第一篇：稠油污泥處理技術(shù)進(jìn)展

稠油污泥處理技術(shù)進(jìn)展

一、國內(nèi)外含油污泥主要處理技術(shù)現(xiàn)狀綜述

對(duì)含油污泥進(jìn)行無害化處理、清潔生產(chǎn)并回收其中資源的綜合處理，一直是國內(nèi)外環(huán)境保護(hù)和石油工業(yè)的重點(diǎn)工作之一。世界上許多發(fā)達(dá)國家加強(qiáng)和完善了“三泥”處理法規(guī)，美國在1984年頒布了資源回收利用法令（RCRA）的危險(xiǎn)固體廢棄物修正案（HSWA），按HSWA的要求，排渣場處理設(shè)施須保證廢渣中的毒性組分被局限在排渣場內(nèi)，并保證不滲入地下水和地面水。1990年11月8日，美環(huán)保局又對(duì)煉廠五種被列為“K廢物”的特殊廢渣作出特殊要求，規(guī)定危險(xiǎn)化學(xué)品含量高于嚴(yán)格限制標(biāo)準(zhǔn)不得堆積在排渣場上。1992年8月，對(duì)煉油污水處理過程的初沉污泥和二沉污泥提出了同樣的要求，按指定的最佳示范有效技術(shù)（BDAT）的處理標(biāo)準(zhǔn)，這些廢物在進(jìn)入廢渣場前必須處理至無害，除非美國環(huán)保局根據(jù)具體情況特許，所有用BDAT處理的廢物將禁止用土地法處理。

我國含油污泥做為含油廢物類已被列入《國家危險(xiǎn)廢物目錄》；《國家清潔生產(chǎn)促進(jìn)法》和《固體廢物環(huán)境污染防治法》也要求必須對(duì)含油污泥進(jìn)行無害化處理；未經(jīng)處理的含油污泥排放的收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)為l000元/噸次。

含油污泥本身種類繁多，成分復(fù)雜，性質(zhì)各異，因此處理技術(shù)須有針對(duì)性。以下將國內(nèi)外幾種主要含油污泥處理技術(shù)分為預(yù)處理技術(shù)和完全無害化處理技術(shù)并逐一介紹。

二、含油污泥的預(yù)處理技術(shù)

1、含油污泥的調(diào)質(zhì)和脫水

大部分含油污泥含水率較高，處理前需進(jìn)行調(diào)質(zhì)脫水減容。污泥脫水過程是污泥的懸浮粒子群和水的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，而污泥的調(diào)質(zhì)則是通過化學(xué)或物理手段調(diào)整固體粒子群的排列狀態(tài)，使之適合不同脫水工藝的處理，以提高機(jī)械脫水性能。

由于含油污泥粘度高、過濾比阻大，多數(shù)污泥粒子屬“油性固體”(如瀝青質(zhì)、膠質(zhì)和石蠟等)，質(zhì)軟。隨著脫水的進(jìn)行，濾餅粒子變形，進(jìn)一步增加了比阻。而且在過濾過程中，這些變形粒子極易粘附在濾料上，堵塞濾孔:在離心脫水時(shí)，還因其粘度大、乳化嚴(yán)重，固一固一液粒子間粘附力強(qiáng)和密度差小等原因?qū)е路蛛x效果差。

Srivatsa, Aldo Corti等人分別發(fā)明了通過含油污泥調(diào)質(zhì)“機(jī)械脫水回收油的專利技術(shù)”，通過投加表面活性劑、稀釋劑(葵烷等)、電解質(zhì)((NaCL溶液)或破乳劑、潤濕劑和pH值調(diào)節(jié)劑等，并加熱減粘(≥50℃)等調(diào)質(zhì)手段，實(shí)現(xiàn)水一油一固三相分離。

國內(nèi)煉廠含油污泥處理常采用在含油污泥中加入絮凝劑進(jìn)行調(diào)質(zhì)，使污泥顆粒凝聚，以改善污泥脫水性能。絮凝劑為高分子無機(jī)和有機(jī)絮凝劑。高分子無機(jī)絮凝劑，如聚合氯化鋁、聚合硫酸鐵等帶有污泥顆粒相反電荷，這些電荷能中和污泥上所帶的負(fù)電荷，破壞其穩(wěn)定性及親水性。高分子有機(jī)絮凝劑，在污泥顆粒間主要起吸附和架橋作用，使污泥凝聚。

