含油污泥一般由水包油(W/O)、油包水(O/W)以及懸浮固體組成,是穩(wěn)定的懸浮乳狀液體系,脫水效果差,污泥成分和物理性質(zhì)受污水水質(zhì)、處理工藝、藥劑種類及投加量等因素影響,差異性大,處理難度高;含油污泥的含油量差別較大,部分具有回收再利用價(jià)值;含油污泥含有苯系物、酚類、蒽、芘等有毒物質(zhì),部分有毒物質(zhì)已被列入《 危險(xiǎn)廢物名錄》中,若不加以處理直接排放,會(huì)對(duì)周圍土壤、水體、空氣造成污染。美國(guó)、荷蘭、加拿大等 將含油污泥列為危險(xiǎn)廢物,針對(duì)性研究適合油田的處理方法并采用現(xiàn)場(chǎng)修復(fù)策略來(lái)大規(guī)模處理含油污泥。我國(guó)每年產(chǎn)生的含油污泥約有上百萬(wàn)t,若加上石油化工產(chǎn)生的“三泥”(生化污泥、池底污泥及浮渣),含油污泥總量要大得多,其大部分來(lái)自生態(tài)脆弱地區(qū),且難監(jiān)控,難治理,實(shí)例處置率僅為17.45%。據(jù)測(cè)算,1965年以來(lái)含油污泥存量為1.59億t,按處理成本為1500元/t計(jì)算,將存量全部處理需2486億元,且每年有90億元的新增市場(chǎng)空間。而目前,單獨(dú)的生物法和非生物法修復(fù)技術(shù)越來(lái)越難達(dá)到HJ 607-2011《廢礦物油回收利用污染控制技術(shù)規(guī)范》的要求。因此,國(guó)內(nèi)外大多數(shù)石化企業(yè)開(kāi)始尋找含油污泥的聯(lián)合處理方法,以達(dá)到其資源利用的較大化,來(lái)應(yīng)對(duì)全球變暖和減少溫室氣體的排放。含油污泥國(guó)內(nèi)外生物處理法及效果見(jiàn)下表:
處理方法 | 處理程度 | 二次污染 | 工藝程度 |
土地耕作和堆肥法 | 含油污泥中的TPH全部降解 | 地下水污染 | 簡(jiǎn)單、成熟 |
生物強(qiáng)化處理 | 有機(jī)物全部降解 | 惡臭氣體 | 復(fù)雜、不成熟 |
生物反應(yīng)器處理 | 有機(jī)物部分處理 | 重金屬等殘留物 | 復(fù)雜、不成熟 |
預(yù)制床法 | 限制污染物擴(kuò)散和遷移 | 破壞原有生態(tài)系統(tǒng) | 簡(jiǎn)單、成熟 |
生物浮選處理 | 油去除率≥95% | 惡臭氣體 | 較復(fù)雜、較成熟 |
含油污泥非生物處理法及效果見(jiàn)下表
處理方法 | 處理程度 | 二次污染 | 工藝程度 |
焦化處理 | 廢渣含油率<0.3% | 粉塵、惡臭氣體 | 較復(fù)雜、成熟 |
直接填埋法 | 全部處理 | 無(wú)法降解的成分污染環(huán)境 | 簡(jiǎn)單、成熟 |
焚燒處理 | 有機(jī)物全部處理,回收熱能 | 粉塵、SO2等 | 較復(fù)雜、較成熟 |
固化穩(wěn)定處理 | 有機(jī)物全部處理 | 滲漏造成環(huán)境污染 | 簡(jiǎn)單、成熟 |
溶劑萃取處理 | 處理較徹底 | 存在溶劑污染問(wèn)題 | 簡(jiǎn)單、不夠成熟 |
超聲波處理 | 回收油徹底 | 重金屬等殘留物 | 較簡(jiǎn)單、不成熟 |
熱解處理 | 有機(jī)物全部處理,回收油氣 | 產(chǎn)生煙氣污染空氣 | 較復(fù)雜、不夠成熟 |
注入地層處理 | 全部處理 | 地下水污染嚴(yán)重 | 簡(jiǎn)單、較成熟 |
化學(xué)熱洗處理 | 回收油不徹底 | 化學(xué)藥劑污染環(huán)境 | 簡(jiǎn)單、成熟 |
調(diào)質(zhì)分離處理 | 除油效果不徹底 | 藥劑回收不徹底污染水體 | 較簡(jiǎn)單、較成熟 |
