淺析煉油廠含油污泥處理新途徑
行業(yè)動(dòng)態(tài)
1 含油污泥產(chǎn)生和環(huán)境污染
1.1 煉油廠污水處理產(chǎn)生的“三泥”
煉油廠“三泥”就是煉油廠污水處理產(chǎn)生的隔油池底泥、氣浮處理產(chǎn)生的氣浮渣以及好氧生化處理中產(chǎn)生的剩余污泥，其中以浮選浮渣量較大，占三泥總量的80%。煉油廠“三泥”產(chǎn)生量大約是水處理量的2‰～3‰。特點(diǎn)是：產(chǎn)生量大（含水率按99%計(jì)），不易處置、污染嚴(yán)重。
按照《中華人民共和國(guó)固體廢物污染環(huán)境防治法》的要求，有毒有害固體廢物不允許不加處理而直接暴露于環(huán)境中，而且也不允許進(jìn)行污染物的轉(zhuǎn)移或變相轉(zhuǎn)移。而煉油廠“三泥”是一種含有大量污染物的危險(xiǎn)廢物，若不加以處理而直接進(jìn)入環(huán)境則勢(shì)必對(duì)大氣、地表水、地下水以及土壤造成嚴(yán)重的環(huán)境污染?？v觀國(guó)內(nèi)煉油企業(yè)的發(fā)展，因“三泥”沒(méi)有得到安全處理和處置而發(fā)生環(huán)境污染的事件時(shí)有發(fā)生。因此，對(duì)煉油廠“三泥”加以適當(dāng)?shù)奶幚硎欠浅１匾?，也是踐行日益嚴(yán)格的 環(huán)保法規(guī)的必然要求。
1.2 罐底油泥
煉油廠生產(chǎn)加工過(guò)程中各種儲(chǔ)油罐在自然沉降過(guò)程中也會(huì)產(chǎn)生一些油泥，稱為罐底泥。此外，在原油輸送、裝置檢修過(guò)程中，由于事故、跑、冒、滴、漏等原因會(huì)有或多或少的原油流到地上，從而形成落地油泥，這部分油泥在煉油廠內(nèi)產(chǎn)生量較小。
罐底油泥區(qū)別于一般性的含油污泥，由于其極高的碳?xì)浠衔锖?，是一種很好的可回收利用的資源。經(jīng)長(zhǎng)期的調(diào)查測(cè)試發(fā)現(xiàn)，油罐底泥中含有約25%的水和5%的無(wú)機(jī)物，如泥砂等，其余70%為碳?xì)浠衔铮ㄆ渲袨r青質(zhì)占7.8%、石蠟占6%、灰份占4.8%）。通過(guò)適當(dāng)?shù)姆蛛x技術(shù)，碳?xì)浠衔锘厥章始纯蛇_(dá)到98%以上。因此，若對(duì)清罐底泥不采取有效的回收減量化處理，將造成大量的石油資源流失，同時(shí)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染。
煉油廠含油污泥的分類和性狀見(jiàn)表1：
表1：煉油廠含油污泥分類及性狀
油泥分類 | 產(chǎn)生量（t/a） | 性狀 |
落地油泥 | 10 | 落地油泥中除泥土、沙石外，還會(huì)有其它固體廢棄物 |
罐底油泥 | 7800 | 通過(guò)適當(dāng)?shù)姆蛛x技術(shù)，碳?xì)浠衔锘厥章士蛇_(dá)到98%以上，回收價(jià)值較大 |
污水處理廠“三泥” | 7200 | 污泥成分和物性差異大，處理難度高，油含量差別較大，部分具有回收再利用價(jià)值 |
1.3 含油污泥處理工藝
1.3.1 工作原理
離心脫水機(jī)是利用水分和污泥的比重不同，在轉(zhuǎn)筒高速旋轉(zhuǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的離心力之差使之相互分離，實(shí)現(xiàn)脫水目的。含油污泥通過(guò)空心軸中的中心進(jìn)料管進(jìn)入轉(zhuǎn)筒，在離心力的作用下，污泥因比重大，而被甩至筒體壁面，轉(zhuǎn)筒與螺旋輸送機(jī)之間的轉(zhuǎn)速差使螺旋輸送機(jī)連續(xù)不斷地將污泥固體推到轉(zhuǎn)筒的圓錐端進(jìn)一步壓縮排出。水分由于比重小，離心力小，在內(nèi)側(cè)形成液體層，水分則將通過(guò)轉(zhuǎn)筒的圓筒端排出。
1.3.2 工藝流程
該煉油廠兩套污水處理設(shè)施的油泥、浮渣、剩余污泥采用污泥沉降濃縮-絮凝破乳-離心脫水-脫水污泥輸送-離心分離液外送的工藝流程（包括絮凝劑制備與稀釋、污泥處理控制系統(tǒng)等輔助配套設(shè)施）進(jìn)行處理。
