摘要：
含油污泥是一種由石油烴、水、固體顆粒物和其他物質(zhì)(如重金屬)組成的固態(tài)/半固態(tài)復(fù)合物，因毒性和易燃性被歸入危險廢物管理。我國含油污泥年產(chǎn)量高達500萬噸，其中含有15%～50%的石油烴。含油污泥的處理要兼顧無害化和資源化?；谄浣M成、性質(zhì)和危害，介紹了含油污泥的油品資源化分離法(離心、溶劑萃取、熱解)和無害化剩余含油殘渣處理法(焚燒、固化、生物處理)等國內(nèi)外常用的處理方法。大體上，含油污泥處理思路為，首先預(yù)處理降低含水率、提高含油率，再經(jīng)油品分離法回收含油污泥中的石油烴，最后無害化處理剩余含油殘渣。討論了各方法的特點以及國內(nèi)外研究進展，提出了含油污泥處理技術(shù)的發(fā)展建議。目前國朗裝備可提供整體的油泥處理方案。
背景：
含油污泥成分復(fù)雜，含大量原油，其中石油烴(PHCs)是寶貴的資源。我國含油污泥中PHCs含量占15%～50%，固體顆粒物含量5%～46%，含水率一般為35%～90%，甚至更高，pH值通常為6.5～7.5，同時含有大量膠質(zhì)、瀝青質(zhì)以及苯系物、蒽、酚、芘等有毒有害物質(zhì)，甚至還有放射性物質(zhì)和重金屬，其中很多物質(zhì)具有“三致”效應(yīng)(如多環(huán)芳烴(PAHs))。含油污泥因具有毒性和易燃性而被列入《國家危險廢物名錄(2018)》(HW08廢礦物油與含礦物油廢物)，若處理不當(dāng)會對生態(tài)環(huán)境和人類健康造成嚴(yán)重威脅。
含油污泥的預(yù)處理：
含油污泥在油品分離回收PHCs之前，由于含水率高，所以通常先做均質(zhì)、分離、脫水預(yù)處理，不同后續(xù)處理技術(shù)要求的含水率不同，常用的脫水方法有濃縮法、風(fēng)化法、機械法和干燥法等。含油污泥的過濾比阻大，屬于難過濾性污泥。目前，重力沉降和機械過濾的組合工藝為最經(jīng)濟實用的預(yù)處理方式，但是重力沉降后的濃縮液屬于多相膠體體系，極難脫穩(wěn)，難以直接銜接機械脫水，所以需要先調(diào)質(zhì)使油水分離。一般調(diào)質(zhì)劑為醋酸、氫氧化鈉、雙氧水、氧化鈣、硅藻土、聚丙烯酰胺(PAM)等，也可由2～3種調(diào)質(zhì)劑復(fù)配使用。林子增等發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)eCl3也是一種性能良好的含油污泥調(diào)質(zhì)劑，在FeCl3 20 g/L、pH≤8.58、低強度離心(2000 r/min、5 min)條件下，脫水率最高可達57.6%。
添加調(diào)質(zhì)劑脫穩(wěn)，可能引入新的污染物，引發(fā)含油污泥的二次污染，因此開發(fā)環(huán)境友好的預(yù)處理技術(shù)具有積極意義。姜赫等利用超聲波預(yù)處理含油污泥，海綿效應(yīng)、局部發(fā)熱等作用可提高含油污泥處理效果。然而，超聲波預(yù)處理技術(shù)的成本高，且參數(shù)隨含油污泥成分變化大，尚不能大規(guī)模推廣。目前，仍以重力沉降、調(diào)質(zhì)脫穩(wěn)和機械過濾相結(jié)合為主流預(yù)處理方式，成本低且脫水效果好，易達到各種油品分離技術(shù)的要求。
目前，國內(nèi)大多數(shù)石油開采企業(yè)在脫水預(yù)處理含油污泥后，通常直接填埋或焚燒，這些方法雖然操作簡單、成本低，但浪費資源，還會對周圍環(huán)境造成污染，因此用油品分離法回收含油污泥中的PHCs具有重要作用。
離心分離法相對清潔、成熟，且設(shè)備一般占地較小。大慶油田第七采油廠的葡萄花含油污泥處理站選用離心分離技術(shù)，通過添加40 mg/L的陽離子PAM，3500 r/min離心5～6 h后，含油污泥平均含油率降為1.65%，可回收約28% PHCs。離心分離法在高含水率的含油污泥處理方面具有廣泛的應(yīng)用前景，但從經(jīng)濟角度來看，僅限于小規(guī)模使用，尚不適用于大型含油污泥處理站。
GLLW530型離心機油泥分離效果
分離效果
熱解法：
