CN111362539A - 一种含油污泥减量化处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于含油污泥的工业处理技术领域，特别涉及一种含油污泥减量化处理方法，包括如下步骤：S1、改质，在常温下投加复合碱，调节含油污泥的pH，所述复合碱包括含钙物质和碱性物质；S2、氧化，加入氧化剂，并在通入臭氧的条件下搅拌反应；S3、絮凝，加入絮凝剂，搅拌反应；S4、脱水，采用压滤脱水的方式分离得到泥饼和液态混合物；S5、油水分离，对所述液态混合物进行油水分离，得到回收原油和处理水；整体处理在常温下进行，化学物质的添加量少，处理条件简单，极大地减小了含油污泥的体积。

Description

一种含油污泥减量化处理方法

技术领域

本发明属于含油污泥的工业处理技术领域，特别涉及一种含油污泥减量化处理方法。

背景技术

含油污泥是指混入原油、各种成品油、渣油等重质油的污泥。含油污泥不是自然界固有存在的，而是由于油田开采、石油炼制过程、运输、使用、贮存等各种与原油、成品油有关的工业，常见的种类包括炼油污泥、煤化工污泥和城市含油污泥等。

目前油田的含油污泥处理技术可以采用高温热洗、离心叠螺机处理等方法，处理后的泥饼含水率一般在75％以上，处理设备通常具有体积大、能耗高等特点；也可以直接采取焚烧方式处理，但是会导致二恶英等物质污染空气；还可以采用化学处理方式处理，存在加药量大、加药工艺复杂等缺点。

发明内容

本发明为了解决上述问题，提供一种含油污泥减量化处理方法，在常温下进行，化学物质的添加量少，处理条件简单，处理后得到的泥饼，含水量为30～45％，极大地减小了含油污泥的体积。

本发明采用以下技术方案来实现：

一种含油污泥减量化处理方法，包括如下步骤：

S1、改质，在常温下投加0.1～1kg/m³的复合碱，调节含油污泥的pH至9～11，所述复合碱包括含钙物质和碱性物质；

S2、氧化，加入氧化剂，并在通入臭氧的条件下搅拌反应5～15min；

S3、絮凝，加入絮凝剂，搅拌反应1～3min；

S4、脱水，采用压滤脱水的方式，使步骤S3处理后的含油污泥分离得到泥饼和液态混合物；

S5、油水分离，对所述液态混合物进行油水分离，得到回收原油和处理水。

作为优选的方案，步骤S1中，所述含钙物质为生石灰，所述碱性物质为氢氧化钠或氢氧化钾。步骤S1的改质阶段，使含油污泥的PH值调节至9～11，具有如下优点：1、促使污泥中的原油脱附；2、让含油污泥中的部分离子沉淀为固体；3、为后续步骤S2的氧化工艺提供强碱性环境，加快氧化速度，有效提高了对含油污泥处理的综合生产效率；3、生石灰具有脱色的功能，并能够促进油类物质脱附。

作为优选的方案，步骤S2中，所述氧化剂为过碳酸钠，所述过碳酸钠的添加量为0.5～2kg/m³。步骤S2的氧化阶段，在臭氧和过碳酸钠的共同作用下进行，具有如下优点：1、过碳酸钠产生的HO^2-，能够对臭氧的分解起到催化作用，虽然反应速率较慢，但是由于HO^2-的存在，臭氧的分解速率随pH的增加而提高，步骤S1提供的强碱性环境与臭氧、过碳酸钠产生协同作用，有效提高了对含油污泥处理的综合生产速率；2、臭氧分解的-OH自由基等活性中间体，使含油污泥中的大分子物质断链成小分子，促使胶质等油性物质被分解为二氧化碳、水，有利于后续步骤S4的脱水阶段，在高压条件下的压滤脱水时，不堵塞脱水设备的滤布，便于油水通过，提高了对含油污泥的处理速率；3、添加的过碳酸钠会与步骤S1中添加的生石灰反应，生成了碳酸钙等沉淀物，碳酸钙以及步骤S1产生的沉淀物，在经步骤S4的脱水形成的泥饼中能够起到支架的作用，使泥饼中形成复杂、细小的喉道，在高压挤压的条件下，这些复杂、细小的喉道可以阻塞含油污泥中的粒状乳化油，促使粒状乳化油破碎，提高了后续油水分离的效率和效果，并有利于含油污泥中的油水顺利穿透已经形成的泥饼，有效提高了处理含油污泥的综合效率。

