馬 躍
(大慶藍星環(huán)保工程有限公司,黑龍江大慶 163114)
油田含油污泥是一種危險廢物,具有比較大的危害性,對環(huán)境容易造成比較大的污染。本文將全面分析其危害性及無害化處理的現(xiàn)實意義。首先,含油污泥對土壤的危害非常明顯[1]。如果含油污泥不加處理任意堆放填埋,將占用大量的農用耕地,加重土地資源的緊缺。同時,含油污泥會改變土壤的原本性質,影響土壤植被的生長,致使土壤微生物群種無法存活,土壤生態(tài)系統(tǒng)遭到破壞[2]。因此,對油田含油污泥進行無害化處理具有非常重要的現(xiàn)實意義。無害化處理可以減少污泥對環(huán)境的危害[3],降低對土地資源的占用,減輕對土壤和生態(tài)系統(tǒng)的破壞,減少有毒有害物質對人類和環(huán)境的危害。這不僅有助于保護環(huán)境[4],還可以提高油田生產的安全性和可持續(xù)性[5]。
結合上述分析,本文提出大型油田含油污泥無害化處理技術及其應用研究,并通過實際測試的方式,分析驗證了設計處理技術的應用效果。
為了解決油田含油污泥帶來的危害,本文設計了一種無害化處理技術,其具體的實現(xiàn)步驟主要分為含油污泥預處理、含油污泥化學氧化處理、活性炭吸附處理、生物處理處理、深度處理及尾氣處理六個步驟[6]。
由于含油污泥中含有大量的原油和水分,因此首先需要進行預處理,將含油污泥進行破碎和混合均勻,破碎的目的是使污泥中的原油和水分盡可能均勻地分散在每個顆粒中,混合則是為了使污泥中的各種成分充分混合在一起,以利于后續(xù)處理[7]。其具體的處理過程如圖1所示。
圖1 含油污泥預處理過程
按照圖1所示的方式,首先,需要接收含油污泥??梢詮挠吞锏奈鬯幚硐到y(tǒng)中接收,也可以從含油污泥池中接收。接收的含油污泥可以是固體狀態(tài),也可以是半固體狀態(tài)[8]。其次,對于接收的含油污泥需要進行破碎處理。破碎的目的是將含油污泥中的原油和水分盡可能均勻地分散在每個顆粒中。采用的破碎設備可以是顎式破碎機、對輥破碎機或者多功能破碎機等。接著,破碎后的含油污泥需要進行混合均勻處理。混合的目的是使含油污泥中的各種成分充分混合在一起,以保證后續(xù)處理的順利進行。采用的混合設備可以是攪拌機或者混合機等[9]。
最后,經過預處理后的含油污泥可以進行儲存或者運輸。儲存時需要注意采取防雨、防塵等措施,以保證含油污泥的質量和安全。運輸時需要采用適當?shù)倪\輸工具,以保障含油污泥的運輸安全和及時到達目的地。
完成預處理后,含油污泥中的有機物質主要是原油和有機添加劑等。這些有機物質需要被氧化分解為無機物質。本文采用強氧化劑如過氧化氫、高錳酸鉀等作為氧化劑,將含油污泥中的有機物質氧化分解為二氧化碳和水等無機物質。同時,這些氧化劑還可以對固體雜質進行穩(wěn)定化處理,使得固體雜質變?yōu)楦臃€(wěn)定的化學物質,減少對環(huán)境的危害[10]。
經過化學氧化處理后的含油污泥中,雖然大部分有機物質已經被氧化分解為無機物質,但是仍然含有一定量的有機物質和其他污染物,需要進一步處理。本文采用活性炭的吸附性能,將化學氧化后的含油污泥引入活性炭吸附塔中,利用活性炭的多孔結構和吸附性能,對含油污泥進行吸附處理?;钚蕴磕軌蛭綒埩舻挠袡C物質和其他污染物,進一步降低含油量和污染物含量。
經過活性炭吸附處理后的含油污泥仍然含有一定量的有機物質和其他污染物,需要進行生物處理。本文將活性炭吸附后的含油污泥引入生物反應器中,利用微生物對剩余有機物質進行分解和轉化。微生物能夠將有機物質分解為簡單的無機物質如二氧化碳和水等,進一步降低含油污泥中的有機物質含量。