國內(nèi)煉廠污泥前處理也普遍采用機(jī)械脫水工藝，以帶式壓濾機(jī)，離心機(jī)為主。對(duì)于帶式壓濾機(jī)，一般用于處理含油少的活性污泥，對(duì)于離心機(jī)，一般用于處理油泥和浮渣，離心轉(zhuǎn)速控制在1800-2000r/min，1800以下離心效果不好，2000r/min以上離心效果好，但泥餅難以擠出，噪音大。板框壓濾機(jī)處理量大，脫水效果好，運(yùn)行成本低，缺點(diǎn)是不能連續(xù)運(yùn)行。

2、化學(xué)熱洗工藝

化學(xué)熱洗法(也稱熱脫附法)是美國環(huán)保局處理含油污泥優(yōu)先采用的方法，主要用于落地油泥的處理，原理是通過熱堿水溶液反復(fù)洗滌，再通過氣浮實(shí)現(xiàn)固液分離。洗滌溫度一般控制在70℃以上，液固比3：1，洗滌時(shí)間20min，能將含油30%落地油泥洗至殘油率≤3%。混合堿由廉價(jià)堿和無機(jī)鹽組成，也可選用廉價(jià)的洗衣粉，該方法能量消耗較低。國內(nèi)這方面的研究較多，國家專利介紹了一種既經(jīng)濟(jì)又有效地從廢棄油泥中提取原油的工藝方法。先向攪拌器內(nèi)加入水，再按一定比例配制分離液。加熱，加入油泥，攪拌使之混合均勻，保持溫度在55℃-65℃，攪拌約1.5-2小時(shí)，沉淀10分鐘后，進(jìn)行油水分離。原油回用，殘土可燒磚。該方法雖然可以消除油泥對(duì)環(huán)境的污染，回收石油資源，且工藝簡單，易于實(shí)施。由于不能連續(xù)運(yùn)行，尚未工業(yè)化。

賈茂郎等采用含明礬、食鹽溶液在加熱(70℃-90℃)條件下，將油泥分散和初級(jí)分離，經(jīng)初級(jí)分離的原油又經(jīng)離心分離后得到進(jìn)一步凈化。采用該方法回收的礦物油含水≤0.5%，雜質(zhì)≤1%，可供煉油廠使用。

3、熱解吸法

熱解吸法是目前國外用于含油污泥無害化處理的另一個(gè)方法，是一種改型的污泥高溫處理方法。油泥在絕氧條件下加熱到一定溫度使烴類及有機(jī)物解吸，泥渣能達(dá)到美國最佳示范有效技術(shù)（BDAT)要求，烴類回收利用。目前，國外煉廠開發(fā)了許多種熱解吸工藝。Richard J Ayen等于1992年報(bào)道的“低溫?zé)崽幚怼惫に嚕峭ㄟ^一密閉的溫度為250-450℃的旋轉(zhuǎn)加熱器把油泥中的有機(jī)物和水蒸發(fā)出來，并用氮?dú)庾鳛檩d體送至蒸發(fā)處理系統(tǒng)，殘留物作燃料用。現(xiàn)已商業(yè)化應(yīng)用。

用熱解吸工藝可以生產(chǎn)出焦炭狀的產(chǎn)品，歐洲專利介紹了一種利用熱解吸生產(chǎn)焦炭狀產(chǎn)品的工藝，主要用來處理重油含量高的污泥，在干燥器中加熱污泥至100℃以上，烴類裂解溫度以下，絕氧保溫，使水及烴類物質(zhì)從污泥中蒸發(fā)并分離，烴類回收利用，剩余的固體物質(zhì)即焦炭狀的產(chǎn)品，可補(bǔ)充燃料，也可作為水泥回轉(zhuǎn)窯的燃料。

美國專利報(bào)道了一種回收抽提氣的污泥干燥技術(shù)。經(jīng)過機(jī)械脫水后的濾餅送至干燥裝置，這個(gè)裝置是利用鍋爐所排放的熱廢氣，污泥在旋轉(zhuǎn)式干燥器中通過熱廢氣加熱進(jìn)行干燥，污泥在高溫下，烴類和有機(jī)物得到解吸，并被熱廢氣帶走，被氣流帶走的固體顆粒從氣體中分離，干燥的廢氣的烴類物質(zhì)由鍋爐焚燒利用其熱能。經(jīng)過干燥處理的殘?jiān)鼭M足環(huán)境法規(guī)要求可直接填埋處理。

挪威石油公司的Term Tech熱解吸工藝是在一個(gè)裝有密鋼葉片轉(zhuǎn)子的反應(yīng)器中，把污泥加熱至399℃，通入蒸汽，使烴類在復(fù)雜的水合和裂化反應(yīng)中分離，經(jīng)冷凝回收，干燥的泥渣中烴含量小于500ppm。該技術(shù)己工業(yè)化，但能耗較高。