作为优选的方案，步骤S2中，所述臭氧的通入浓度为5～20g/min。在实际的处理含油污泥过程中，由于同时采用了过碳酸钠和臭氧对经步骤S1改质后的含油污泥进行氧化处理，为了充分利用过碳酸钠和臭氧、防止臭氧逸散到大气中对环境造成损害，特别地选择了臭氧的通入浓度。

作为优选的方案，步骤S3中，所述絮凝剂的添加量为2.5～10g/m³，所述絮凝剂优选为聚合硫酸铁、聚合氯化铝和聚合双酸铝铁中的一种或几种。

作为优选的方案，步骤S3中，还添加有0.05～0.5g/m³的助凝剂，所述和助凝剂优选为聚丙烯酰胺。

作为优选的方案，步骤S4中，所述压滤脱水时采用板框压滤机进行，所述板框压滤机的工作压力优选为0.8～1.6MPa。

作为优选的方案，待处理的含油污泥可以进行预处理操作，例如，通过添加适量的水进行预处理操作，使得进行步骤S1处理的含油污泥中的含水量为83％～98％，原油含量为1～13％；通过预处理，使含油污泥的含水量为80％以上，能够促进本发明的含油减量化处理方法的各工艺阶段的处理效果，缩短步骤S1～S5的处理时间，提高处理效率。

经测试，步骤S4中，所述泥饼的含水量为30～45％，步骤S5中，所述回收原油的含水率≤5ml/L，机械杂质≤5mg/L；所述处理水中的含油率≤50mg/L，悬浮物≤50mg/L。由于采用了本发明的含油减量化处理方法，得到的泥饼、回收原油和处理水均能够达到良好的继续处理或使用指标，例如，处理水能够作为在步骤S1之前对含油污泥进行预处理的用水，避免了纯净水资源的浪费。

作为优选的方案，为了对步骤S4得到的泥饼进行进一步的减量化和无害化处理，可以进行下述操作：

S6、分散，将所述泥饼打散，得到粒径小于15mm的颗粒料；

S7、汽化，在氮气气氛下，使颗粒料在105～120℃的搅拌条件下进行汽化处理30～50min，得到汽化料；

S8、热解，在氮气气氛下，使汽化料在450～500℃的搅拌条件下进行热解处理40～60min，得到热解料，在该步骤中，即使延长合适的热解处理时间，热解料中的含油率也很难降低到0.1％以下，例如，将热解处理时间提高至90min，热解料中的含油率为0.18％；

因此，为了对热解料进行进一步的处理，还可进行如下操作：

S9、无害化，按重量份计，将1份热解料与0.25～2份促解料进行混合处理，得到干化料，在500～550℃的搅拌条件下进行干化处理20～30min，分离后得到干泥，所述干泥的含油率≤0.03％；所述促解料包括热解促进料，所述热解促进料的粒径为0.5～4mm，所述热解促进料为不锈钢金属球。

作为优选的方案，步骤S9中，按重量份计，所述促解料由0.25～2份热解促进料和0～0.5份石英料组成，所述热解促进料为粒径0.5～4mm的颗粒物，所述热解促进料采用熔点高于600℃的无机物制成，所述石英料为河沙或海沙中的至少一种。

由于所述干化料中含有接触面积较大的促解料，促解料之间相互形成不连续的孔隙，对干化料进行加热处理时，表面温度较高的促解料能够与热解料之间发生碰撞和热交换作用，有利于热解料中的油类物质进一步分解，保证了有机物的分解效果更彻底，并有利于节约热能的供给，减少热能损耗，提高了能源的利用率。

本发明的有益效果是：

1、本发明的含油污泥减量化处理方法，在常温下进行，化学物质的添加量少，处理条件简单，处理后得到的泥饼，含水量为30～45％，极大地减小了含油污泥的体积，减量化效果明显，且能够满足快速处理的要求，适合工业生产。