調(diào)剖技術(shù) | 全部處理 | 滲漏造成土壤污染 | 簡(jiǎn)單、成熟 |
目前,國(guó)內(nèi)外應(yīng)用較多并且比較典型的含油污泥聯(lián)合修復(fù)技術(shù)包括篩分流化-調(diào)質(zhì)-機(jī)械脫水技術(shù)、電化學(xué)生物耦合修復(fù)技術(shù)、污泥離心脫水-超熱蒸汽噴射處理技術(shù)、熱洗耦合處理技術(shù)、微生物-植物聯(lián)合修復(fù)技術(shù)等。通過(guò)運(yùn)用這些聯(lián)合處理技術(shù),將每年產(chǎn)生的大量含油污泥無(wú)害化處理、資源化利用,減少含油污泥中油蒸發(fā)導(dǎo)致的大氣污染,以及因堆放發(fā)生滲漏導(dǎo)致的土壤和水污染。
1 聯(lián)合修復(fù)技術(shù)
1.1 篩分流化-調(diào)質(zhì)-機(jī)械脫水技術(shù)
因含油污泥來(lái)源和含水率不同,為確保后續(xù)設(shè)備正常運(yùn)行和達(dá)到預(yù)期效果,要對(duì)含油污泥進(jìn)行篩分和流化處理,然后給不同含油污泥添加適宜的添加劑,使油從固體顆粒表面更好地脫附。通過(guò)試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn),可加的添加劑有表面活性劑、稀釋劑(葵烷)、電解質(zhì)(氯化鈉溶液),或破乳劑(陰離子和非離子)、潤(rùn)濕劑(可以增加固體顆粒表面和水的親和力)和pH調(diào)節(jié)劑等,并輔以加熱減黏(超過(guò)50℃)等調(diào)質(zhì)手段。調(diào)質(zhì)手段的選擇應(yīng)在測(cè)試含油污泥性質(zhì)的基礎(chǔ)上進(jìn)行,實(shí)現(xiàn)油-水-固三相分離。篩分流化-調(diào)質(zhì)-機(jī)械脫水技術(shù)重點(diǎn)是如何選擇調(diào)質(zhì)中所用的耦凝劑、破乳劑、調(diào)節(jié)劑以及確定其投加量。
陳忠喜等通過(guò)對(duì)大慶油田的沉降罐泥、污油池底泥和沉降罐底泥三處混合含油污泥取樣進(jìn)行篩分流化-調(diào)質(zhì)-機(jī)械脫水技術(shù)模擬分析,尋找較佳篩分流化處理裝置操作參數(shù)、清洗劑適用條件、破乳劑用量、不同含油量污泥的調(diào)質(zhì)溫度、離心機(jī)轉(zhuǎn)速、耦凝劑投加量、油水分離裝置操作參數(shù),從而得出相應(yīng)的較佳工業(yè)運(yùn)行參數(shù),處理后的污泥含油量均小于2%,達(dá)到設(shè)計(jì)要求的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),并達(dá)到了DB23/T 1413-2010《油田含油污泥綜合利用污染控制標(biāo)準(zhǔn)》,表明工業(yè)運(yùn)行參數(shù)對(duì)含油污泥的處理效果有很大影響。魏彥林等針對(duì)某油田含油污泥進(jìn)行室內(nèi)試驗(yàn),當(dāng)含油污泥分離劑量為10~20g/kg,調(diào)質(zhì)溫度為60℃,離心機(jī)轉(zhuǎn)速為3000~3200r/min,耦凝劑用量為1.5~2.5g/kg時(shí),處理后污泥殘?jiān)土啃∮?/span>20g/kg;在此基礎(chǔ)上,進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用試驗(yàn),處理后殘?jiān)土啃∮?/span>20g/kg,含水率低于70%,滿足填埋和鋪路要求。由于影響處理效果的因素(調(diào)質(zhì)溫度、離心機(jī)轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)差、各種藥劑的投加量)較多,如果要達(dá)到DB23/T 1413-2010,需要后接深度處理工藝。