熱解吸技術(shù)在我國較少應(yīng)用，尤俊洪在專利中介紹了一種處理油泥的方法。將污泥和由磷酸等物質(zhì)組成的助劑一起放入安裝單向排氣閥的密閉反應(yīng)器中，置于預(yù)先加熱的反應(yīng)爐內(nèi)進(jìn)行無氧分解，溫度控制在600-1000℃，反應(yīng)結(jié)束后快速冷卻，防止物料氧化，生成的物質(zhì)可進(jìn)一步加工成吸附劑或炭黑。

熱解吸技術(shù)含量高，反應(yīng)條件較苛刻，操作比較復(fù)雜，但有較好的發(fā)展前景，需進(jìn)一步完善。

4、溶劑萃取處理工藝

溶劑萃取作為一種回收油泥中礦物油及其他有機(jī)物的單元操作技術(shù)而被廣泛研究，包括正在開發(fā)的超臨界流體萃取。溶劑一般有丙烷三乙胺、重整油和臨界液態(tài)C02等，油泥中的礦物油被溶劑萃取，通過蒸餾實(shí)現(xiàn)溶劑的循環(huán)使用。處理后泥渣達(dá)到BDAT要求，回收的礦物油再進(jìn)一步加工利用。

國外目前多采用溶劑萃取技術(shù)處理油船底泥和油罐底泥，美國專利報(bào)道了一種溶劑萃取-氧化處理油泥工藝。此工藝為：在油泥中加入一種輕質(zhì)烴作為萃取劑，萃取劑的粘度較低，一般含有2-9個(gè)碳原子，碳原子數(shù)越少萃取分離的效果越好。萃取后，油泥中礦物油和重質(zhì)有機(jī)質(zhì)被回收，殘存的聚合芳香烴物質(zhì)一般還需要用分子量比較高的烴類萃取。該專利技術(shù)采用氧化工藝取代第二步萃取，通過濕法氧化工藝處理，以空氣、氧氣、硝酸或硝酸鹽等作為氧化劑，在一定壓力和溫度的條件下反應(yīng)一段時(shí)間，有機(jī)物完全氧化為氣體物質(zhì)CO2、N2，最終殘?jiān)蠘?biāo)準(zhǔn)可實(shí)施填埋處理。

張秀霞等開發(fā)了用三氯甲烷溶劑萃取一蒸汽蒸餾處理含油污泥的工藝技術(shù)。含油污泥脫水后，自然風(fēng)干去除雜物，粉碎。用三氯甲烷將污泥溶解，經(jīng)攪拌、離心后回收萃取液。含殘余重油和溶劑的污泥，經(jīng)蒸汽蒸餾處理，該方法可使油泥脫油率高達(dá)90%以上，比單一的溶劑萃取和直接蒸餾處理效果為好，但尚未在工程中得到檢驗(yàn)。

目前，萃取法處理含油污泥還在實(shí)驗(yàn)開發(fā)階段。萃取法的優(yōu)點(diǎn)是處理含油污泥較徹底，能夠回收大部分的礦物油。但因萃取劑價(jià)格昂貴，在處理過程中有一定的損失，運(yùn)行成本較高，在我國煉廠含油污泥處理中尚未見應(yīng)用。此項(xiàng)技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵是要開發(fā)出性價(jià)比高的萃取劑。

5、含油污泥的綜合利用

① 污泥浮渣作為催化裂化裝置分餾塔的油漿

美國Navaj公司把含油浮渣注入FCC裝置作為分餾塔的急冷油漿，使浮渣大部分轉(zhuǎn)化為燃料油。由于其注入比例很低，對(duì)催化裂化過程影響較小。Mobil公司Solomon M開發(fā)了把含油污泥作FCC裝置原料的技術(shù)，把含水較高的油泥先脫水處理，再加熱，并投加乳化劑，使水包油型乳化油轉(zhuǎn)化為油包水型，易與其它原料油混合均勻，流動(dòng)性好。混合物料輸入FCC裝置反應(yīng)器，經(jīng)裂化反應(yīng)生成汽油。

② 作焦化裝置原料

90年代起，國外許多煉油廠就采用Mobil油泥焦化工藝來處理API隔油池油泥，用冷焦水與污泥調(diào)合后，作為驟冷介質(zhì)在清焦前對(duì)熱焦炭進(jìn)行冷卻，污泥中的水作為冷焦水或切焦水回用，烴類則循環(huán)回裝置。該技術(shù)改造焦化裝置、工藝復(fù)雜。Godino,Rino L等開發(fā)了把濕含油污泥直接輸送到焦化裝置上部急冷罐的處理工藝。該工藝投資較少，但處理能力有限。