經過生物處理后的含油污泥中,含油量和污染物含量已經得到了很好的降低,但是仍然含有一定量的水分和殘留的有機物質。本文采用深度處理方法——高溫焚燒方法,對生物處理后的含油污泥進行減量化和資源化處理。高溫焚燒可以將含油污泥中的水分和殘留有機物質轉化為水蒸氣和二氧化碳等無機物質,實現(xiàn)含油污泥的減量化。圖2為含油污泥深度處理的具體實現(xiàn)流程。
圖2 含油污泥深度處理過程
焚燒過程中會產生一定量的尾氣,其中主要包括二氧化碳、水蒸氣,以及一些有害氣體如二氧化硫、氮氧化物等。為了確保尾氣達到國家排放標準,需要對尾氣進行治理。本文采用吸收、吸附、催化氧化等尾氣處理方法,對尾氣進行處理。這些方法可以將有害氣體轉化為無害的化學物質如硫酸鈣、硝酸鈣等,同時也可以將水蒸氣轉化為液態(tài)水,從而實現(xiàn)尾氣的凈化處理。
以M油田為對象,測試本文技術的應用效果。
首先,對M油田的基本情況進行分析。在地質條件方面上,油田位于某盆地內,主要地質構造為凹陷,儲層主要為砂巖和碳酸鹽巖,地層深度約為116.3 m。在采出液的成分方面,采出液主要為原油和水,其中原油密度約為22.4 g/cm3,黏度12.85 mPa·s,含硫量約為5.69%,采出液的電阻率為2.30 Ω·m。在采出液的處理方式及排放情況方面,采出液主要通過自然沉降和電脫水工藝處理。處理后的污水部分回注地層,部分排放到周邊環(huán)境。回注地層的污水水質須達到國家相關標準,而排放到周邊環(huán)境的污水水質須符合國家環(huán)保要求。對油田周邊的環(huán)境數(shù)據(jù)進行分析,其中,土壤主要為砂壤土和黏壤土,其中砂壤土約占32.4%,黏壤土約占40.1%。土壤pH為6.80,有機質含量約為1.01 g/kg,重金屬元素含量符合國家相關標準。含油污泥主要來源于原油采出液處理過程中的脫水殘渣和設備維修時的油泥等。含油污泥的成分主要為原油、水分、固體雜質和少量化學添加劑。其中原油含量約為5.46%,水分含量約為10.06%,固體雜質含量約為8.06%。含油污泥中除了原油和固體雜質外,還含有少量化學添加劑和其他有機污染物。
在此基礎上,分別將文獻[4]和文獻[5]設計的含油污泥無害化處理技術作為測試的對照組,分別對比不同處理技術的應用效果。
經過處理后,不同方法下的含油污泥具體成分變化情況如表1所示。
表1 不同方法下含油污泥具體成分情況對比表 %
結合表1所示的測試結果可以看出,在三種不同處理技術下,含油污泥的相關成分變化量均呈現(xiàn)出了不同程度的下降。
在文獻[4]處理技術下,含油污泥的含油量下降幅度為4.3%,水分含量的下降幅度為6.61%,固體雜質含量的下降幅度為6.00%。
在文獻[5]處理技術下,含油污泥的含油量下降幅度為4.14%,水分含量的下降幅度為6.84%,固體雜質含量的下降幅度為6.85%。
在本文設計處理技術下,含油污泥的含油量下降幅度為5.01%,分別高于文獻[4]方法和文獻[5]方法0.71%和0.87%;水分含量的下降幅度為6.61%,分別高于文獻[4]方法和文獻[5]方法1.35%和1.12%;固體雜質含量的下降幅度為6.00%,分別高于文獻[4]方法和文獻[5]方法1.06%和0.18%。
綜合上述測試結果可以得出結論,本文設計的大型油田含油污泥無害化處理技術具有良好的實際應用價值。
油田含油污泥的危害不容忽視,而無害化處理對其具有非常重要的現(xiàn)實意義。只有通過科學合理的處理方式,才能有效降低含油污泥的危害性,保護人類生存環(huán)境和健康。本文提出大型油田含油污泥無害化處理技術及其應用研究,切實實現(xiàn)了對含油污泥的有效處理。借助本文的設計與研究,以期為實際的大型油田含油污泥無害化處理工作的開展提供有價值的參考。