兩相分離處理含油污泥的探討
行業(yè)動態(tài)
1 污泥來源及污泥性質(zhì)
1.1 污泥來源
2008年，大慶油田采油五廠污泥產(chǎn)生總量為10362t，其中轉(zhuǎn)油站清罐污泥第二季度2256t，第三季度97t；脫水站清罐污泥第二季度131t，第三季度225t，第四季度1495t；污水站清罐污泥第二季度76t，第三季度1916t，第四季度33t；深處理站清罐污泥第三季度3670t；井場落地油泥第一季度63t，第二季度279t，第三季度44t，第四季度77t。
1.2 污泥性質(zhì)
油田含油污泥的組成成分極其復(fù)雜，一般由水包油、油包水及懸浮固體雜質(zhì)組成，是一種極其穩(wěn)定的懸浮乳狀液體系，含有大量的老化原油、蠟質(zhì)、瀝青質(zhì)、膠體、固體懸浮物、細菌、鹽類、酸性氣體、腐蝕產(chǎn)物等，還包括生產(chǎn)過程中投加的大量絮凝劑、緩蝕劑、阻垢劑、殺菌劑等水處理劑。另外，大慶油田實施聚合物驅(qū)三次采油，油田聚合物含油污泥所含化學(xué)成分中還包含弱酸低溫膠聯(lián)劑、聚丙烯酰胺硫化物等。油泥在水中一般呈穩(wěn)定的懸浮乳狀液體系，由于其帶電性形成了穩(wěn)定的分散狀態(tài)，很難實現(xiàn)多相分離，從而增加了處理技術(shù)的難度和成本。
從運行情況來看，清淤所出的含油污泥中含水率較高，綜合含水率大于80%，一些似油非油的物質(zhì)也占相當比例，油、泥所占比例則較小。處理后的污油凝固點較高，且電導(dǎo)率較高，影響電脫水器的正常運行。
2 工藝描述
采油五廠含油污泥處理總體工藝流程如下：含油污泥→污泥流化預(yù)處理→調(diào)質(zhì)→離心分離處理。該工藝以物理、化學(xué)法相結(jié)合的離心分離為主，充分重視含油污泥的預(yù)處理，確保處理后污泥中的含油量≤2%，達到環(huán)保要求。
（1）第一步：流化和預(yù)處理。由于含油污泥的來源廣，成分復(fù)雜，污泥中所含的雜質(zhì)種類多，因此在含油污泥進入調(diào)質(zhì)-機械脫水的主工藝之前，需要將大塊的固體雜質(zhì)從污泥中去除，減少后續(xù)機器的磨損并保證其處理效率。另外，在該工序中，通過加入回摻熱水（系統(tǒng)循環(huán)利用的水），可將污泥升溫至45℃，并將含固量較高的污泥流化成含固量在15%左右的可流動的污泥。其工藝流程為從污泥池中或罐車收取的固態(tài)、半流態(tài)和流態(tài)的污泥，用吊車直接送至污泥流化和預(yù)處理裝置進行處理，分選出的大塊雜質(zhì)經(jīng)充分清洗和處理后，用螺旋輸送機送至翻斗車，液態(tài)含油污泥進入調(diào)質(zhì)罐進行調(diào)質(zhì)。
（2）第二步：污泥調(diào)質(zhì)。黑色粘稠含油污泥濃縮液一般由水包油（O/W）、油包水（W/O）及懸浮固體共同組成，屬于多相的膠體體系，組成較為復(fù)雜。由于含油污泥顆粒表面吸附同種電荷，相互之間排斥，加之充分乳化，極難脫穩(wěn)，使得油、水、泥渣分離比較困難。需要加入調(diào)質(zhì)劑，使原油與固體顆粒分離、油滴聚合、原加入的化學(xué)藥劑隨固體雜質(zhì)沉降，實現(xiàn)油、水、渣三相的完全分離。實現(xiàn)液-固分離的關(guān)鍵是使黏度大的吸附油解吸或破乳，為促使油類從固體離子表面分離，對污泥進行調(diào)質(zhì)處理，對污泥進行進一步的加熱和勻化，為油從固體顆粒表面脫附創(chuàng)造更好的條件。目前投加的藥劑為調(diào)節(jié)劑、清洗劑和破乳劑。
（3）第三步：含油污泥的機械分離。分離出的液體進入油水分離裝置，分離出的油被回收，分離出來的水進回摻水罐作為工藝用水循環(huán)利用，多余的水回來料池再處理。分離出的污泥用于鋪路或?qū)ζ溥M行深度處理。
3 運行情況及存在的問題
3.1 運行狀況
2008年5～8月，采油五廠含油污泥處理情況如下；5月份主要處理2007年污油收集池剩余的油泥和作業(yè)清池油泥，運行效果較好，不外輸污水，每天外輸污油控制在5m3以內(nèi)，對杏五二聯(lián)合站系統(tǒng)運行影響較小。6月中旬清淤送料增多，每天外排污水30m3左右，外輸污油控制在8m3以內(nèi)（包括經(jīng)保的油），聯(lián)合站系統(tǒng)開始明顯波動，系統(tǒng)不穩(wěn)的時候減少或停輸油、水，聯(lián)合站系統(tǒng)和污泥處理基本能維持運行。7月份送料增多，每天外輸水100m3左右，外輸污油控制在8m3以內(nèi)（包括經(jīng)保的油），聯(lián)合站系統(tǒng)運行開始不穩(wěn)定，油系統(tǒng)電脫水器不穩(wěn)定，水系統(tǒng)水質(zhì)變差，聯(lián)合站系統(tǒng)開始限制水、油的外輸。8月份嘗試水不進污油池，直接進外輸管線，外輸油和提撈油摻在一起外輸，沒有明顯效果。8月24日起油、水均停輸，8月29日外輸油進作業(yè)罐車用于調(diào)剖，8月30日磁處理開始處理污泥收集池中沉降的污水，基本能達到“雙20”指標，8月30、31日兩天外輸110m3水，聯(lián)合站系統(tǒng)運行正常。