國內(nèi)目前使用油泥作焦化裝置原料的方法未見應(yīng)用，原因之一可能是油泥中含水較高，對(duì)焦化操作易產(chǎn)生不利影響，處理能力低。

③ 回收輕油、瀝青

Cochin煉油廠報(bào)導(dǎo)用含油廢渣制成各種等級(jí)的瀝青。此工藝每年從污泥中回收的輕質(zhì)油可達(dá)1700t，這些回收油與其他油品混合，調(diào)制燃料。回收輕油后剩余的殘留物用于加工瀝青。

6、超熱蒸汽噴射處理技術(shù)

超熱蒸汽噴射處理技術(shù)是通過鍋爐產(chǎn)生的超高溫蒸汽（600℃）經(jīng)特制的噴嘴以2馬赫速度噴出，與油泥顆粒正面碰撞，在高溫及高速所產(chǎn)生的沖量作用下將油泥中所吸附或包含的油和水蒸出，含油蒸汽冷卻后實(shí)現(xiàn)油水分離，油泥中大部分礦物油被去除，殘?jiān)吐首畹涂蛇_(dá)0.08％。設(shè)備可用來干化離心濃縮后的油泥泥餅，處理后的殘?jiān)史勰睿芍苯訐饺朊悍壑蟹贌Ｈ秉c(diǎn)是運(yùn)行投資太大、成本太高。

二、完全無害化處理

大部分污泥處理最終都存在殘?jiān)鼰o害化的問題，同城市污泥相似，含油污泥殘?jiān)耆珶o害化處理工藝與技術(shù)有固化、焚燒、生化處理、型煤綜合利用及氧化處理等。因含油污泥有較高的熱值，加工成型煤的技術(shù)也有較多研究。

1、固化處理

固體處理是通過物化法將含油污泥固化或包埋在惰性固化基材中的一種無害化處理技術(shù)。這種處理技術(shù)能較大程度地減少含油污泥中有害離子和有機(jī)物對(duì)土壤的侵蝕和瀝濾，從而減少對(duì)環(huán)境的影響和危害，是取代回填的一種更易為環(huán)境所接受的方法，近年來受到了重視。固化方法是較為理想的有害物質(zhì)減量化、無害化處理方法。目前，國內(nèi)對(duì)于含油污泥固化處理尚停留在研究階段，對(duì)于含油量較低的污泥尤其是含有NaCl, CaC12等鹽類較高的含油污泥優(yōu)先考慮采用固化處理。

2、焚燒處理

焚燒是將污泥進(jìn)行熱分解，經(jīng)氧化使污泥變成體積小，毒性小的爐渣。該法對(duì)原料的適應(yīng)能力較強(qiáng)，減容效果較好，但能耗高，投資大，操作復(fù)雜，可能產(chǎn)生粉塵、SO2等二次污染。含油污泥焚燒前一般需經(jīng)過調(diào)質(zhì)和脫水處理，焚燒溫度控制在850℃左右,灰渣需進(jìn)一步處理。

法國、德國的石化企業(yè)多采用焚燒處理油泥，灰渣用于修路或埋入指定的灰渣填埋場，焚燒產(chǎn)生的熱能用于供熱或發(fā)電。含油污泥經(jīng)焚燒處理后，有害物質(zhì)幾乎全部除去。但是，一般爐型焚燒污泥消耗大量燃料油助燃，熱量大都沒有回收利用，焚燒中產(chǎn)生嚴(yán)重的空氣污染，裝置的利用率較低。

我國絕大多數(shù)煉油廠都建有污泥焚燒裝置，采用較多的爐型有固定床焚燒爐、多段爐、回轉(zhuǎn)爐及流化床焚燒爐，如湖北荊門石化廠、長嶺石化廠采用的順流式回轉(zhuǎn)焚燒爐，燕山石化采用流化床焚燒爐。

3、生物處理

生物法指微生物利用石油烴類作為碳源進(jìn)行同化降解，使其最終完全礦化，轉(zhuǎn)變?yōu)镃O2和H2O的過程。生物法處理不產(chǎn)生二次污染、運(yùn)行成本低等特點(diǎn)，但處理周期長，且對(duì)環(huán)烷烴，芳烴，雜環(huán)類污染物的效果差，不適合高含油污泥(含油量≥5%)的處理。在含油污泥的生物處理過程中通常還需要加入氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)。

