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1、含油污泥处理技术简介含油污泥处理技术简介随随着着国国内内油油田田的的不不断断开开发发，采采出出污污水水量量急急剧剧增增加加，由由之之产产生生的的含含油油污污泥泥量量也也急急剧剧增增加加，其其总总量量已已达达100万万吨吨/年年以以上上，这这些些污污泥泥不不仅仅含含油油，而而且且含含有有各各种种油油田田助助剂剂成成分分，自自然然条条件件下下完完全全分分解解需需要要上上百百年年时时间间，不不仅仅直直接接占占用用土土地地与与空空间间，而而且且严严重重污污染染了了空空气气、土土壤壤和和地地下下水水，在在一一定定程程度度上上制制约约了了国国内内油油田田生生产产的的发发展展。为为了了解解决决这这一一生生产
2、产难难题题，国国内内外外耗耗费费了了大大量量人人力力、物物力力，相相继继研研究究实实验验过过焚焚烧烧、固固化化、地地耕耕法法等等处处理理方方式式，但但到到目目前前为为止止还还没没有有研研发发成成功功一一种种适适用用于于含含油油污污泥泥处处理理的的经经济济而而又又有有效效的的方法。方法。不不管管现现行行的的那那一一种种方方法法，其其根根本本着着眼眼点点都都是是视视含含油油污污泥泥为为废废弃弃物物，或或仅仅仅仅着着眼眼于于利利用用其其自自身身的的燃燃烧烧热热，而而忽忽视视了了废废物物处处理理的的最最高高原原则则：此此废废物物为为彼彼资资源源，即即含含油油污污泥泥的的资资源源性性。事事实实上上，含含
3、油油污污泥泥不不仅仅含含有有一一定定的的有有机机物物、燃燃烧烧热热，更更重重要要的的是是其其在在产产生生过过程程中中使使用用了了大大量量絮絮凝凝剂剂，因因而而含含有有大大量量的的絮絮凝凝剂剂成成分分。换换言言之之，含含油油污污泥泥不不仅仅仅仅含含有有一一定定的的热热能能，而而且且资资源源性性非非常常丰丰富富，是是生生产产或或回回收收絮絮凝凝剂剂的的良良好好原原材材料料。因因此此，研研究究开开发发一一种种能能够够综综合合处处理理和和利利用用含含油油污污泥泥、从从根根本本上上解解决决含含油油污污泥泥对对环环境境的的污污染染且且变变废废为为宝宝的的技技术是国内各油田迫切需要解决的问题。术是国内各油田
4、迫切需要解决的问题。1、含油污泥的来源、含油污泥的来源 一、一、含油污泥的来源及危害含油污泥的来源及危害含含油油污污水水中中的的污污泥泥，主主要要来来自自于于地地层层，其其中中有有一一部部分分可可能能是是在在钻钻井井和和井井下下作作业业过过程程中中留留下下的的泥泥浆浆，有有些些是是由由于于地地层层出出砂砂造造成成的的，也也有有一一些些在在污污水水处处理理过过程程中中加加入入的的药药剂剂后后形形成成的的沉沉积积物物，其其中中相相当当一一部部分分是是污污水水系系统统中中的的腐腐蚀蚀产产物物。原原油油开开采采过过程程中中，储储层层中中微微小小颗颗粒粒与与采采出出液液一一起起进进入入地地面面处处理理系
5、系统统，是是采采油油污污水水中中产产生生污污泥泥的的主主要要来来源源，再再加加上上污污水水净净化化处处理理中中投投加加的的净净水水剂剂形形成成的的絮絮体体，设设备备及及管管道道腐腐蚀蚀产物和污垢、细菌等组成了含油污泥。产物和污垢、细菌等组成了含油污泥。含含油油污污泥泥主主要要产产生生于于油油田田和和炼炼油油厂厂。目目前前油油田田开开采采大大部部分分是是采采用用早早期期注注水水保保持持地地层层压压力力的的方方法法。随随着着油油田田的的深深度度开开采采，采采出出油油中中含含水水量量越越来来越越高高，因因而而，在在进进行行原原油油脱脱水水中中，原原油油脱脱水水罐罐、贮贮油油罐罐、污污油油罐罐等等底底
6、部部存存在在大大量量含含油油污污泥泥，同同时时，在在油油田田、炼炼油油厂厂的的附附属属污污水水处理场（如隔油池底，浮选池，曝气池等）也存在大量的污泥。处理场（如隔油池底，浮选池，曝气池等）也存在大量的污泥。胜利油田孤东汉油污泥排放情况胜利油田孤东汉油污泥排放情况2、污泥的危害、污泥的危害(1)含含油油污污泥泥的的存存在在使使回回注注水水中中悬悬浮浮物物含含量量严严重重超超标标，堵堵塞塞地地层层，造造成成油油层层吸吸水水能能力力下下降降，注注水水压压力力不不断断升升高高，同同时时，使使水水井井增增注注措措施施（主主要要是是酸酸化化）有有效效期期下下降降，增增加加处理费用和工作量。处理费用和工作量