3.2 存在的問題
3.2.1 實際處理能力偏小
雖然離心機的設(shè)計處理能力為10t/h，但在流化預(yù)處理時需要8～9倍油污量的循環(huán)摻水沖洗油泥中的雜質(zhì)、顆粒，如果減小摻水量，則預(yù)處理所出的雜質(zhì)會明顯含油，而且摻水循環(huán)使用時的水質(zhì)也會變差。單臺離心機每天實際可處理的較稠含油污泥量為50～60m3。如果污泥收集池的水能沉降分離再經(jīng)磁過濾處理后輸送至游離水，將大幅度地提高崗位處理能力，但即使同時運行2臺離心機也與240t/d的設(shè)計處理量有差距。離心機處理前含泥量≤15%，在實際運行中只有盡量接近15%，才能盡可能多地處理含油污泥。
3.2.2 設(shè)備問題
設(shè)備自投運以來主要存在以下問題：
（1）2臺離心機漏油，雖然不影響正常生產(chǎn)，但德國工程師來現(xiàn)場后也未找出原因加以解決。
（2）1號離心機的油水混合泵泵效下降較多，廠家解釋為定子磨損，需更換定子。
3.2.3 外輸油的去向
目前，外輸油每天通過罐車拉走一部分，剩余的溢流回收集池。但是罐車拉走的油有限，如果每天拉走的油量遠小于送料帶來的油量，則池中的油會越來越多。
4 建議
（1）進一步對油、水進行深加工處理。由于清淤產(chǎn)生的含油污泥中水所占的比例很大，而且水是回收進入系統(tǒng)的，所以對水進一步處理，把水中一些雜質(zhì)水分清除再回收進入系統(tǒng)，既能提高池子的利用效率（及時把水沉降處理再外輸），也能提高含油污泥的處理效率，還能很好地改善水質(zhì)。目前，磁分離的運行基本能滿足水處理的要求。同樣，油如果能進行深處理，既能消除脫水器運行不穩(wěn)定的可能，也對水質(zhì)有益，還能帶來經(jīng)濟效益。
（2）植物修復(fù)。目前，兩相分離出的泥含油率＜2%，僅能達到用于鋪路和進場的標準。進一步深化處理可考慮將分離出的泥進行指定區(qū)域的土壤改良，將指定區(qū)域覆蓋一定厚度的土，種植一些適合環(huán)境生長的植物，利用植物的根系吸附作用或者將植物和微生物聯(lián)合修復(fù)，既進一步降低石油烴含量，使該土壤達到可以利用的目的。
（3）調(diào)剖回注。油田由于長期注水開發(fā)，每年都有大量注水井需要實施調(diào)剖作業(yè)。含油污泥本身主要由不同粒徑的泥質(zhì)顆粒加上部分油、水和其他雜質(zhì)所組成?？梢岳煤臀勰嘧鳛樵?，研制一種調(diào)剖劑，將含油污泥回注入地層，利用含油污泥中的污泥顆粒對地層的高滲帶形成封堵，在有效環(huán)保處理含油污泥的同時實現(xiàn)對注水井的調(diào)剖作業(yè)。以國內(nèi)西部油田為例，利用含油污泥作為調(diào)剖劑的原料，研制含油污泥調(diào)剖體系，使其能夠回注入地層，并利用污泥顆粒對地層的高滲帶形成封堵，在有效環(huán)保處理含油污泥的同時實現(xiàn)了對注水井的調(diào)剖。
（4）多種方法結(jié)合處理。從目前看，以離心分離技術(shù)為核心，多種預(yù)處理和后續(xù)處理技術(shù)相結(jié)合的工藝比較可行。尤其是國外普遍應(yīng)用的機械脫水工藝，輔之以調(diào)制、傾析等預(yù)處理技術(shù)和高溫裂解、生物處理等后續(xù)處理技術(shù)，比較適合我國現(xiàn)階段和未來的污泥處理需要。結(jié)合國內(nèi)實際情況，在引進和消化關(guān)鍵技術(shù)和設(shè)備的基礎(chǔ)上已逐漸形成滿足我國環(huán)保需要的含油污泥處理新技術(shù)。
（5）專業(yè)處理。國外含油污泥處理通常是由專業(yè)承包商來完成的，由于含油污泥收集、脫水、運輸和處理操作難度大、技術(shù)含量高，且具有臨時性及批量性的特點。因此從規(guī)模收益考慮，發(fā)展含油污泥處理的專業(yè)化服務(wù)產(chǎn)業(yè)在我國也是大有可為的。