2、本发明的含油污泥减量化处理方法，改质、氧化和絮凝阶段添加的各种物质，相互之间产生协同作用，能够促使含油污泥中的油类物质破乳、脱附，且在脱水时，固体杂质被拦截，油类物质得到进一步的处理后，产生的回收原油中，机械杂质含量小于5mg/L，达到直接外输的水平。

3、本发明的含油污泥减量化处理方法，经改质、氧化、絮凝、脱水后，得到的液态混合物仅需通过简单的重力沉降，即可完成对回收原油和处理水的分离效果，处理水的参数指标满足油田回注水指标的B1要求。

4、本发明的含油污泥减量化处理方法，可以通过汽化、热解和干化步骤对含油污泥进行无害化处理，进行干化处理时，干化料中含有接触面积较大的促解料，促解料之间相互形成不连续的孔隙，对干化料进行加热处理时，表面温度较高的促解料能够与热解料之间发生碰撞和热交换作用，有利于热解料中的油类物质进一步分解，保证了有机物的分解效果更彻底，并有利于节约热能的供给，减少热能损耗，提高了能源的利用率。

具体实施方式

下面对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

以长庆油田的五个采油厂共10个站点、大港油田港东联合站成规模处理站点中的罐底污泥为例，由于含油污泥来源的不同，例如来源于干化池的含油污泥，来源于储油罐或沉降罐的含油污泥，来源于井场污泥池、泥浆池、应急抢险需要处理的污泥等，各含油污泥的具体含油量和含水量一般不同，且每个沉降罐上层和下层的含油污泥的具体成分含量也有差别，为了便于进行处理，可以在进行减量化处理之前对含油污泥进行稀释处理。

实施例1

本实施例以处理大港油田港东联合站成规模处理站点、某储油罐罐底的含油污泥为例，含油污泥通过添加适量的水进行预处理操作，经预处理后的含油污泥含水率约为83％，原油含量约为6％。

将经预处理后的含油污泥利用提升泵转送到反应罐中，以1m³的处理量为例，按照如下步骤进行减量化处理：

S1、改质，在常温下投加0.75kg的生石灰和0.25kg的氢氧化钠，调节含油污泥的pH至11，反应5min后进行下一步操作；

S2、氧化，加入1.5kg的过碳酸钠，并在通入臭氧的条件下搅拌反应10min，所述臭氧的通入速度为20g/min；

S3、絮凝，加入6g的聚合硫酸铁和0.5g的聚丙烯酰胺，搅拌反应3min，在本实施例中，所述助凝剂为水溶液；

S4、脱水，采用板框式压滤脱水机，在1.8MPa的条件下使步骤S3处理后的含油污泥分离得到泥饼和液态混合物，所述泥饼的含水量为31.5％；

S5、油水分离，经油水分离器分离得到回收原油和处理水，所述回收原油的含水率≤5g/kg，机械杂质≤5g/kg；所述处理水的含油率≤50mg/L，悬浮物≤50mg/L。

作为优选的方案，为了对步骤S4得到的泥饼进行进一步的减量化处理，以处理1t的含水量为31.5％的泥饼为例，该泥饼的含油率约为17.5％，即泥饼中的水分约为315kg，泥土成分约为510kg，油类成分约为175kg，还可以进行如下操作：

S6，分散，将所述泥饼打散，得到粒径小于10mm的颗粒料；

S7、汽化，在氮气气氛下，使颗粒料在105℃的搅拌条件下进行汽化处理50min，得到汽化料；

S8、热解，在氮气气氛下，使汽化料在450～470℃的搅拌条件下进行热解处理50min，得到热解料，所述热解料的含油率≤0.3％，含水率≤0.01％，在该步骤中，即使延长合适的热解处理时间，热解料中的含油率也很难降低到0.1％以下，例如，将热解处理时间提高至90min，热解料中的含油率为0.18％；

S9、无害化，将热解料与150kg的促解料进行混合处理，得到干化料，在530～550℃的搅拌条件下进行干化处理30min，分离后得到干泥和促解回收料，所述干泥的含油率≤0.03％；所述促解料包括热解促进料，所述热解促进料的粒径为0.5～4mm，所述热解促进料为不锈钢金属球。