7、。(2)为为确确保保注注水水水水质质，防防止止悬悬浮浮物物在在系系统统中中恶恶性性循循环环，每每天天被被迫迫外外排排大大量量的的污污水水，既既造造成成了了水水资资源源浪浪费费，又又污污染染了了环境。环境。(3)由由于于大大颗颗粒粒在在沉沉降降罐罐、净净化化污污水水罐罐、污污水水池池中中不不断断沉沉积积使使清清罐罐周周期期缩缩短短，清清出出的的大大量量污污泥泥含含水水率率高高，无无处处堆堆放放，污染环境，增加了成本投入。污染环境，增加了成本投入。1、含油污泥的主要成分、含油污泥的主要成分 含含油油污污水水本本身身成成分分较较为为复复杂杂，含含有有大大量量的的老老化化原原油油、蜡蜡质质、胶胶体体、
8、固固体体悬悬浮浮物物、细细菌菌、盐盐类类、酸酸性性气气体体、腐腐蚀蚀产产物物等等。在在污污水水处处理理过过程程中中还还投投加加了了大大量量絮絮凝凝剂剂、缓缓蚀蚀剂剂、阻阻垢垢剂剂、杀杀菌菌剂剂等等水水处处理理药药剂剂。因因此此，不不同同的的污污水水水水质质、处处理理工工艺艺和和药药剂剂，含含油油污污泥泥的的排排出出量量和和物物性性差差异异较较大大。含含油油污污泥泥一一般般具具有有含含油油量量高高、粘粘度度大大、颗颗粒粒细细、脱脱水水难难等等特特点点。它它不不仅仅影影响响外外输输原原油油质质量量，还还导导致致注注水水水质和外排污水难以达标。水质和外排污水难以达标。二、含油污泥的分类和主要成分二、
9、含油污泥的分类和主要成分 含油污泥的组成成分极为复杂，一般由水包油、油包水含油污泥的组成成分极为复杂，一般由水包油、油包水乳状液以及悬浮固体杂质组成，是一种极其稳定的悬浮乳状液以及悬浮固体杂质组成，是一种极其稳定的悬浮乳状液体系。水合、带电性造成了稳定的分散状态，有乳状液体系。水合、带电性造成了稳定的分散状态，有一层或几层水附于表面而造成了使颗粒相互结合的阻碍，一层或几层水附于表面而造成了使颗粒相互结合的阻碍，同时污泥颗粒一般都带负电，故含油污泥中大多数颗粒同时污泥颗粒一般都带负电，故含油污泥中大多数颗粒是相互排斥而不是相互吸引。由于其固相含量低，含水是相互排斥而不是相互吸引。由于其固相含量低
10、，含水率高，因而体积庞大。率高，因而体积庞大。含含油油污污泥泥中中水水一一般般可可分分为为四四种种：游游离离水水、絮絮体体水水、毛毛细细水水、粒粒子子水水。存存在在于于污污泥泥絮絮体体空空隙隙之之间间的的游游离离水水，借借助助于于污污泥泥固固体体的的重重力力沉沉降降可可部部分分分分离离出出来来，絮絮体体水水藏藏于于絮絮体体网网络络内内部部，只只有有靠靠外外力力改改变变絮絮体体结结构构才才能能部部分分分分离离；毛毛细细水水粘粘附附于于单单个个离离子子之之间间，必必须须施施加加更更大大外外力力，使使毛毛细细孔孔发发生生变变形形才才能能部部分分去去除除；粒粒子子水水是是化化学学结结合合水水，需需要要
11、通通过过化化学学作作用用或或高高温温处处理理，改改变变污污泥泥固固体体的的化化学学结结构构和水分子状态，才能将其去除。和水分子状态，才能将其去除。污污泥泥的的含含水水率率变变化化较较大大，底底部部沉沉积积的的不不流流动动的的污污泥泥，平平均均含含水水率率为为75.25%，其其密密度度为为1.088g/cm3；排排放放时时的的污污泥泥含含水水率率在在90%-95%左左右右。污污泥泥的的浓浓缩缩性性也也有有较较大大区区别别，例例如如含含水水75%左左右右的的污污泥泥，静静止止沉沉降降浓浓缩缩2h，含含水水率率降降到到72%；5h降降到到70%；10h后后降降到到66%；20h可降到可降到60%左右
12、。左右。污污泥泥中中的的油油一一般般可可分分为为可可浮浮油油、乳乳化化油油、溶溶解解油油等等，这这是使含油污泥粘度大，难于脱水处理的主要原因。是使含油污泥粘度大，难于脱水处理的主要原因。一一般般来来说说，污污泥泥中中含含油油量量可可达达30%。然然而而污污水水处处理理工工艺艺的的不不同同，含含油油率率也也不不会会有有很很大大的的不不同同。例例如如在在沉沉降降罐罐中中加加入入净净水水剂剂，对对悬悬浮浮物物的的去去除除有有显显著著的的效效果果，对对各各种种油油/水水形形成成的的乳乳化化油油也也有有显显著著的的破破乳乳作作用用，达达到到油油、泥泥的的共共沉沉，因因而而将将乳乳化化油油转转移移到到了了