1.2 電化學(xué)生物耦合深度處理技術(shù)
電化學(xué)生物耦合處理技術(shù)是通過(guò)實(shí)驗(yàn)室和油田現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)后提出的新型含油污泥處理方法,是電場(chǎng)耦合和生物降解同時(shí)進(jìn)行的一種處理技術(shù),包括電化學(xué)-生物浸濾技術(shù)聯(lián)合、電化學(xué)注入營(yíng)養(yǎng)底物或降解菌、電化學(xué)方法刺激強(qiáng)化降解菌代謝3種類型。Maini等提出采用生物浸濾與電動(dòng)力學(xué)相結(jié)合的方法對(duì)金屬污染土地進(jìn)行修復(fù):在生物浸濾過(guò)程中,細(xì)菌將還原的硫化合物轉(zhuǎn)化為硫酸,酸化土壤并活化金屬離子;在電動(dòng)力學(xué)過(guò)程中,直流電使土壤酸化,同時(shí)通過(guò)電遷移將金屬運(yùn)至陰極;在復(fù)合過(guò)程中,電動(dòng)力學(xué)通過(guò)去除抑制因子,刺激硫氧化,使土壤硫酸鹽濃度增加5.1倍,硫氧化細(xì)菌預(yù)酸化可使所需電功率降低66%,提高了電化學(xué)處理的成本效益。該方法也可用于修復(fù)石油污染土壤。Wick等提出用電化學(xué)技術(shù)將一種可降解目標(biāo)污染物的細(xì)菌注入缺乏活性微生物或細(xì)菌數(shù)量不足的污染區(qū)域,研究發(fā)現(xiàn)細(xì)菌在土壤中所需的驅(qū)動(dòng)力由電滲流提供;同樣,用電化學(xué)技術(shù)向缺乏營(yíng)養(yǎng)底物的污染土壤注入營(yíng)養(yǎng)底物,在適當(dāng)?shù)臈l件下,細(xì)菌在電滲透提供的驅(qū)動(dòng)力下可與當(dāng)?shù)厣飶?qiáng)化結(jié)合,將代謝活性細(xì)菌轉(zhuǎn)移到石油污染點(diǎn),進(jìn)而降解石油污染物。Norio等提出的電化學(xué)方法刺激強(qiáng)化降解菌代謝是通電時(shí)在Fe2+轉(zhuǎn)化為Fe3+的過(guò)程中,利用微氣泡提供氧氣,在為微生物生長(zhǎng)提供電子供體和受體的同時(shí),可以促進(jìn)鐵硫桿菌的生長(zhǎng),使石油污染物通過(guò)鐵硫桿菌降解,降解率達(dá)到95%。
魏利等在大慶某廠取樣后,進(jìn)行了電化學(xué)生物耦合深度處理技術(shù)的室內(nèi)研究和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn),分別采用先電后菌、先菌后電、電菌同時(shí)、純電處理和純微生物處理5種工藝方法,不同工藝裝置內(nèi)部污泥中原油去除率如下表所示:
工藝裝置 | 表層污泥 | 底層污泥 |
先電后菌 | 66.22% | 72.86% |
先菌后電 | 67.11% | 83.20% |
電菌同時(shí) | 59.74% | 88.89% |
純電處理 | 54.85% | 77.27% |
純微生物處理 | 71.43% | 87.50% |
電化學(xué)生物耦合處理技術(shù)有以下特點(diǎn):