2 存在問(wèn)題
2.1 “三泥”脫水能力不足
該煉油廠 污水處理廠設(shè)計(jì)處理量為200m3/h，第二污水處理廠設(shè)計(jì)處理量為300m3/h，目前兩套裝置經(jīng)常處于超負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)。而“三泥”裝置靜止脫水罐較少，脫水裝置油泥量較大，導(dǎo)致靜止脫水時(shí)間不夠，經(jīng)離心脫水機(jī)分離后產(chǎn)生的大量分離液回到污水系統(tǒng)，在裝置內(nèi)產(chǎn)生惡性循環(huán)，給“三泥”脫水裝置的正常運(yùn)行帶來(lái)較大壓力。
2.2 處理浮渣效果差
污水處理廠來(lái)水水質(zhì)較差，浮選產(chǎn)生的浮渣量較大。由于浮渣的比重差異小，離心脫水機(jī)處理浮渣的效果較差。
2.3 未有效回收資源
含油污泥的處理還 于簡(jiǎn)單回收，尚未對(duì)含油污泥進(jìn)行無(wú)害化和資源化處理。這種簡(jiǎn)單的堆存，對(duì)于整個(gè)社會(huì)和外界環(huán)境來(lái)說(shuō)，只是污染物的簡(jiǎn)單轉(zhuǎn)移，并未得到有效處理和利用，容易造成大面積的環(huán)境污染和風(fēng)險(xiǎn)。
含油污泥中一般含油率在10%～30%之間，依托外部有資質(zhì)單位處理，僅僅是集中收集堆存，石油回收率為零。因此含油污泥的產(chǎn)生造成了原油的浪費(fèi)和流失。剩余的固體廢物委托有資質(zhì)的單位處理，企業(yè)還要付出較大處理費(fèi)用。處理不當(dāng)還會(huì)對(duì)環(huán)境造成潛在威脅。
3 含油污泥處理方案建議
3.1 常用的油污泥處理方法及適用性分析
核心處理技術(shù) | 優(yōu)點(diǎn) | 缺點(diǎn) | 主要適用原料 |
熱水洗滌法 | 工藝容易實(shí)現(xiàn)，投資費(fèi)用低，可回收大部分油品 | 難于處理乳化嚴(yán)重的含油污泥，可能產(chǎn)生二次污染 | 落地油泥 |
焚燒 | 較大程度的減量化，對(duì)原料適應(yīng)能力強(qiáng) | 能耗高，設(shè)備投資大，工藝技術(shù)要求高，一般熱量利用率不高，存在粉塵、SO2等二次污染 | 含水量不高，而油含量較高的含油污泥 |
熱解吸 | 完全無(wú)機(jī)化，烴類可回收利用 | 反應(yīng)條件要求較高，操作比較復(fù)雜 | 含水量不高，烴類含量高的油泥 |
溶劑萃取法 | 效率高，處理徹底，大部分石油類物質(zhì)提取回收 | 萃取劑價(jià)格昂貴，過(guò)程中存在部分損失，處理成本高 | 罐底泥 |
生物處理 | 能耗低，處理成本低 | 處理周期長(zhǎng)，對(duì)環(huán)烷烴、芳烴、雜環(huán)類處理效果較差，對(duì)高含油污泥難適應(yīng)，資源無(wú)法回用 | 油含量小于5%的含油污泥 |
綜合利用 | 成效顯著，提高資源綜合利用率 | 工藝要求較復(fù)雜，成本相對(duì)較大 | 煉油廠“三泥” |
3.2 TPS撬裝工藝裝置
目前，部分石油生產(chǎn)企業(yè)和煉油廠相繼建成了TPS撬裝工藝裝置處理含油污泥。通過(guò)該工藝處理后，既回收了石油資源，剩余殘?jiān)沧優(yōu)榱艘话愎I(yè)固體廢棄物，徹底消除了環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。
3.2.1 液態(tài)油泥處理
液態(tài)污泥進(jìn)行油水固三相分離和污泥脫水工藝。進(jìn)料罐車經(jīng)汽車衡后卸到液態(tài)污泥儲(chǔ)存池，由提升泵提升到高效內(nèi)循環(huán)油泥分離器，經(jīng)過(guò)自然沉降后，自上而下分成污油、污水和底泥三部分，污油自流到污油池，用污油泵外輸回收；污水自流到污水池，再用泵打入污水處理系統(tǒng)；底泥由污泥泵輸送到離心機(jī)脫水，再經(jīng)螺旋輸送器提升到油泥堆場(chǎng)，脫出污水自流到低位污水池，再經(jīng)泵輸送至污水處理系統(tǒng)。