13、污污泥泥中中，这这种种污污泥泥一一般般含含油油量量较较高高。而而采采用用“先先除除油油，后后除除渣渣”的的水水处处理理工工艺艺，可可从源头上减少含油污泥的含油量。从源头上减少含油污泥的含油量。三、含油污泥处理方法分类及优缺点三、含油污泥处理方法分类及优缺点 1、含油污泥的机械脱水技术、含油污泥的机械脱水技术 经经重重力力沉沉降降脱脱水水后后的的含含油油污污泥泥是是黑黑色色粘粘稠稠状状液液体体（含含水水率率一一般般小小于于96%），称称为为污污泥泥浓浓缩缩液液，每每个个站站的的年年产产量量往往往往达达万万吨吨以以上上，必必须须进进行行机机械械脱脱水水减减容容。污污泥泥脱脱水水前前，须须进进行调质
14、。行调质。(1)污泥的调质污泥的调质污污泥泥脱脱水水过过程程实实际际上上是是污污泥泥的的悬悬浮浮粒粒子子群群和和水水的的相相对对运运动动，而而污污泥泥的的调调质质则则是是通通过过一一定定手手段段调调整整固固体体粒粒子子群群的的性性状状和和排排列列状状态态，使使之之适适合合不不同同脱脱水水条条件件下下的的预预处处理理操操作作。污污泥泥调质能显著改善脱水效果，提高机械脱水性能。调质能显著改善脱水效果，提高机械脱水性能。由由于于含含油油污污泥泥粘粘度度高高，过过滤滤比比阻阻大大，多多数数污污泥泥粒粒子子属属“油油性性固固体体”（如如沥沥青青质质、胶胶质质和和石石蜡蜡等等），质质软软。随随着着脱脱水水
15、的的进进行行，滤滤饼饼粒粒子子变变形形，进进一一步步增增加加了了比比阻阻。而而且且在在过过滤滤过过程程中中，这这些些变变形形粒粒子子极极易易粘粘附附在在滤滤料料上上，堵堵塞塞滤滤孔孔；在在离离心心脱脱水水时时，还还因因其其粘粘度度大大，乳乳化化严严重重，固固固固液液粒粒子子间间粘粘附附力力强强和和密密度度差差小小等等原原因因导导致致分分离离效效果果差差。Jonathan Zall等等人人曾曾分分别别研研究究过过一一般般市市政政污污水水处处理理厂厂的的污污泥泥和和含含油油污污泥泥的的过过滤滤脱脱水水性性能能。他他们们测测定定了了含含油油3%，含含总总悬悬浮浮固固体体4%的的含含油油污污泥泥（浮浮
16、渣渣）和和含含总总悬悬浮浮固固体体1%2%的的一一般般污污泥泥的的比比阻阻和和可可压压缩缩系系数数，证证实实含含油油污污泥泥与与一一般般污污泥泥相相比比，其其比比阻阻大大40倍倍，其其可可压压缩缩性性系系数大数大20倍，如表所示。倍，如表所示。含油污泥和一般污泥的可滤性比较含油污泥和一般污泥的可滤性比较污污泥名称泥名称含油含油污污泥泥一般一般污污泥泥比阻比阻/（cm/kgcm/kg）100010002525可可压缩压缩性系数性系数15150.750.75用投加絮凝剂的化学调节法，就能使一般污泥中的悬浮微用投加絮凝剂的化学调节法，就能使一般污泥中的悬浮微粒凝聚并顺利进行脱水。但对于含油污泥来说，
17、还必须加粒凝聚并顺利进行脱水。但对于含油污泥来说，还必须加上破乳剂和加热等其它强化手段。上破乳剂和加热等其它强化手段。n含油污泥调质方法的选择要考虑以下三个问题：含油污泥调质方法的选择要考虑以下三个问题：含油含油污泥的性质和特点；污泥的性质和特点；要适应所有脱水机械的性能；要适应所有脱水机械的性能；脱水泥饼如何处理或利用。脱水泥饼如何处理或利用。n含油污泥调质分为两个步骤：首先以适当方式投加石灰、含油污泥调质分为两个步骤：首先以适当方式投加石灰、煤粉等固体粉末调节剂，并混合均匀；其次再投加有机煤粉等固体粉末调节剂，并混合均匀；其次再投加有机絮凝剂，这样才能顺利进行含油污泥的脱水。絮凝剂，这样才
18、能顺利进行含油污泥的脱水。n用硅藻土，石灰和飞灰等微细粉末作为调节剂，可以使用硅藻土，石灰和飞灰等微细粉末作为调节剂，可以使变形的含油污泥粒子形成有刚性的污泥骨架，使泥饼呈变形的含油污泥粒子形成有刚性的污泥骨架，使泥饼呈毛细结构，从而提供更多的微细水流通道。此外，这些毛细结构，从而提供更多的微细水流通道。此外，这些固体粉末调节剂还能增加污泥粒子和水相的密度差，有固体粉末调节剂还能增加污泥粒子和水相的密度差，有利于机械脱水。利于机械脱水。为为减减少少固固体体粉粉末末调调节节剂剂的的投投加加量量，可可采采用用滤滤饼饼部部分分回回流流到到含含油油污污泥泥调调节节段段的的工工艺艺。要要通通过过调调质质
19、机机械械脱脱水水使使含含油油污污泥泥实实现现油油水水固固（无无机机固固体体）的的三三相相分分离离，关关键键是是使使其其中中粘粘度度大大的的吸吸附附油油解解析析和和破破乳乳。为为促促使使油油从从固固体体粒粒子子表表面面分分离离，加加入入合合适适的的电电解解质质可可增增加加系系统统的的电电荷荷密密度度，使使它它们们取取代代油油组组分分优优先先吸吸附附在在粒粒子子表表面面，并并使使粒粒子子更更分分散散，为为油油从从固固体体颗颗粒粒表表面面脱脱附附创创造造更更好好的的条条件件。通通过过投投加加表表面面活活性性剂剂，稀稀释释剂剂（葵葵烷烷等等），电电解解质质(NaCl溶溶液液)或或破破乳乳剂剂（阴阴离离