(1)有電場(chǎng)作用的裝置,可以產(chǎn)生電熱,可為微生物生長(zhǎng)提供適宜的環(huán)境,利于污染物去除。
(2)電菌同時(shí)處理方法更有利于為微生物生長(zhǎng)提供適宜的pH。
(3)電菌同時(shí)表層污泥原油去除率為59.74%,底層去除率為88.89%,去除率比其他工藝高,具有很大利用價(jià)值。
(4)溫度、濕度嚴(yán)重影響石油的去除率,在處理過(guò)程中調(diào)整好溫度、濕度,對(duì)去除率有很大的提升。
(5)底層污泥的原油去除率都要高于表層。
1.3 污泥離心脫水-超熱蒸汽噴射處理技術(shù)
污泥離心脫水-超熱蒸汽噴射處理技術(shù)是將含油污泥提升至均質(zhì)罐中攪拌均勻,再由提升泵輸送到換熱器加熱或者直接輸入離心機(jī),經(jīng)脫水后的含油污泥輸送至高溫處理槽,在高溫高速蒸汽噴射下被粉碎,同時(shí)油分和水分被蒸發(fā)出來(lái),被粉碎的細(xì)小顆粒連同蒸汽一起進(jìn)入氣旋室,在旋風(fēng)作用下實(shí)現(xiàn)蒸汽與固體顆粒的分離,然后固體顆粒進(jìn)入回收槽,蒸汽進(jìn)入油水分離槽,經(jīng)冷卻后實(shí)現(xiàn)油水分離。其重點(diǎn)是超熱械汽噴射處理技術(shù),關(guān)鍵是有效控制洗置內(nèi)污泥破碎過(guò)程中產(chǎn)生的動(dòng)能和超熱械汽噴射的高溫。
曹亞殘于2010年-2011年在吉林油田建立了一套采用超熱械汽噴射處理技術(shù)的移動(dòng)式罐底泥處理裝置,在超熱械汽溫度為500~550℃,旋風(fēng)分離器溫度為350~370℃,污泥進(jìn)給速度為4~6Hz,離心機(jī)差轉(zhuǎn)速為2~5r/min,絮凝劑濃度為0.5%~1‰條件下,處理后含油污泥含水率為65%~80%,殘?jiān)吐省?/span>0.3%,固體殘?jiān)泻实陀?/span>10%,重金屬濃度達(dá)標(biāo)。林海波等將含油污泥離心添水,并在600℃以上的超熱械汽下氣化分離,處理后回收的油中含水率低于0.5%;殘?jiān)吐士煽?,低?/span>0.3%,含水率低于10%,從而達(dá)到含油污泥的減量化和無(wú)害化。李穎等針對(duì)超熱械汽噴射處理技術(shù)能耗大的缺點(diǎn)進(jìn)行節(jié)能優(yōu)化設(shè)計(jì),通過(guò)增設(shè)余熱回收換熱器和換熱流程使余熱回收效率達(dá)到12.7%,預(yù)計(jì)節(jié)約處理費(fèi)用70400元/a,投資回收期僅為2個(gè)多月,具有經(jīng)濟(jì)可行性。這種工藝處理過(guò)程采用密閉流程,從而提高安全和清潔性,流程短、能耗低、全自動(dòng)控制、實(shí)用性強(qiáng),可以處理落地含油污泥、清罐含油污泥、浮選浮渣等,含油污泥處理后殘?jiān)械暮式抵?/span>10%以下,可用作建筑材料或直接外排,不產(chǎn)生二次污染。但工藝復(fù)雜,生產(chǎn)周期長(zhǎng),處理過(guò)程中所需目標(biāo)溫度難控制。
1.4 熱洗耦合處理技術(shù)
熱脫技術(shù)也叫熱添附法,是在含油污泥中加入一定比例的熱水和化學(xué)藥劑進(jìn)行反復(fù)脫毒,使油從固相表面添附或聚集分離的過(guò)程。常用的熱脫藥劑為熱肥水和表面活性劑。但經(jīng)過(guò)熱脫處理后的含油污泥殘?jiān)鼰o(wú)法達(dá)到 規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn),原油回收不徹底,且不能處理乳化嚴(yán)重的含油污泥。因此,許多專業(yè)人士在熱脫技術(shù)上進(jìn)行改造,引進(jìn)了熱脫耦合處理技術(shù)。