3.2.2 熱相分離處理
熱相分離處理是在高溫條件下，對(duì)干燥油泥中的石油烴類進(jìn)行分解，回收油氣資源，實(shí)現(xiàn)油泥的無(wú)害化處理。熱相分離工藝設(shè)備是TPS撬裝裝置，屬于螺旋式間接加熱裝置。脫水含油污泥及其他固態(tài)的含油污泥經(jīng)上料系統(tǒng)加入TPS撬裝裝置，經(jīng)螺旋推進(jìn)油泥進(jìn)入間接加熱階段，在一定溫度下，油泥中的有機(jī)物汽化并部分裂解成低分子氣態(tài)有機(jī)物，氣體經(jīng)過(guò)間接冷卻，凝結(jié)下來(lái)的含液相經(jīng)油水分離的到石油類物質(zhì)進(jìn)行回收，水進(jìn)入污水處理廠，不凝氣主要是一些氣態(tài)有機(jī)物或煤氣成分，可以作為加熱原料使用。處理后剩余殘?jiān)袡C(jī)物含量低于2%，由新鮮水加濕降溫、抑塵，而后螺旋輸送到儲(chǔ)存場(chǎng)地，可用于筑路或制造建筑材料。
4 效益分析
4.1 環(huán)境效益
該煉油廠每年產(chǎn)生各類含油污泥15000t，脫水后交由有資質(zhì)的第三方處理單位處理，含油污泥在運(yùn)輸，處理處置過(guò)程中存在二次環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn)，如處置不當(dāng)，也會(huì)造成污染轉(zhuǎn)移，對(duì)本地環(huán)境和處置地環(huán)境的大氣、地表水、地下水以及土壤造成一定的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。
通過(guò)對(duì)含油污泥進(jìn)行資源回收技術(shù)處理后，回收了石油資源，使含油污泥無(wú)害化和資源化處理，消除了因含油污泥處理處置過(guò)程中所產(chǎn)生的環(huán)境污染隱患。每年可減少占地面積約12畝，減少填埋費(fèi)用大約3000萬(wàn)元。減少揮發(fā)性有機(jī)物排放大約2475t，環(huán)境效益可觀。
4.2 經(jīng)濟(jì)效益
該煉油廠每年的油泥產(chǎn)生量在15000t左右，如果能使其得到有效利用，每年可為該企業(yè)帶來(lái)可觀的經(jīng)濟(jì)收益。如按照廢油里面可提取物質(zhì)占到總量的21%計(jì)算，每年可回收石油資源3150t，帶來(lái)經(jīng)濟(jì)效益1575萬(wàn)元，每年節(jié)約油泥處理費(fèi)用3000萬(wàn)元，共計(jì)帶來(lái)經(jīng)濟(jì)收益4575萬(wàn)元/年。
4.3 社會(huì)效益
該煉油廠積極開(kāi)發(fā)污染治理的新技術(shù)，并能在企業(yè)內(nèi)實(shí)現(xiàn)新技術(shù)的利用，能帶來(lái)企業(yè)形象的提升，另外可每年從廢油泥中回收石油類資源3150t，既節(jié)約了成本，減少了對(duì)自然資源的浪費(fèi)，也為企業(yè)轉(zhuǎn)型為環(huán)境友好型企業(yè)奠定了良好的基礎(chǔ)。
5 結(jié)論
含油污泥無(wú)害化處理，回收污油泥中的原油，徹底消除了含油污泥所產(chǎn)生的環(huán)境污染以及潛在的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)，給企業(yè)帶來(lái)了一定的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。同時(shí)使企業(yè)滿足新修訂的《中華人民共和國(guó)環(huán)境保護(hù)法》，對(duì)促進(jìn)企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。這一技術(shù)得到推廣和應(yīng)用，將會(huì)惠及石油煉制類整個(gè)行業(yè)，對(duì)石油煉制類企業(yè)含油污泥減量化、資源化綜合利用起到良好示范效應(yīng)。