4、型煤綜合利用法

將粉煤和油泥粉碎，粒徑在0-4mm；按比例配制加水10%混碾；在29.3Mpa的成型壓力下壓制成型；自然風(fēng)干48小時(shí)即為成品。

制約油泥加工型煤技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵因素是排放的煙氣能否達(dá)標(biāo)。實(shí)現(xiàn)煙氣達(dá)標(biāo)的措施有兩條，一是調(diào)整油泥添加比例，二是添加脫硫除塵劑。國內(nèi)很多煉廠的實(shí)踐表明型煤綜合利用法處理油泥在技術(shù)上可行，強(qiáng)度指標(biāo)和燃燒指標(biāo)都能達(dá)到要求。但是型煤綜合利用法需加入大量的煤，資源的利用率低，有逐漸被其他方法取代的趨勢(shì)。

5、化學(xué)氧化法處理

化學(xué)氧化法適合于含油率較低的含油污泥的處理。向含油污泥中噴灑或注入化學(xué)氧化劑，使其與污染物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)來實(shí)現(xiàn)無害化處理，化學(xué)氧化劑有臭氧、過氧化氫、高錳酸鉀、二氧化氯等。其中二氧化氯對(duì)石油烴類有較高的去除效率，反應(yīng)可在瞬間進(jìn)行，且二氧化氯的價(jià)格較低，運(yùn)行成本低，不產(chǎn)生二次污染，缺點(diǎn)是操作比較復(fù)雜，處理成本較高，不適合大量油泥的處理。

第二篇：常用的幾種養(yǎng)豬場污泥處理技術(shù)

目前國內(nèi)外規(guī)模化豬場糞污的處理方法主要包括：綜合利用和處理達(dá)標(biāo)排放兩大類。綜合利用是生物質(zhì)能經(jīng)過多層次利用、打造生態(tài)農(nóng)業(yè)和保證農(nóng)業(yè)與環(huán)境和諧共處的可持續(xù)發(fā)展之路，處理后達(dá)標(biāo)排則是多級(jí)處理環(huán)節(jié)之后在日允許排放濃度范圍內(nèi)可排放至魚塘、農(nóng)田或果園等諸多能被利用的地方，以最大可能減少環(huán)境污染。

豬場排出去的污染物屬有機(jī)物，經(jīng)厭氧發(fā)酵效果最佳，但經(jīng)處理過的污水還未達(dá)到最佳標(biāo)準(zhǔn)，不能直接排放，適量用于農(nóng)田、魚塘是極佳的營養(yǎng)液。因此豬場的污泥處理必須從生物學(xué)及生態(tài)學(xué)相結(jié)合來考慮，才是最經(jīng)濟(jì)、最有效的種養(yǎng)業(yè)相互促進(jìn)發(fā)展的最佳方式。

豬場養(yǎng)殖廢水無論采取何種工藝及措施來進(jìn)行處理，都應(yīng)該采取一定的預(yù)處理。技術(shù)有：沉淀、過濾及離心等固液分離技術(shù)來實(shí)現(xiàn)預(yù)處理。沉淀是廢水預(yù)處理應(yīng)用最廣泛的方法之一，可在重力作用下懸浮物自然沉淀并且與水分離的處理工藝。豬廠污水是糞尿的結(jié)合在做處理之前經(jīng)過沉淀分離處理。產(chǎn)出有機(jī)污泥和有機(jī)污水。分離開處理使在之后的處理過程中降低負(fù)荷。污泥處理方法主要采取措施如下：

（一）有機(jī)微生物發(fā)酵講解方法

有機(jī)微生物發(fā)酵講解已經(jīng)是現(xiàn)在處理有機(jī)污染物的有效方法措施，基本原理是利用微生物發(fā)酵劑在一定條件下分解無用有機(jī)物，產(chǎn)生有用有機(jī)物重新利用。有機(jī)污泥經(jīng)過微生物發(fā)酵菌劑處理分解后的生成有用的有機(jī)物，可以直接施撒到農(nóng)田、果園作為相當(dāng)好的有機(jī)肥使用，實(shí)現(xiàn)處理達(dá)標(biāo)后循環(huán)使用，有效改善養(yǎng)殖環(huán)境，減少對(duì)周邊環(huán)境的威脅。

（二）有機(jī)污水處理方法

1、自然處理法。利用大自然對(duì)污水進(jìn)行自我凈化的原理來發(fā)揮作用。

2、人工厭氧處理法。也稱沼氣工程主要是提高污泥濃度和改善廢水與污泥混合效果為基礎(chǔ)的一系列高負(fù)荷反應(yīng)器生物發(fā)展來處理廢水。

3、人工好氧處理法。基本原理是利用微生物在好氧條件下分解有機(jī)物，同時(shí)合成自身細(xì)胞，可生物講解的有機(jī)物最終可被完全氧化為簡單有機(jī)物。