如呂惡湖等提出的熱脫-氣浮分離技術(shù)是將清脫后的含油污泥混合物轉(zhuǎn)移到氣浮裝置中,在較佳工藝條件下處理,可使油的去除率達(dá)到92.5%~93.5%,土壤中殘留油含量為0.9%~1.0%,殘?jiān)械奈廴疚餄舛然緷M足HJ 607-2011《廢礦物油回收利用污染控制技術(shù)規(guī)范》的要求。王嘉麟等提出將熱脫-化學(xué)破乳-離心分離技術(shù)用于煉油廠含油污泥,油回收率達(dá)到95%,產(chǎn)生的污水可直接進(jìn)污水處理廠。趙乳仁等提出的熱脫-生物處理技術(shù),優(yōu)點(diǎn)是資源化和無(wú)害化,油平均去除率達(dá)到95%,此方法也常用于煉油廠含油污泥。
童蕾等提出的表面預(yù)處理-熱脫技術(shù)常用于落地含油污泥,含油污泥先表面預(yù)處理使油活化,再用熱脫藥劑進(jìn)行熱脫。當(dāng)脫毒液pH為9、脫毒溫度為60℃、脫毒液濃度為1g/mL、固液比為2:1時(shí),可將含油污泥的含油量從25%降至1.2%,比不經(jīng)預(yù)處理的殘油率降低了28%,證明聯(lián)合修復(fù)效果優(yōu)于熱脫修復(fù)效果。
李美蓉等采用熱肥水脫毒聯(lián)合氣浮三相分離技術(shù)回收原油,考察了脫添反應(yīng)過(guò)程的理想條件,在脫添溫度為70℃、肥水中Na2CO3濃度為2%、液固比為3:1、攪拌10min、氣浮分離15min的條件下,添油率可達(dá)94.3%。
仝坤等提出的萃取-熱脫技術(shù)通常用于處理落地含油污泥和罐底含油污泥,處理后可使固相殘?jiān)械V物油濃度降到2.0%以下,熱值大于5000kj/kg,不需增加輔料即可進(jìn)行焚燒處理。徹維研究證明,塔河油田的含油污泥砂可以采用化學(xué)熱脫-氣浮分離技術(shù)進(jìn)行處理,不僅可以回收含油污泥砂中的大量原油資源,減少環(huán)境污染,改善生態(tài)環(huán)境,取得較好的經(jīng)濟(jì)效益,而且基本實(shí)現(xiàn)了無(wú)害化、資源化、減量化,帶來(lái)了積極的環(huán)境效益。
楊志藝等提出的熱脫-固化技術(shù)是將含油污泥進(jìn)行熱脫、三相分離、壓濾,將干污泥固化,處理后除油率達(dá)到90%以上,剩余污泥壓制成磚可用于井場(chǎng)建設(shè)。
王銀生提出的化學(xué)熱脫-超聲處理技術(shù)是將化學(xué)熱脫法和超聲處理法有機(jī)組合處理含油污泥,處理后石油類去除率可達(dá)99.4%,污泥含油率低于2%,泥相添水率高達(dá)94.8%,相比化學(xué)熱脫法的單一處理,化學(xué)熱脫-超聲處理技術(shù)大大減少了化學(xué)藥劑使用量。
高路軍等提出的熱脫-微生物-疊螺添水技術(shù)是將含油污泥經(jīng)過(guò)熱化學(xué)預(yù)處理后進(jìn)入污泥生物處理系統(tǒng)降解,再進(jìn)入疊螺式污泥添水系統(tǒng)添水,處理后油平均去除率達(dá)到91.55%,滿足HJ 607-2011要求,技術(shù)應(yīng)用后污泥的處理費(fèi)用為12.05元/(t·d),每年回收油可產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益為364.5萬(wàn)元,投資回收期為2.22年,技術(shù)成熟后可在各油田推廣使用。陳紅碩等針對(duì)高含油含聚含油污泥資源化利用與無(wú)害化處理的技術(shù)需求,開(kāi)發(fā)了以熱化學(xué)清洗-逆流提取為核心的處理工藝,對(duì)國(guó)內(nèi)某海洋平臺(tái)陸上終端產(chǎn)生的高含油含聚含油污泥進(jìn)行了處理;在較佳清洗和逆流提取條件下,處理后其干基含油率可降至1.7%,低于SY/T 7301-2016《石油天然氣開(kāi)采含油污泥資源化綜合利用及污染控制技術(shù)要求》,且回收油的含水率低于0.5%,可交予煉廠進(jìn)行回收利用。