20、子子或或非非离离子子），润润湿湿剂剂（可可增增加加固固体体微微粒粒表表面面和和水水的的亲亲和和力力）和和pH值值调调节节剂剂等等，并并辅辅以以加加热热减减粘粘（最最佳佳为为50以以上）等调质手段，实现水上）等调质手段，实现水油油固三相分离。固三相分离。调调质质方方法法的的选选择择应应在在测测试试含含油油污污泥泥性性质质的的基基础础上上进进行行。在在含含油油量量大大于于10%时时，易易用用亲亲水水性性表表面面活活性性剂剂；含含油油量量大大于于4%时时，易易用用亲亲油油性性表表面面活活性性剂剂。使使用用前前者者时时，分分离离后后水水和和固固体体在在下下层层，而而油油在在上上层层；用用后后者者时时，
21、下下层层为为含含油油固固体体，而上层为水（水层中均含有可溶性油和为乳化油）。而上层为水（水层中均含有可溶性油和为乳化油）。(2)机械脱水机械脱水要要使使含含油油污污泥泥的的机机械械脱脱水水效效果果好好，还还应应按按具具体体情情况况和和要要求求选选择择污污泥泥脱脱水水机机械械和和设设计计脱脱水水系系统统，包包括括污污泥泥性性质质的的测测试试、脱脱水水机机械械及及其其参参数数的的选选择择等等。目目前前使使用用的的脱脱水水机机械械主主要要有有带式压滤机和卧螺旋沉降式离心机。带式压滤机和卧螺旋沉降式离心机。使使用用上上述述两两步步调调质质技技术术，在在带带式式压压滤滤机机上上对对含含油油污污泥泥的的脱
22、脱水水除除油油工工艺艺是是将将机机内内分分重重力力区区、楔楔区区和和压压力力区区3个个区区域域。调调质质污污泥泥送送入入后后，先先在在重重力力区区脱脱除除大大部部分分水水；接接着着在在楔楔区区与与溶溶液液混混合合，以以提提高高絮絮凝凝体体的的抗抗压压能能力力；最最后后进进入入压压力力区区，脱脱除除约约80%的的油油。其其脱脱水水效效果果是是：含含油油污污泥泥含含固固体体12%，油油20%和和水水68%，滤滤后后液液体体中中含含固固体体1.5%，油油13.7%和和水水84.8%；滤饼中含固体；滤饼中含固体45.8%，油，油11.7%和水和水42.7%。卧卧螺螺旋旋沉沉降降式式离离心心机机具具有有
23、设设备备紧紧凑凑，占占地地面面积积小小，调调节节剂剂耗耗量量少少和和处处理理效效率率高高等等优优点点，已已得得到到越越来来越越广广泛泛的的应应用用。要要获获得得好好的的分分离离效效果果和和水水质质好好的的离离心心液液（悬悬浮浮物物浓浓度度低低），则则在在对对含含油油低低的的污污泥泥脱脱水水时时，应应使使泥泥中中的的少少量量油油最最终终进进入入泥泥饼饼，即即离离心心因因数数小小，一一般般取取1000；反反之之，要要求求泥泥饼饼含含油油尽尽量量低低时时，离离心心因因数数宜宜大大，一一般般取取25002700；此此外外，还还必必须须注注意意离离心心机机的的离离心心因因数数、泥泥饼饼层层厚厚度和污泥停
24、留时间的平衡和调节。度和污泥停留时间的平衡和调节。2、脱水泥饼的热处理和热解吸技术、脱水泥饼的热处理和热解吸技术 热热处处理理和和热热解解吸吸技技术术是是90年年代代初初国国外外迅迅速速发发展展并并获获得得应应用用的的工工艺艺。主主要要有有包包含含低低温温（107204）高高温温（357510）加加热热蒸蒸发发冷冷凝凝步步骤骤的的含含油油污污泥泥处处理理工工艺艺、利利用用锅锅炉炉排排放放热热废废气气干干燥燥含含油油泥泥饼饼及及热热解解吸吸工工艺艺。该该热热解解吸吸工工艺艺是是在在一一个个装装有有叶叶片片转转子子的的反反应应器器中中，把把污污泥泥从从299加加热热至至399，并并通通入入蒸蒸汽汽
25、，使使烃烃类类在在复复杂杂的的水水合合和和裂裂化化反反应应中中分分离离，并并冷冷凝凝回回收收。这这些些工工艺艺都都能能从从泥泥饼饼中中回回收收油油，并并使使泥泥渣渣达达到到直直接接填填埋埋的的要要求。求。3、脱水泥饼的生物处理技术、脱水泥饼的生物处理技术 据文献报道，如进料中的碳环化合物、芳烃和油的浓据文献报道，如进料中的碳环化合物、芳烃和油的浓度控制在合适范围内，则生物处理的运行成本比焚烧度控制在合适范围内，则生物处理的运行成本比焚烧处理费用低处理费用低40%；只要在生物反应器内保持合适的；只要在生物反应器内保持合适的pH值、足够的溶解氧和营养盐浓度以及良好的混合状态，值、足够的溶解氧和营养