4、厭氧-好氧處理法。

對(duì)于規(guī)模大的養(yǎng)殖廠來說，污水處理是一項(xiàng)非常大的工程，一方面影響環(huán)境污染，另一方面也消耗人力和財(cái)力，而生態(tài)養(yǎng)殖法的出現(xiàn)通過發(fā)酵原理，將其污染源糞尿發(fā)酵處理，從而節(jié)省了水污染處理環(huán)節(jié)。目前生態(tài)養(yǎng)殖，發(fā)酵床養(yǎng)殖，已經(jīng)推廣走向全國各地，而它也必將成為日后發(fā)展的新模式。

第三篇：污泥處理處置技術(shù)的研究進(jìn)展

污泥處理處置技術(shù)的研究進(jìn)展-中水回用

摘 要：隨著我國污水處理技術(shù)的不斷發(fā)展，在污水處理量與日俱增的同時(shí)也使得剩余污泥量不斷增加，這些污泥如果不進(jìn)行處理是不允許直接排放到外界環(huán)境中，因此對(duì)剩余污泥必須要進(jìn)行無害化、減量化、資源化和穩(wěn)定化的處理，在選擇污泥處理處置技術(shù)之時(shí)要充分考慮技術(shù)可行性、經(jīng)濟(jì)可行性以及生態(tài)可行性，當(dāng)前污泥處理處置技術(shù)正處于不斷的發(fā)展過程中，在可以達(dá)到污泥處理處置目的的同時(shí)，如何降低其投資和運(yùn)行成本成為當(dāng)前污水處理領(lǐng)域討論的熱點(diǎn)問題。文章介紹了傳統(tǒng)的污泥處理處置技術(shù)，并對(duì)幾種的新型污泥處理處置技術(shù)進(jìn)行討論。

關(guān)鍵詞：污泥；處理處置技術(shù)；研究進(jìn)展

前言

當(dāng)前在污水處理技術(shù)中，活性污泥法是應(yīng)用最為廣泛的技術(shù)，其對(duì)脫氮除磷具有非常好的效果，同時(shí)在應(yīng)用活性污泥法時(shí)的污泥產(chǎn)生量非常大，在工藝路線中，一部分污泥回流到曝氣池參與生物反應(yīng)，而剩余的污泥或齡期較長的污泥則需要從污水處理構(gòu)筑物中排除，這些剩余污泥必須要經(jīng)過適當(dāng)?shù)奶幚硖幹茫怪疅o害化、減量化、資源化和穩(wěn)定化，便于進(jìn)一步的處置。一般來講污泥處理處置投資和運(yùn)行的成本非常大，最高可占到整個(gè)污水處理廠的投資和運(yùn)行費(fèi)用的50%以上，因此在可以達(dá)到污泥處理處置目的的同時(shí)，如何降低其投資和運(yùn)行成本成為當(dāng)前污水處理領(lǐng)域討論的熱點(diǎn)問題。傳統(tǒng)的污泥處理處置技術(shù)

1.1 傳統(tǒng)污泥處理技術(shù)

1.1.1 好氧、厭氧消化技術(shù)

好氧、厭氧消化就是利用好氧微生物和厭氧微生物對(duì)污泥中的有機(jī)成分進(jìn)行氧化分解的過程，經(jīng)過好氧消化處理的污泥性質(zhì)非常穩(wěn)定，效果較好，但是缺點(diǎn)是好氧消化工藝的運(yùn)行成本和維護(hù)費(fèi)用較高，因此在我國污水處理廠中應(yīng)用空間已經(jīng)越來越小。污泥經(jīng)過厭氧消化后性質(zhì)也較為穩(wěn)定，而且可以將處理后的污泥以能源的方式進(jìn)行部分回收利用，因此是資源化的重要體現(xiàn)，然而厭氧消化后的污泥含水率較高，需要進(jìn)行進(jìn)一步脫水，因此還需額外投資脫水設(shè)備。

1.1.2 濕式氧化法

濕式氧化法是采用物理化學(xué)的方法，是將剩余污泥置于高壓反應(yīng)容器中，向容器內(nèi)通入高壓空氣，使反應(yīng)器壓力達(dá)到1-20MPa，以空氣中的氧氣作為氧化劑，然后在300℃左右的高溫下進(jìn)行的氧化反應(yīng)，可將液相的有機(jī)物質(zhì)充分氧化分解為二氧化碳、水或小分子有機(jī)物，氧化反應(yīng)較為完全，可用于高低濃度的污泥處理，處理效果十分顯著，但由于高溫高壓反應(yīng)對(duì)設(shè)備的要求較高，因此就增加了投資、運(yùn)行和維護(hù)的費(fèi)用，一般只用于投資規(guī)模較大的污水處理廠污泥處理。