可見(jiàn),熱洗耦合處理技術(shù)工藝穩(wěn)定、運(yùn)行成本低廉、管理方便、簡(jiǎn)單并保證廢物綜合利用,可達(dá)到資源回收和環(huán)境保護(hù)雙重目的,能滿足HJ 607-2011要求,其缺點(diǎn)是剩余污泥量大,回收油不徹底。
1.5 油生物-植物聯(lián)合修復(fù)技術(shù)
微生物-植物聯(lián)合修復(fù)技術(shù)常見(jiàn)的有植物-真菌聯(lián)合修復(fù)和植物-專性降解菌聯(lián)合修復(fù)2種形式。植物-真菌聯(lián)合修復(fù)中菌根是由真菌與植物根系組合的整體,其所需的碳水化合物可以從根部提取,同時(shí),菌根也可以為植物根系提供營(yíng)養(yǎng)和水分,在處理含重金屬土壤時(shí),菌根可以起到改善植物生長(zhǎng)環(huán)境,減弱重金屬毒害,促進(jìn)植物生長(zhǎng)的作用。植物-專性降解菌聯(lián)合修復(fù)是在用植物修復(fù)土壤的同時(shí),加入具有強(qiáng)降解能力的專性降解菌,微生物通過(guò)一系列化學(xué)反應(yīng)將重金屬轉(zhuǎn)化成無(wú)毒或低毒的化合物,更有效地處理被含油污泥污染的土壤。
劉繼朝等利用盆栽試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn),單獨(dú)添加篩選出的微生物對(duì)石油的降解率為67.0%,棉花與微生物聯(lián)合修復(fù)降解率達(dá)到85.67%,棉花與微生物聯(lián)合修復(fù)比微生物修復(fù)石油降解率提高了18.67個(gè)百分點(diǎn)。王京秀等開(kāi)展植物-微生物聯(lián)合修復(fù)石油污染土壤室內(nèi)試驗(yàn),在修復(fù)過(guò)程中測(cè)定了土壤中細(xì)菌和固氮菌,堿解氮、速效磷和速效鉀的濃度變化,同時(shí)采用傅立葉變換離子回旋共振質(zhì)譜(ESIFT-ICR MS)考察了修復(fù)效果。結(jié)果表明,混合菌的降解效果較好,經(jīng)過(guò)150d的溫室降解,降解率高達(dá)73.47%。ESI FT-ICR MS分析結(jié)果表明,與空白加菌組相比,植物加菌組的O1、O2和N1類等化合物相對(duì)豐度都發(fā)生了明顯變化,石油污染物得到一定程度的生物降解。
鄧振山等采用微生物與植物聯(lián)合修復(fù)技術(shù)對(duì)被石油污染的土壤進(jìn)行盆栽試驗(yàn),結(jié)果表明,植物單項(xiàng)修復(fù)和微生物單項(xiàng)修復(fù)對(duì)污染土壤的石油降解率分別為44.18%和70.5%,而微生物和植物聯(lián)合修復(fù)的降解率為83.05%。綜上可知,植物修復(fù)和微生物修復(fù)技術(shù)單獨(dú)處理時(shí)降解率低于二者聯(lián)合時(shí)的降解率,證明植物和微生物聯(lián)合可提高對(duì)石油的降解率,說(shuō)明植物和微生物的協(xié)同作用能達(dá)到對(duì)石油污染土壤的修復(fù)作用。