26、盐浓度以及良好的混合状态，绝大多数有机物都能被降解，而逸出的少量有机物也绝大多数有机物都能被降解，而逸出的少量有机物也容易用活性炭吸收。容易用活性炭吸收。下图为某炼油厂的污泥生物处理系统示意图：下图为某炼油厂的污泥生物处理系统示意图：污泥生物处理工艺流程污泥生物处理工艺流程含含水水50%的的泥泥饼饼被被输输送送到到一一台台生生物物反反应应罐罐中中。罐罐内内通通入入氧氧或或空空气气，同同时时进进行行机机械械搅搅拌拌，并并不不断断加加入入氨氨和和磷磷酸酸等等营营养养物物质质，以以促促进进好好氧氧微微生生物物的的生生长长，使使其其最最终终转转化化为为二二氧氧化化碳碳和和水水，处处理理后后的的残残液液
27、进进入入罐罐中中浓浓缩缩，在在加加入入石石灰灰后后，再再次次进进行行离离心心脱脱水水，最最终终泥泥饼饼能能直直接接填填埋埋。该该技技术术处处理理效效果果好好，作作业业安安全全（常常温温常常压压），经经济济合合理理，在在提提高高氧氧利利用用率率、降降低低药药品品消消耗耗和改进泥饼脱油效果等方面仍有降低成本的潜力。和改进泥饼脱油效果等方面仍有降低成本的潜力。生生物物处处理理法法需需将将含含油油污污泥泥混混以以松松散散剂剂、肥肥料料和和培培菌菌液液，经经常常翻翻动动并并自自然然通通风风，历历时时41天天才才能能将将97%的的石石油油烃烃生生物物降降解解，该方法的缺点是处理周期长，油资源不能得到回收利
28、用。该方法的缺点是处理周期长，油资源不能得到回收利用。4、含油污泥固化处理、含油污泥固化处理 固固化化处处理理是是通通过过物物理理化化学学方方法法将将含含油油污污泥泥固固化化或或包包容容在在惰惰性性固固化化基基材材中中的的一一种种无无害害化化处处理理过过程程，以以便便运运输输、利利用用或或处处理理。这这种种处处理理方方法法能能较较大大程程度度地地减减少少含含油油污污泥泥中中有有害害离离子子和和有有机机物物对对土土壤壤的的侵侵蚀蚀和和沥沥滤滤，从从而而减减少少对对环环境境的的影影响响和和危危害害。由由于于这这种种方方法法是是取取代代回回填填的的一一种种更更易易为为环环境境所所接接受受的的方方法法
29、，因因此近年来受到了重视。此近年来受到了重视。固固化化中中所所用用的的化化学学固固化化剂剂分分为为有有机机和和无无机机两两大大类类，有有机机系系列列包包括括脲脲醛醛树树脂脂、聚聚酯酯、环环氧氧乙乙烷烷、丙丙烯烯酰酰胺胺凝凝胶胶体体、聚聚丁丁二二烯等，无机系列有玻特兰水泥及近年开发的磷石膏等。烯等，无机系列有玻特兰水泥及近年开发的磷石膏等。根根据据不不同同油油田田含含油油污污泥泥的的特特性性，投投加加合合适适的的浓浓缩缩剂剂静静置置沉沉降降脱脱水水，使使含含油油污污泥泥含含水水由由99%降降至至90%以以下下，经经离离心心脱脱水水将将污污泥泥含含水水率率降降至至50%60%后后，再再采采用用物物
30、理理化化学学分分水水-化化学学固固化化技技术术进进行行固固化化处处理理，达达到到无无害害化化的的目目的的。无无害害化化处理工艺流程：处理工艺流程：含油污泥含油污泥加药浓缩沉降脱水加药浓缩沉降脱水离心脱水离心脱水物理化学固化成型物理化学固化成型无无害害化化处处理理含含油油污污泥泥是是利利用用不不同同性性质质的的化化学学物物质质对对含含油油污污泥泥进进行行物物理理化化学学固固化化处处理理，使使其其具具有有一一定定的的机机械械强强度度，并并且且在在任任何何环环境境条条件件下下，所所有有有有害害成成分分不不再再析析出出污污染染环环境境。选选择择有有效效的的分分水水剂剂是是含含油油污污泥泥处处理理工工艺
31、艺成成功功的的关关键键，利利用用分水剂可以脱出污泥体系中存在的四种不同形态的水：分水剂可以脱出污泥体系中存在的四种不同形态的水：(1)间间隙隙水水是是固固形形物物质质粒粒子子中中间间包包含含的的水水，约约占占污污泥泥水水分分的的70%，比较容易脱出；，比较容易脱出；(2)表表面面吸吸附附水水是是浮浮着着于于固固形形粒粒子子表表面面并并随随粒粒子子移移动动的的水水，约占污泥水分的约占污泥水分的5%，需要一定的机械能才能脱出；，需要一定的机械能才能脱出；(3)毛毛细细管管结结合合水水在在固固形形粒粒子子间间形形成成一一些些小小毛毛细细管管，这这种种毛毛细细管管有有裂裂纹纹形形和和楔楔形形两两种种，