实施例2

本实施例以处理大港油田港东联合站成规模处理站点某干化池的含油污泥为例，含油污泥的含水率约为78％，原油含量约为13％。

将含油污泥利用提升泵转送到反应罐中，以1m³的处理量为例，按照如下步骤进行减量化处理：

S1、改质，在常温下投加0.06kg石灰和0.04kg的氢氧化钠，调节含油污泥的pH至9；

S2、氧化，加入2kg的过碳酸钠，并在通入臭氧的条件下搅拌反应15min，所述臭氧的通入速度为10g/min；

S3、絮凝，加入10g的聚合氯化铝，搅拌反应3min；

S4、脱水，采用板框式压滤脱水机，在1.6MPa的条件下使步骤S3处理后的含油污泥压滤分离得到泥饼和液态混合物，所述泥饼的含水量为38％；

S5、油水分离，经油水分离器分离得到回收原油和处理水，所述回收原油的含水率≤5g/kg，机械杂质≤5g/kg；所述处理水的含油率≤50mg/L，悬浮物≤50mg/L。

作为优选的方案，为了对步骤S4得到的泥饼进行进一步的减量化处理，以处理1t的含水量为38％的泥饼为例，该泥饼的含油率约为18.5％，即泥饼中的水分约为380kg，泥土成分约为435kg，油类成分约为185kg，还可以进行如下操作：

S6，分散，将所述泥饼打散，得到粒径小于10mm的颗粒料；

S7、汽化，在氮气气氛下，使颗粒料在120℃的搅拌条件下进行汽化处理40min，得到汽化料；

S8、热解，在氮气气氛下，使汽化料在480～500℃的搅拌条件下进行热解处理60min，得到热解料，所述热解料的含油率≤0.3％，含水率≤0.01％，在该步骤中，即使延长合适的热解处理时间，热解料中的含油率也很难降低到0.1％以下，例如，将热解处理时间提高至90min，热解料中的含油率约为0.14％；

S9、无害化，将热解料与850kg的促解料进行混合处理，得到干化料，在450～470℃的搅拌条件下进行干化处理20min，分离后得到干泥和促解回收料，所述干泥的含油率≤0.03％；所述促解料包括800kg热解促进料和50kg石英料，所述热解促进料为高铬合金钢球，所述高铬合金钢球的粒径为23～28mm，所述石英料为河沙，所述河沙的粒径小于1.5mm，且90％以上的河沙粒径为0.5～1.5mm。

实施例3

本实施例以处理大港油田港东联合站成规模处理站点某气浮罐的含油污泥为例，含油污泥经的含水率约为88％，原油含量约为1.4％。

将含油污泥利用提升泵转送到反应罐中，以1m³的处理量为例，按照如下步骤进行减量化处理：

S1、改质，在常温下投加0.35kg的石灰和0.1kg氢氧化钠，调节含油污泥的pH至10；

S2、氧化，加入0.5kg的过碳酸钠，并在通入臭氧的条件下搅拌反应5min，所述臭氧的通入速度为5g/min；

S3、絮凝，加入2.8g的聚合双酸铝铁和0.05g的聚丙烯酰胺，搅拌反应1min，在本实施例中，所述助凝剂为水溶液；

S4、脱水，采用压滤脱水的方式，采用板框式压滤脱水机，在1.6MPa的使步骤S3处理后的含油污泥分离得到泥饼和液态混合物，所述泥饼的含水量为43.5％；

S5、油水分离，通过重力沉降作用得到回收原油和处理水，所述回收原油的含水率≤5g/kg，机械杂质≤5g/kg；所述处理水的含油率≤50mg/L，悬浮物≤50mg/L。

作为优选的方案，为了对步骤S4得到的泥饼进行进一步的减量化处理，以处理1t的含水量为43.5％的泥饼为例，该泥饼的含油率约为4％，即泥饼中的水分约为435kg，泥土成分约为525kg，油类成分约为40kg，还可以进行如下操作：