閆波等利用微生物和植物共同修復(fù)石油污染土壤,研究了國(guó)內(nèi)外幾種能夠有效修復(fù)石油污染的植物、微生物品種,總結(jié)了植物品種應(yīng)根據(jù)植物吸收、降解、轉(zhuǎn)化土壤中的石油污染物程度來(lái)選取,如水稻根系、高丹草、苜蓿和牽?;ǖ?;石油降解微生物的篩選時(shí)可隨機(jī)選擇幾種微生物在石油污染土壤中進(jìn)行培養(yǎng),挑選出存活率高、降解率高的微生物。微生物品種一般選擇石油污染區(qū)域的土著微生物。微生物品種一般選擇石油污染區(qū)域的土著微生物,或者前人研究篩選出的優(yōu)勢(shì)品種,如節(jié)細(xì)菌、芽孢桿菌、檸檬酸桿菌和木糖氧化產(chǎn)堿菌等。張麗等通過(guò)生物修復(fù)石油污染鹽堿土壤的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn),發(fā)現(xiàn)在添加緩釋肥料的基礎(chǔ)上,同時(shí)接種石油烴降解菌和種植堿蓬等措施能有效提高土壤氮、磷養(yǎng)分含量,促進(jìn)異養(yǎng)菌及石油烴降解菌的繁殖,從而提高石油烴污染物的生物降解率。其中,添加緩釋肥料、接種石油烴降解菌菌劑和種植堿蓬的聯(lián)合修復(fù)體系對(duì)污染物的去除具有協(xié)同促進(jìn)作用,表明微生物-植物共生體系可利用混合肥料釋放出來(lái)的營(yíng)養(yǎng)元素而快速生長(zhǎng),加快石油烴的降解。
雖然聯(lián)合修復(fù)時(shí)微生物菌株和植物受環(huán)境影響較大,進(jìn)而影響修復(fù)效果,很難構(gòu)建微生物-植物修復(fù)石油污染土壤有效配伍,但由于該方法經(jīng)濟(jì)可行,故而受到大多數(shù)油田的青睞。
2 聯(lián)合修復(fù)技術(shù)的對(duì)比
通過(guò)對(duì)篩分流化-調(diào)質(zhì)-機(jī)械脫水技術(shù)、電化學(xué)生物耦合處理技術(shù)、污泥離心脫水-超熱蒸汽噴射處理技術(shù)、熱洗耦合處理技術(shù)和微生物-植物聯(lián)合修復(fù)技術(shù)的修復(fù)時(shí)間、設(shè)施投資、原位異位、可達(dá)目標(biāo)、修復(fù)目的、適用的污泥、應(yīng)用地點(diǎn)進(jìn)行比較,結(jié)合實(shí)際調(diào)研發(fā)現(xiàn),單一的處理方式已經(jīng)很難達(dá)到減量化、無(wú)害化和資源化要求,需要根據(jù)含油污泥產(chǎn)地的性質(zhì)和特點(diǎn)有針對(duì)性地采用聯(lián)合含油污泥處理方式,利用不同含油污泥處理方式相結(jié)合形成一套完整的處理體系,才能夠?qū)崿F(xiàn)含油污泥的資源化處理和油田的可持續(xù)發(fā)展。
下表為含油原水處理方法對(duì)比:
處理工藝 | 適用的污泥 | 修復(fù)時(shí)間/d | 設(shè)施投資 | 原位/異位 | 可達(dá)目標(biāo) | 修復(fù)目的 | 應(yīng)用地點(diǎn) |
篩分流化-調(diào)質(zhì)-機(jī)械脫水技術(shù) | 各種含油污泥 | 107 | 高 | 異位 | 處理后污泥含油量≤2‰,達(dá)到DB23/T 1413-2010,滿足填拌與鋪路要求 | 實(shí)現(xiàn)資源化利用 | 大慶油田 |
電化學(xué)生物燒合處理技術(shù) | 萃油攪含油污泥 | 75 | 低 | 異位 | 含油量≤3‰,達(dá)到HJ607-2011土壤中的容許含量限值,同時(shí)重金屬等指標(biāo)達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn) | 可實(shí)現(xiàn)含油污泥深度處理 | 大慶油田 |