32、并并且且充充满满整整个个间间隙隙内内，约约占占污泥水分的污泥水分的20%。排除这部分水需要消耗大量的机械能；。排除这部分水需要消耗大量的机械能；(4)内内部部水水指指微微生生物物细细胞胞内内的的水水和和絮絮体体连连段段上上的的吸吸附附物物水水化化水水。该该部部分分水水单单靠靠机机械械方方法法不不能能达达到到排排除除的的目目的的，需需采采用用生生物物化化学学法法，冷冷却却法法破破坏坏细细胞胞膜膜才才能能排排除除。该该部部分分水水约占污泥水分的约占污泥水分的5%。分分水水剂剂有有较较好好的的粘粘结结性性、可可塑塑性性和和干干强强度度等等特特点点。有有研研究究人人员员在在室室内内从从数数十十种种分分
33、水水剂剂中中选选出出三三种种，按按有有效效性性与与低低成成本本原原则则，重重点点对对PAN分分水水剂剂作作了了详详细细的的实实验验研研究究。PAN分分水水剂剂为为晶晶体体层层状状结结构构，在在吸吸水水时时，晶晶层层底底面面间间距距加加大大，使使许许多多水水份份进进入入晶晶体体内内，起起到到储储存存的的作作用用，这这部部分分水水在在固固化化过过程程中中参参与与水水化化反反应应，对对后后期期固固化化物物强强度度做做出出贡贡献献。PAN分分水水剂剂具具有有分分水水速速度度快快、吸吸水水量量大大、体体系系温温度度稳稳定定等等特特点点。实实验验装装置置如如图图。吸吸水水速速度度测测定定采采用用称称重并计
34、算绘出吸水曲线，体系温度维持在重并计算绘出吸水曲线，体系温度维持在20。固固化化剂剂的的作作用用是是将将含含油油污污泥泥中中的的有有害害物物质质（污污油油、有有害害气气体体等等）固固定定或或锁锁在在惰惰性性物物质质中中，经经稳稳定定化化和和固固化化使使有有害害物物质质渗渗透透性性和和溶溶出出率率大大大大降降低低，并并形形成成一一定定的的机机械械强强度度，便便于于排排放放，不不泄泄漏漏污污染染，从从而而达达到到环环保保要要求求。固固化化剂剂是是一一种种气气硬硬性性材材料料，当当与与含含油油污污泥泥接接触触反反应应后后形形成成可可塑塑性性，但但在在较较短短时时间间内内又又失失去去塑塑性性，逐逐步步
35、形形成成坚坚硬硬的的固固体体。固固化化剂剂通通过过化化学学反反应应将将含含油油污污泥泥中中的的有有害害成成分分吸吸收收稳稳定定在在固固化化剂剂的的晶晶体体中中，再再由由吸吸油油剂剂及及分分水水剂剂的的综综合合作作用用，完完成成对对含含油油污污泥的无害化处理。泥的无害化处理。吸吸油油剂剂的的加加入入有有利利于于将将油油污污纳纳入入到到毛毛细细孔孔中中，使使固固化化剂剂封封闭闭作作用用进进一一步步提提高高，同同时时它它也也起起到到骨骨架架的的作作用用，使使固固化化剂剂硬硬度度增增加加，提提高高后后期期固固化化物物的的强强度度。吸吸油油剂剂的的机机理理是是靠靠原原料料的的大大比比面面积积和和较较强强
36、吸吸附附能能力力，将将分分水水后后的的污污染染物物吸吸入入微微孔孔中中，在在固固化化剂剂的的激激发发作作用用下下，发发生生化化学学反反应应，并并通通过过固固化化剂剂将将吸吸入入微微孔孔中中的的污污染染物物封封闭闭起起来来。增增强强剂剂的的加加入入进进一一步步提提高高了了固固化化物物的的后后期期强强度度，降降低低粘粘度度，调调整固化物的初凝时间，便于现场工艺操作。整固化物的初凝时间，便于现场工艺操作。5、土地耕作法、土地耕作法 土土地地耕耕作作法法是是用用土土地地耕耕作作处处理理含含油油污污泥泥的的一一种种方方法法。微微生生物物能能降降解解石石油油组组分分的的能能力力在在一一个个世世纪纪以以前前
37、就就为为人人们们所所共共识识。土土壤壤中中自自然然存存在在的的微微生生物物将将含含油油污污泥泥中中废废油油、有有机机物物降降解解，产产生生诸诸如如醇醇、酚酚、酯酯、醛醛、酮酮和和脂脂肪肪酸酸等等中中间间产产物物，最最终终被被转转化化为为二二氧氧化化碳碳、水水及及细细胞胞物物质质，并并增增加加土土壤壤腐腐殖殖质质含含量。量。该该方方法法大大致致做做法法是是：将将含含油油污污泥泥撒撒在在预预处处理理的的场场地地上上铺铺成成10-15cm薄薄层层，用用耕耕犁犁将将其其与与土土壤壤混混合合，放放置置干干燥燥约约一一周周左左右右，加加入入肥肥料料，然然后后用用于于圆圆盘盘犁犁耙耙入入土土壤壤中中，靠靠土