S6，分散，将所述泥饼打散，得到粒径小于10mm的颗粒料；

S7、汽化，在氮气气氛下，使颗粒料在110℃的搅拌条件下进行汽化处理30min，得到汽化料；

S8、热解，在氮气气氛下，使汽化料在460～480℃的搅拌条件下进行热解处理40min，得到热解料，所述热解料的含油率≤0.3％，含水率≤0.01％，在该步骤中，即使延长合适的热解处理时间，热解料中的含油率也很难降低到0.1％以下，例如，将热解处理时间提高至90min，热解料中的含油率约为0.13％；

S9、无害化，将热解料与500kg的促解料进行混合处理，得到干化料，在450～470℃的搅拌条件下进行干化处理25min，分离后得到干泥和促解回收料，所述干泥的含油率≤0.03％；所述促解料包括490kg热解促进料和10kg石英料，所述热解促进料为高铬合金钢球，所述高铬合金钢球的粒径为23～28mm，所述石英料为经过二次水洗的海沙，所述海沙的粒径为0.5～1.5mm。

本发明并不限于上述实例，在本发明的权利要求书所限定的范围内，本领域技术人员不经创造性劳动即可做出的各种变形或修改均受本专利的保护。

Claims (10)

1.一种含油污泥减量化处理方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、改质，在常温下投加0.1～1kg/m³的复合碱，调节含油污泥的pH至9～11，所述复合碱包括含钙物质和碱性物质；

S2、氧化，加入氧化剂，并在通入臭氧的条件下搅拌反应5～15min；

S3、絮凝，加入絮凝剂，搅拌反应1～3min；

S4、脱水，采用压滤脱水的方式，使步骤S3处理后的含油污泥分离得到泥饼和液态混合物；

S5、油水分离，对所述液态混合物进行油水分离，得到回收原油和处理水。

2.根据权利要求1所述的含油污泥减量化处理方法，其特征在于，步骤S1中，所述含钙物质为生石灰，所述碱性物质为氢氧化钠或氢氧化钾。

3.根据权利要求1所述的含油污泥减量化处理方法，其特征在于，步骤S2中，所述氧化剂为过碳酸钠，所述过碳酸钠的添加量为0.5～2kg/m³。

4.根据权利要求3所述的含油污泥减量化处理方法，其特征在于，步骤S2中，所述臭氧的通入浓度为5～20g/min。

5.根据权利要求1所述的含油污泥减量化处理方法，其特征在于，步骤S3中，所述絮凝剂的添加量为2.5～10g/m³。

6.根据权利要求5所述的含油污泥减量化处理方法，其特征在于，步骤S3中，所述絮凝剂为聚合硫酸铁、聚合氯化铝和聚合双酸铝铁中的一种或几种。

7.根据权利要求5所述的含油污泥减量化处理方法，其特征在于，步骤S3中，还添加有0.05～0.5g/m³的助凝剂，所述和助凝剂为聚丙烯酰胺。

8.根据权利要求1所述的含油污泥减量化处理方法，其特征在于，对步骤S4得到的泥饼进行下述操作：

S6、分散，将所述泥饼打散，得到粒径小于15mm的颗粒料；

S7、汽化，在氮气气氛下，使颗粒料在105～120℃的搅拌条件下进行汽化处理30～50min，得到汽化料；

S8、热解，在氮气气氛下，使汽化料在450～500℃的搅拌条件下进行热解处理40～60min，得到热解料。

9.根据权利要求8所述的含油污泥减量化处理方法，其特征在于，步骤S8之后，还包括步骤：

S9、无害化，按重量份计，将1份热解料与0.25～2份促解料进行混合处理，得到干化料，在500～550℃的搅拌条件下进行干化处理20～30min，分离后得到干泥，所述干泥的含油率≤0.03％；所述促解料包括热解促进料，所述热解促进料的粒径为0.5～4mm，所述热解促进料为不锈钢金属球。

10.根据权利要求9所述的含油污泥减量化处理方法，其特征在于，步骤S9中，按重量份计，所述促解料由0.25～2份热解促进料和0～0.5份石英料组成，所述热解促进料为粒径0.5～4mm的颗粒物，所述热解促进料采用熔点高于600℃的无机物制成，所述石英料为河沙或海沙中的至少一种。