污泥離心脫水-超熱蒸汽噴射處理技術(shù) | 各種含油污泥 | 150 | 低 | 異位 | 固體殘?jiān)泻土吭?/span>0.3%以下,重金屬濃度符合相應(yīng)的 標(biāo)準(zhǔn),原油回收率達(dá)99%以上,且回收油質(zhì)純凈,不產(chǎn)生二次污染,固體殘?jiān)捎糜诮ㄖ牧?、筑路或綠化培土 | 實(shí)現(xiàn)資源回收和環(huán)境保護(hù)的雙重效益 | 吉林油田 |
熱洗燒合處理技術(shù) | 各種含油污泥 | 40 | 2050.1萬(wàn)元 | 異位 | 可使油去除率達(dá)到92.5%~93.5%,土壤中殘留油含量小于1.0%,含油污泥殘?jiān)械奈廴疚锖炕緷M足HJ607-2011要求 | 含油污泥耦基本實(shí)現(xiàn)了無(wú)害化、資源化、減量化,帶來(lái)了積極的環(huán)境效益 | 勝利油田、遼河油田、延長(zhǎng)油田、新剩油田 |
微生物-植物聯(lián)合修復(fù)技術(shù) | 能滿足微生物-植物聯(lián)合修復(fù)技術(shù)適用的現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境條件 | 150 | 低 | 原位 | 降解率高達(dá)85.67% | 通過(guò)多尺度的立體修復(fù)技術(shù),使石油污染土壤修復(fù)得到加強(qiáng),處理后含油污泥含油量小于0.1% | 大多數(shù)油田 |
3 結(jié)論與展望
(1)篩分流化-調(diào)質(zhì)-機(jī)械脫水技術(shù)處理后污泥中的含油率均小于2%,達(dá)到了DB23/T 1413-2010的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),但未達(dá)到農(nóng)用標(biāo)準(zhǔn)。而隨著含油污泥處理技術(shù)越來(lái)越成熟,對(duì)填拌要求越來(lái)越高,篩分流化-調(diào)質(zhì)-機(jī)械脫水技術(shù)只能作為含油污泥的預(yù)處理技術(shù)。
(2)電化學(xué)和生物聯(lián)合處理提高了含油污泥降解率和電化學(xué)處理的成本效益,但在現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用時(shí),受到溫度、濕度、pH等因素影響,該技術(shù)目前尚留在室內(nèi)試驗(yàn)階段,如果要在油田現(xiàn)場(chǎng)推廣此技術(shù),還需進(jìn)一步深入研究。
(3)微生物-植物聯(lián)合修復(fù)效果優(yōu)于單一的微生物或植物修復(fù)效果,但還面臨很多亟待解決的問(wèn)題:如聯(lián)合修復(fù)研究大部分還留在實(shí)驗(yàn)室的狀態(tài),大規(guī)模運(yùn)用到工程中的很少,而現(xiàn)場(chǎng)條件較實(shí)驗(yàn)室復(fù)雜得多,實(shí)驗(yàn)室研究成果可能并不完全適用于現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用。大部分石油污染區(qū)的土著植物、微生物對(duì)石油的耐受能力和降解能力較低,無(wú)法滿足修復(fù)石油污染的需要。此時(shí),需要引進(jìn)外源生物以達(dá)到預(yù)期的修復(fù)效果。引進(jìn)的外源生物會(huì)同土著生物競(jìng)爭(zhēng)生存空間,威脅土著生物的生存,應(yīng)考慮優(yōu)化微生物菌株和植物品種以及植物和微生物間的有效搭配問(wèn)題。