38、土壤壤中中的的自有微生物把有机物、油分散成终态产物自有微生物把有机物、油分散成终态产物二氧化碳和水。二氧化碳和水。土土地地耕耕作作法法是是一一种种缓缓慢慢处处理理过过程程，其其主主要要影影响响因因素素是是土土壤壤中中的的氧氧含含量量、营营养养物物质质、湿湿度度、pH值值、温温度度、土土壤壤结结构构等等。需需要要深深入入研研究究的的是是开开发发能能够够完完全全降降解解含含油油污污泥泥中中各各种种组组分分的的微微生生物物，设设计计出出一一种种有有助助于于特特殊殊微微生生物物发发挥挥其其预预期期作作用用的的废废物物处处理理系系统统。另另外外，对对于于含含多多种种有有害害成成分的含油污泥，该种方法受到
39、了极大的限制。分的含油污泥，该种方法受到了极大的限制。6、堆肥法、堆肥法 堆堆肥肥的的反反应应器器一一般般为为圆圆柱柱形形，也也有有立立方方体体形形，由由绝绝缘缘镀镀锌锌铁铁板板、碳碳钢钢或或其其它它材材料料制制成成。容容器器体体积积有有大大有有小小，从从几几十十升升到到十十几几立立方方米米甚甚至至更更大大。为为增增加加堆堆肥肥的的疏疏松松程程度度，加加入入一一定定比比例例的的填填充充剂剂，填填充充剂剂可可以以是是泥泥炭炭、树树皮皮、木木屑屑、草草或或其其他他物物质质，堆堆制制的的同同时时加加入入一一定定的的肥肥料料，可可以以是是无无机机的的氮氮、磷磷、钾钾肥肥。堆堆好好后后，定定期期搅搅拌拌
40、，定定期期检检测测堆堆肥肥的的温温度度，产产生生的的二二氧氧化化碳碳量量或或细细菌菌总总数数，以以了了解解堆堆肥肥的的进进行行状状况况。同同时时要要定定期期检检测测N、P的的含含量量，如如果果量量不不足足了了，则则要要补补加加，以以满满足足微微生生物物降降解解的的需需要要。并并定定期期测测定定油油含含量量，以以了了解解最最终终处处理理效效果果。处处理理过过程程一一般般在在开开始始时时温温度度较较低低，随随过过程程的的进进行行温温度度逐逐渐渐升升高高，可可达达到到5060，然然后后温温度度逐逐渐渐下下降降，二二氧氧化化碳碳量量或或细细菌菌也也会有类似起伏，油含量会持续下降，。会有类似起伏，油含量
41、会持续下降，。污污泥泥和和其其他他废废弃弃物物在在进进入入反反应应器器处处理理之之前前，先先装装在在进进料料罐罐中中，该该罐罐配配有有搅搅拌拌和和营营养养注注入入系系统统。反反应应器器为为一一常常压压储储罐罐，是是处处理理过过程程的的中中心心。罐罐的的上上部部是是圆圆顶顶覆覆盖盖，内内部部有有特特制制的的隔隔断断，将将罐罐功功能能性性的的划划分分为为两两个个操操作作间间，上上部部是是反反应应间间，污污泥泥在在这这里里脱脱水水，固固性性物物存存留留一一段段时时间间，其其中中的的有有机机组组分分被被微微生生物物降降解解掉掉。反反应应间间的的特特有有结结构构是是搅搅拌拌器器，它它卸卸下下污污泥泥，阻
42、阻止止在在废废物物、生生物物有有机机体体和和支支持持介介质质组组成成的的反反应应床床体体内内形形成成无无氧氧的的死死角角，下下部部作作为为气气/液液与与固固体体的的分分离离间间，这这个个区区间间与与反反应应间间以以暗暗道道层层分分开开，以以阻阻止止固固体体的的通通过过，使使气气/液液与与固固体体分分开开。处处理理好好的的废废弃弃物物、微微生生物物和和支支持持介介质质由由固固体体输输送送系系统统输输送送至至相相邻邻的的分分离离罐罐。分分离离罐罐的的底底部部为为锥锥形形，该该罐罐也也用用来来将将处处理理过过的的固固体体物物运运出出进进行行检检测测或或存存放放被被运运到到其其它它处处理理设设备备中中
43、去去的的固固体体物物。输输送送系系统统的的一一部部分分用用于于将将废废弃弃物物、微微生生物物和和支支持持介介质质运运回回到到反反应应间间，这这样样可可以以控控制固形物的停留时间和微生物的数量。制固形物的停留时间和微生物的数量。反反应应器器的的运运出出物物被被泵泵到到另另一一个个相相邻邻的的锥锥形形罐罐，渗渗出出的的液液体体直直接接流流入入污污水水处处理理设设施施，处处理理达达标标后后排排放放，或或是是重重新新循循环环到到反反应应器器来来调调节节反反应间的湿度。应间的湿度。反反应应器器的的空空气气循循环环可可通通过过鼓鼓风风机机实实现现，中中心心鼓鼓风风机机为为微微生生物物氧氧化化废废弃弃物物中
44、中的的有有机机物物提提供供必必要要的的气气流流。因因为为氧氧气气的的消消耗耗，在在反反应应器器内内安安装装了了氧氧气气传传感感器器，检检测测反反应应器器中中氧氧气气浓浓度度。为为了了平平衡衡空空气气的的进进入入，反反应应器器上上还还装装有有一一出出气气口口，出出气气处处装装有有活活性性碳碳滤滤器器，可可以以捕捕获获到到任任何何可可能能存存在在于于空空气气中中的的有有机机物物。因因为为空空气气在在反反应应器器中中循循环环使使用用，反反应应器器也也可可作作为为一一个个降降低低空空气气中中挥挥发发性性有有机机物物的的生生物物滤滤器器。一一般般情情况况下下，空空气气从从反反应应器器顶顶部部到到底底部部