1.2 傳統(tǒng)污泥處置方法

常用的污泥處置方法有衛(wèi)生填埋、焚燒、海洋傾倒、土地利用等。

1.2.1 衛(wèi)生填埋

衛(wèi)生填埋可以使處理后的污泥與地面環(huán)境有效隔離，并且處置成本較低，但是污泥的濾液可能會(huì)滲入地下水層，造成地下水的污染。

1.2.2 焚燒處置

焚燒的過程可將污泥轉(zhuǎn)化為無機(jī)物，體積大為減小，同時(shí)可有效殺滅污泥中的細(xì)菌，但是在焚燒的過程中會(huì)產(chǎn)生二氧化硫、二惡英等氣體，對(duì)空氣造成嚴(yán)重的污染，隨著國家對(duì)空氣環(huán)境質(zhì)量重視程度越來越高，使得焚燒處置污泥的方法會(huì)逐漸被淘汰。

1.2.3 海洋傾倒

海洋傾倒就是將處理后的污泥直接作為垃圾傾倒入海洋中，因此處置方式比較簡單，處置費(fèi)用較低，但海洋的自凈能力畢竟有限，隨著污泥數(shù)量的急劇增加，使得海洋傾倒會(huì)對(duì)海洋的生態(tài)環(huán)境造成越來越嚴(yán)重的影響，因此這種處置方法已經(jīng)不被提倡。

1.2.4 土地利用

經(jīng)過適當(dāng)?shù)奶幚砗螅勰嘀袝?huì)含有大量的營養(yǎng)成分可微量元素，可用于農(nóng)業(yè)、林業(yè)用地土壤的肥料，從而實(shí)現(xiàn)費(fèi)用利用，然而由于污泥中還可能同時(shí)存在重金屬、放射性元素、多氯芳烴等等難于降解的有害物質(zhì)，如果進(jìn)入土壤中就有可能造成對(duì)土壤的污染，進(jìn)而對(duì)農(nóng)作物、林木造成污染，因此在將污泥土地利用處置之前一定要保證其無害化。新型的污泥處理處置技術(shù)

2.1 超聲波處理技術(shù)

超聲波在水中產(chǎn)生的效應(yīng)非常復(fù)雜，在一些清洗的領(lǐng)域已經(jīng)普遍用超聲波技術(shù)收到了良好的效果，而實(shí)踐證明在污泥處理中應(yīng)用超聲波技術(shù)可取得較好的效果，其作用原理是：中低頻的超聲波在污泥的水相中可產(chǎn)生強(qiáng)力脈沖，從而制造局部的高溫和高壓條件，并同時(shí)產(chǎn)生超高速射流，在這樣的極限條件下污泥中的絲狀菌等微生物以及有機(jī)物的結(jié)構(gòu)被破壞，防止污泥膨脹的發(fā)生，使污泥的脫水性大幅提高，經(jīng)過脫水處理后使污泥達(dá)到穩(wěn)定化、減量化和無害化的目的。在用超聲波技術(shù)處理污泥時(shí)，可根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整超聲波的聲能密度以及超聲時(shí)間，不斷優(yōu)化處理?xiàng)l件，從而達(dá)到最佳處理效果。由于超聲波污泥處理技術(shù)的能耗較大，且聲能量利用效率不高，因此在一定程度上阻礙了其進(jìn)一步應(yīng)用，然而由于超聲波對(duì)污泥的處理效果顯著，使其仍然具有較好的應(yīng)用前景，當(dāng)前一般用超聲波與其他處理技術(shù)聯(lián)合使用，可降低運(yùn)行成本，并保證污泥的處理效果。

2.2 原位減量技術(shù)

如前文所述，在活性污泥水處理過程中產(chǎn)生大量的污泥，在對(duì)這些污泥進(jìn)行處理處置的過程中會(huì)耗費(fèi)大量的物力財(cái)力，因此如果能夠降低污泥的產(chǎn)量，使其在污泥水處理工藝的過程中就對(duì)污泥進(jìn)行減量化處理處置，就會(huì)大大降低后續(xù)處理處置的費(fèi)用。目前最為常用的污泥原位減量技術(shù)是利用微生物對(duì)污泥進(jìn)行捕食和消化，使水處理反應(yīng)器內(nèi)的食物鏈增長，從而使污水環(huán)境內(nèi)可用于合成生物體的能量大為減少，從而達(dá)到降低污泥產(chǎn)量的目的，可利用的微生物有纖毛蟲、鞭毛蟲、變形蟲等原生微生物和線蟲、輪蟲等后生微生物，實(shí)踐證明在原活性污泥水處理工藝中引入各種微生物后，活性污泥的產(chǎn)量僅是之前產(chǎn)量的30%左右，而且整個(gè)過程不需要另外投入處理處置設(shè)施，且免維護(hù)，投資和運(yùn)行成本相當(dāng)?shù)停挥绊懰幚硇Ч＝Y(jié)束語

