含油污泥熱化學清洗-離心工藝參數(shù)優(yōu)化實驗研究
技術(shù)支持
油田在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量的落地含油污泥、罐底泥，對環(huán)境危害極大。為了有效處理這些含油污泥，減少對環(huán)境的污染，某油田已建成投產(chǎn)10座含油污泥處理站，主要采用預處理、熱化學清洗調(diào)質(zhì)-離心處理工藝，使堆積及產(chǎn)生的含油污泥得到了有效處理，同時回收了大部分污油，取得了一定的社會效益及經(jīng)濟效益。但是隨著含油污泥的成分日趨復雜，特別是聚合物和大量化學藥劑的添加，增加了油泥分離的難度，造成了現(xiàn)有熱化學清洗-離心工藝的不適應，原有的藥劑和工藝參數(shù)不匹配，實際處理量遠低于設計處理量，處理后的含油污泥指標不能穩(wěn)定達標。
本文以該油田含油污泥為實驗對象，選用不同種類的熱洗藥劑，開展含油污泥熱化學清洗-離心工藝參數(shù)優(yōu)化實驗，確定較佳運行參數(shù)，為下一步的含油污泥處理站優(yōu)化運行參數(shù)提供技術(shù)依據(jù)。
1 實驗原料性質(zhì)
本次實驗選定不同采油廠，分別測定其含油污泥的含油率、含水率和含固率等數(shù)據(jù)，確定采油八廠為處理對象。實驗用泥含油率24.08%，含水率36.08%，含固率39.84%。
2 實驗
2.1 試劑與儀器
HH-S26S數(shù)顯恒溫水浴鍋；721光柵分光光度計；202型恒溫干燥箱；FA-N/JA-N電子天平。
2.2 實驗結(jié)果與討論
2.2.1 熱洗藥劑篩選
目前常用的熱化學清洗藥劑主要分為陰離子、陽離子、非離子以及兩性表面活性劑。在上述四類表面活性劑中選擇了8種效果較好的藥劑進行篩選實驗。
取50g含油率為24.08%的樣品放入1000mL的燒杯中，按照泥水比1：4、清洗藥劑500mg/L，在燒杯中加入200mL清水、0.13mL清洗劑，在80℃水浴中攪拌30min，沉降30min，除去上層浮油，將下層污泥倒入到離心桶中，在1200r/min轉(zhuǎn)速下離心10min，倒掉上層清液，然后測定脫水后的油泥殘油率。
實驗用的熱洗藥劑OP、FJ-18、FJ-15是非離子型表面活性劑，BS是兩性表面活性劑，HY、AX是陰離子表面活性劑，PC-WL、Thg是陽離子表面活性劑。
實驗結(jié)果表明，OP和BS兩種藥劑清洗效果相對較好，離心脫水后油泥殘油率分別達到1.83%和2.11%，OP藥劑的清洗效果較好。
2.2.2 藥劑投加濃度的確定
選用OP清洗劑進行藥劑投加濃度實驗，在藥劑投加濃度分別為200、500、800、1000mg/L時進行熱洗離心實驗，依據(jù)不同藥劑投加濃度離心脫水后油泥的殘油率，確定OP藥劑的較佳投加濃度。
通過對實驗數(shù)據(jù)的分析得出結(jié)論：當藥劑投加濃度由200mg/L提高至500mg/L時，殘油率可由3.25%降至1.92%，下降速度較快，繼續(xù)增加投藥量，含油率下降趨勢不明顯，綜合考慮藥劑成本和處理效果，確定較佳投加濃度為500mg/L。
2.2.3 熱洗溫度的確定
保持其他參數(shù)不變，熱洗溫度分別為50、60、65、70、75、80℃時進行實驗，依據(jù)殘油率，選出較佳熱洗溫度。
實驗結(jié)果表明，當熱洗溫度升高至65℃時，熱洗效果有明顯提高，繼續(xù)升溫后，熱洗效果提升不明顯，同時會增加耗能，造成運行成本升高。確定較佳熱洗溫度為65℃，對應殘油率1.93%。
2.2.4 泥水比確定
保持其他參數(shù)不變，調(diào)整泥水比分別為1:2、1:3、1:4、1:5、1:6進行實驗，依據(jù)脫水后污泥殘油率，確定較佳的泥水比。
實驗結(jié)果表明，當熱洗泥水比為1:4時，熱洗效果有明顯提高，繼續(xù)提高水量后，熱洗效果提升不明顯，同時會增加運行成本。因此，確定較佳泥水比為1:4。
2.2.5 復配藥劑配比的確定
保持其他參數(shù)不變，熱洗藥劑配比OP:BS為5:1、4:2、3:3時進行復配藥劑的熱洗實驗，依據(jù)離心脫水后油泥殘油率，確定較佳的藥劑復配比例。
實驗結(jié)果表明，較佳的復配比例為OP:BS=5:1時，油泥殘油率打到1.43%，優(yōu)于單獨投加OP清洗劑時殘油率為1.83%的清洗效果，由此可見，復配后的藥劑較單一藥劑處理效果更好。主要原因是復配的藥劑中OP清洗劑具有的高表面活性可以改變含油污泥液-固界面性質(zhì)，增強清洗效果。其油泥分離作用不僅可有效去除污泥含油，還可充分地分離被油所包裹的泥砂，起到凈化油層的作用。BS清洗劑能夠降低界面膜黏彈性，增強界面流動性以促進油珠聚并，兩者復配的協(xié)同作用大大增強，清洗效果提升明顯。
2.2.6 離心轉(zhuǎn)數(shù)的確定
保持其他參數(shù)不變，分別在離心轉(zhuǎn)速為2000、2100、2200、2300、2400r/min下進行實驗，離心10min后，倒掉上層清液，檢測對應的油泥殘油率。
實驗結(jié)果表明，隨著離心轉(zhuǎn)速的升高，殘油率呈下降趨勢，離心轉(zhuǎn)數(shù)為2200r/min時，殘油率較佳，為1.87%，繼續(xù)增加離心轉(zhuǎn)數(shù)，殘油率變化不大。
2.2.7 藥劑成本
藥劑 | 投加濃度/（mg/L） | 成本/（元/t） | 合計/（元/t） |
OP | 500 | 91 | 111.8 |
BS | 100 | 20.8 |
復配熱洗藥劑成本為111.8元/t，投加量及成本見下表：
3 結(jié)論
（1）含油污泥處理熱化學清洗-離心工藝較佳運行參數(shù)為：泥水比1:4，熱洗溫度65℃，較佳藥劑為OP和BS復配藥劑，復配比例為OP：BS=5:1，OP藥劑投加濃度為500mg/L，BS藥劑投加濃度為100mg/L，較佳離心轉(zhuǎn)數(shù)為2200r/min，藥劑成本為111.8元/t，為含油污泥處理站優(yōu)化運行參數(shù)提供技術(shù)依據(jù)。
（2）目前熱洗藥劑投加較多的仍是化學藥劑，在自然界中較難降解，可能會造成二次污染，生物表面活性清洗劑具有綠色、無污染等優(yōu)勢，如何高效應用將是未來的重點研究方向。