在無氧條件下，含油污泥經(jīng)高溫?zé)峤廪D(zhuǎn)化為氣、液、固三相，氣相產(chǎn)品以CH4、CO2、H2和CO為主，液相一般為常溫燃油和水，固相殘渣中含有焦炭，一般以回收液態(tài)PHCs為主，可不調(diào)質(zhì)達到回收目的。熱解反應(yīng)在還原氣氛下進行，產(chǎn)二噁英極少，其典型工藝流程如圖所示。
塔河油田年產(chǎn)含油污泥近4×104 m3，目前應(yīng)用熱解法處理含油污泥，在500 ℃熱解后含油率<0.3%，PHCs回收率為90%，約回收70 kg/t PHCs。熱解含油污泥資源回收率高、二次污染較小，但由于熱解過程易結(jié)焦導(dǎo)致受熱不均且設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，尚不適合大規(guī)模應(yīng)用于含油污泥處理。
生物法：
生物處理技術(shù)在好氧條件下，利用微生物以含油污泥中的PHCs作為碳源進行新陳代謝，將其轉(zhuǎn)化為CO2和H2O。目前主要的生物處理技術(shù)有地耕法、堆肥法、生物泥漿法和生物強化法。地耕法和堆肥法均利用土壤中的天然微生物自然降解含油污泥中的PHCs，較難控制微生物種類和活性，且占地面積大、受降雨和溫度等自然條件影響較大，且可能污染土壤和地下水，很少實際應(yīng)用。生物泥漿法和生物強化法均通過接種微生物將含油污泥中的PHCs轉(zhuǎn)化為低毒性的中間產(chǎn)物 (如有機酸和醛類等), 最終轉(zhuǎn)化為CO2和H2O，關(guān)鍵在于篩選高效的PHCs降解菌。現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)超過79種能夠降解PHCs的微生物，包括腸桿菌、假單胞菌、不動桿菌、芽孢桿菌等。
含油污泥的生物降解會受到微生物種類、處理時間、溫度、pH、含油濃度和特性等多種因素的影響。任麗君等從渤海油田含油污泥中分離出3株P(guān)HCs降解菌，分別為棒狀桿菌、短桿菌和假單胞菌，最適降解條件分別為37 ℃、鹽度3%、pH=8，32 ℃、鹽度1%、pH=8，42 ℃、鹽度1%、pH=6，三種條件30 d對含油污泥中PHCs的降解率分別為39.69%、31.13%和53.29%。營養(yǎng)物質(zhì)也是影響PHCs降解的重要因素, 因此需要在生物降解過程中補充營養(yǎng)源。Roldan-carrillo等研究含油污泥在不同營養(yǎng)條件下的生物降解效率，發(fā)現(xiàn)經(jīng)過30 d的處理，C∶N∶P為100∶1.74∶0.5的含油污泥中，PHCs去除率為51%；C∶N∶P為100∶1.66∶0.83時，PHCs去除率更高，為58%。
微生物降解PHCs具有局限性，單一微生物不能以所有PHCs為碳源。因此, 含油污泥的生物降解通常需要將多種微生物混合。由于微生物物種之間具有協(xié)同和拮抗作用, 所以需篩選具有協(xié)同作用的混合菌株。任麗君等篩選出3株降解菌，混合后降解效率為58.08%，明顯高于單一菌株的降解效率。
展望：
對于含油污泥處理，單一技術(shù)由于限制多，且要綜合考慮經(jīng)濟、政策等因素，不能很好地適用于含油污泥的處理，若考慮將多種技術(shù)結(jié)合使用來彌補單一技術(shù)的缺陷，可能會找到更經(jīng)濟有效的處理方法。
針對各大油田產(chǎn)油品質(zhì)和性質(zhì)的特點，應(yīng)盡快構(gòu)建含油污泥處理技術(shù)篩選和組合的方法體系，同時建立典型含水率、含油率的處理技術(shù)庫，在工程實踐中指導(dǎo)技術(shù)人員因地制宜地選擇合適的處理技術(shù)。
目前，不僅要控制含油污泥中的有機污染物，還要關(guān)注無機污染物、放射性物質(zhì)等有毒有害物質(zhì)，尤其是重金屬，可能會累積到危險水平，且重金屬和其他有毒有害物質(zhì)的共存可能導(dǎo)致更復(fù)雜的污染問題。例如, 多環(huán)芳烴和重金屬的綜合影響比多環(huán)芳烴更大。
隨著石油資源短缺壓力在未來的加劇，在新能源技術(shù)尚未大規(guī)模應(yīng)用之前，還需要深入研究含油率<10%的含油污泥資源化技術(shù)，盡可能回收石油資源。
