藥劑用量并不能提高分離效果，反而增加了處理費用，因此可以確定較佳的藥劑加入量為0.1%。
3.5 不同轉(zhuǎn)速對含油污泥分離效果的影響
在含油污泥的離心分離過程中，離心機的轉(zhuǎn)速不同，所產(chǎn)生的離心力和油泥沉降效果也有所變化。實驗中分別以1000、1500、2000、2500、3000、3500、4000的轉(zhuǎn)速，在60℃情況下將添加了0.1%2#分離劑的含油污泥離心10min。其處理效果顯示，隨著離心機轉(zhuǎn)速逐漸提高，含油污泥出油率明顯增高，至3000r/min，出油率達到較佳效果，再提高轉(zhuǎn)速已不能促進其三相分離效果，因此設(shè)定離心機轉(zhuǎn)速為3000r/min。
3.6 不同溫度下含油污泥的處理效果
前期實驗已經(jīng)確定加藥量0.1%、3000r/min的離心轉(zhuǎn)速是處理含油污泥的較佳運行參數(shù)，是溫度對含油污泥三相分離效果的影響。
溫度越高，含油污泥的三相分離效果越好，說明溫度的提高改善了含油污泥的流動性能，提高了三相的分層效果。當(dāng)溫度達到60℃時，其分離效果已經(jīng)達到極致，溫度繼續(xù)升高含油污泥的處理效果改善并不明顯。
3.7 離心時間對含油污泥分離效果的影響
在運行溫度為60℃，離心機轉(zhuǎn)速3000r/min，2#分離劑加藥量為0.1%的基礎(chǔ)上，研究了離心時間對含油污泥分離效果的影響。當(dāng)離心機分離12～15min時，其分離效果較為明顯，隨著時間的延長，分離效果變化不大。說明使用離心機處理含油污泥在短時間內(nèi)就有明顯效果。
綜合上述影響含油污泥分離效果的各個因素，在含油污泥處理過程中，控制油泥溫度在60℃，加藥量為0.1%，轉(zhuǎn)速3000r/min離心12～15min，其處理效果較佳。
4 含油污泥的處理效果
經(jīng)過對含油污泥處理條件的研究，本實驗對10組樣品進行了離心分離處理，并檢測了原油的基本物性、水相COD值以及固相含水率。檢測結(jié)果顯示，含油污泥經(jīng)離心分離后，原油、水、固相三相比例穩(wěn)定，出油率基本穩(wěn)定在11%～13%之間，含水率和機械雜質(zhì)含量約在4%，原油粘度為800MPa·s左右。水相COD值約為1750mg/L，水相中含油量約為40mg/L，且與水相中的COD含量有線性關(guān)系，固相含量減少至原含油污泥量的25%，固相含水率約為68%、含油率約為4%。
由于實驗中僅使用了一種分離劑，原油剝離的效果并不理想，固相顏色較深，仍有部分原油未能從雜質(zhì)中脫離出來，故而不能達到更高的出油率。使用多種藥劑雖然能較徹底的分離出原油，但容易使水相COD過高，后續(xù)處理污水的成本也隨之增加。固相減量較多，對一些依靠含油污泥外送處理的生產(chǎn)區(qū)，可以節(jié)約75%的處理成本。
5 結(jié)論
（1）通過采用三相離心分離工藝處理含油污泥，可使油泥中的油、水、固相得到分離，利于后續(xù)工作的開展。
（2）三相離心工藝分離出來的原油可以進行資源回收，藥劑使用量少，污水COD值較低，對污水處理系統(tǒng)不會增加過多負(fù)擔(dān)，固相減量化效果良好，大大減少了處理成本。
（3）含油污泥三相離心分離工藝調(diào)試用時少，投用后可以在短時間內(nèi)見效，工藝簡單、設(shè)備操作方便，普通員工經(jīng)適當(dāng)培訓(xùn)后即可上崗操作。
（4）該工藝適用范圍廣泛，離心機一般占地面積較小，不受場地要求限制。針對不同種類含油污泥可隨時改變藥劑類型或增加藥劑投放種類，工藝流程容易控制，可視不同工況調(diào)整流程運行參數(shù)。