45、循循环环，有有利利于于污污泥泥的的脱脱水水，但但如如果果需需要，正常的向下流动的模式可以翻转，而使反应器床底部干燥。要，正常的向下流动的模式可以翻转，而使反应器床底部干燥。7、溶剂萃取技术、溶剂萃取技术 溶溶剂剂萃萃取取工工艺艺中中的的超超临临界界流流体体萃萃取取技技术术，是是去去除除含含油油污污泥泥中中的的油油和和其其他他有有机机物物的的有有效效手手段段。超超临临界界流流体体有有丙丙烷烷、三三乙乙烷烷、重重整整油油和和临临界界液液态态二二氧氧化化碳碳等等。第第一一步步萃萃取取采采用用粘粘度度低低、碳碳原原子子少少（最最佳佳为为2-4）的的轻轻质质烃烃（如如丙丙烯烯、环环丙丙烷烷、丁丁烷烷等等
46、）为为溶溶剂剂；萃萃取取后后残残留留泥泥仍仍含含有有一一些些聚聚合合芳芳烃烃等等有有机机物物，需需用用相相对对分分子子质质量量较较高高的的烃烃进进行行第第二二步步萃萃取取，氧氧化化剂剂用用空空气气、氧氧气气和和硝硝酸酸盐盐等等（硝硝酸酸最最佳佳），污污泥泥中中保保持持一一定定水水分分，以以促促进进氧氧化化反反应应。在在温温度度200-375，压压力力0.1MPa的的条条件件下下，经经一一段段时时间间后后，有有机机物物被被氧氧化化为为二二氧氧化化碳和水，残渣可直接填埋。碳和水，残渣可直接填埋。溶溶剂剂萃萃取取法法存存在在的的问问题题是是流流程程长长，工工艺艺复复杂杂，处处理理费费用用高高，只对含
47、大量难以降解的有机物的含油污泥适用。只对含大量难以降解的有机物的含油污泥适用。我我国国绝绝大大多多数数炼炼油油厂厂都都建建有有污污泥泥焚焚烧烧装装置置，采采用用焚焚烧烧处处理理最最多多的的废废物物是是污污水水处处理理厂厂含含油油污污泥泥。焚焚烧烧处处理理的的特特点点是是废废物物减减容容效效果果好好，处处理理比比较较安安全全。目目前前国国内内焚焚烧烧炉炉类类型型主主要要有有：厢厢式、固定床式、流化床式、耙式炉或回转窑等炉型式、固定床式、流化床式、耙式炉或回转窑等炉型。对对于于含含油油污污泥泥焚焚烧烧前前一一般般必必须须经经过过污污泥泥脱脱水水，其其预预处处理理过过程程：含含油油污污泥泥泵泵入入污
48、污泥泥浓浓缩缩罐罐，同同时时适适当当加加温温（60左左右右），并并投投加加絮絮凝凝剂剂（PAC或或有有机机阳阳离离子子絮絮凝凝剂剂），经经搅搅拌拌、重重力力沉沉降降后后，进进行行分分层层切切水水。经经过过浓浓缩缩预预处处理理的的污污泥泥，经经设设备备脱脱水水、干干燥燥等等工工艺艺，将将泥泥饼饼送送至至焚焚烧烧炉炉进进行行焚焚烧烧，温温度度800-850，经，经30min焚烧即可完毕，灰渣再进一步处理。焚烧即可完毕，灰渣再进一步处理。8、焚烧处理、焚烧处理 胜利油田孤东污泥焚烧装置胜利油田孤东污泥焚烧装置焚焚烧烧处处理理法法的的优优点点是是污污泥泥经经焚焚烧烧后后，多多种种有有害害物物质质几几乎
49、乎全全部部除除去去，减减少少了了对对环环境境的的危危害害，缺缺点点是是耗耗能能大大，焚焚烧烧中中产产生生了了二次污染，油资源也没得到回收利用，浪费了宝贵资源。二次污染，油资源也没得到回收利用，浪费了宝贵资源。9、干化场处理法、干化场处理法 干化场是最早出现的污泥脱水技术，在美国广泛应用，干化干化场是最早出现的污泥脱水技术，在美国广泛应用，干化场是由底部砂滤床（厚约场是由底部砂滤床（厚约250mm）和排水沟并列而成，以泵）和排水沟并列而成，以泵或车供给污泥，含油污泥层厚度约为或车供给污泥，含油污泥层厚度约为150mm（冬季）（冬季）-300mm（夏季），均匀地铺在地上，通过太阳或风的蒸发作（夏季
50、），均匀地铺在地上，通过太阳或风的蒸发作用及土地渗滤作用，经过一段较长时间，用车将较为干燥的用及土地渗滤作用，经过一段较长时间，用车将较为干燥的污泥送走或作其他用处。干化场处理含油污泥一般仅适用于污泥送走或作其他用处。干化场处理含油污泥一般仅适用于气候较为干燥的地区，尤适用于沙漠地区含油污泥的处理。气候较为干燥的地区，尤适用于沙漠地区含油污泥的处理。该该工工艺艺是是一一种种传传统统的的处处理理工工艺艺，其其工工艺艺流流程程图图如如图图所所示示，主主要要是是通通过过自自然然沉沉降降去去除除污污泥泥颗颗粒粒间间隙隙中中的的水水，这这部部分分水水一一般般占占污污泥泥含含水水的的70%左左右右，通通过