綜上所述，污泥處理處置技術(shù)正處在不斷發(fā)展的過程中，對(duì)于污泥的處理與處置，不外乎兩種方式，一是對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生的污泥進(jìn)行末端處理，使其達(dá)到減量化、無害化、穩(wěn)定化和資源化等目的，二是在污水處理的原位進(jìn)行減量的方法，使污泥在源頭上進(jìn)行處理，減少污泥排放量，因此，將這兩種污泥處理處置的方式聯(lián)合使用，首先使污泥產(chǎn)生量減少，剩余的少量污泥可進(jìn)行末端處理，可取得較好的效果，應(yīng)當(dāng)是未來污泥處理處置技術(shù)發(fā)展的一個(gè)方向。

參考文獻(xiàn)

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第四篇：稠油開采技術(shù)

稠油開采技術(shù)

如何降低成本，最大限度地把稠油、超稠油開采出來，是世界石油界面臨的共同課題。稠油由于粘度高，給開采、集輸和加工帶來很大困難，國內(nèi)外學(xué)者做了大量研究工作來降低稠油的粘度。我國稠油開采90%以上依靠蒸汽吞吐或蒸汽驅(qū)，采收率能達(dá)到30%左右。深化熱采稠油油藏井網(wǎng)優(yōu)化調(diào)整和水平井整體開發(fā)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)研究，配套全過程油層保護(hù)技術(shù)、水平井均勻注汽、熱化學(xué)輔助吞吐、高效井筒降粘舉升等工藝技術(shù)驅(qū)動(dòng)，保障了熱采稠油產(chǎn)量的持續(xù)增長。

目前提高稠油油藏產(chǎn)量的思路主要是降低稠油粘度、提高油藏滲透率、增大生產(chǎn)壓差，主要成熟技術(shù)是注蒸汽熱采、火燒油層、熱水＋化學(xué)吞吐、攜砂冷采，等等。

1、熱采技術(shù)

注蒸汽熱采的開采機(jī)理主要是通過加熱降粘改善流變性，高溫改善油相滲透率以及熱膨脹作用、蒸汽（熱水）動(dòng)力驅(qū)油作用、溶解氣驅(qū)作用。關(guān)于稠油的蒸餾、熱裂解和混相驅(qū)作用，原油和水的蒸汽壓隨溫度升高而升高，當(dāng)油、水總蒸汽壓等于或高于系統(tǒng)壓力時(shí)，混合物將沸騰，使原油中輕組分分離，即為蒸餾作用。蒸餾作用引起混合液沸騰產(chǎn)生的擾動(dòng)效應(yīng)能使死孔隙中的原油向連通孔隙中轉(zhuǎn)移，從而提高驅(qū)油效率。高溫水蒸氣對(duì)稠油的重組分有熱裂解作用，即產(chǎn)生分子量較小的烴類。在蒸汽驅(qū)過程中，從稠油中餾出的烴餾分和熱裂解產(chǎn)生的輕烴進(jìn)入熱水前沿溫度較低的地帶時(shí)，又重新冷凝并與油層中原始油混合將其稀釋，降低了原始油的密度和粘度，形成了對(duì)原始油的混相驅(qū)。注蒸汽熱采的乳化驅(qū)作用同樣很有意義，蒸汽驅(qū)過程中，蒸汽前沿的蒸餾餾分凝析后與水發(fā)生乳化作用，形成水包油或油包水乳化液，這種乳化液比水的粘度高得多。在非均質(zhì)儲(chǔ)層中，這種高粘度的乳狀液會(huì)降低蒸汽和熱水的指進(jìn)，提高驅(qū)油的波及體積。熱采井完井時(shí)的主要問題是，360℃高溫蒸汽會(huì)導(dǎo)致套管發(fā)生斷裂和損壞。為此，采用特超稠油HDCS技術(shù)，將膠質(zhì)、瀝青質(zhì)團(tuán)狀結(jié)構(gòu)分解分散，形成以膠質(zhì)瀝青質(zhì)為分散相、原油輕質(zhì)組分為連續(xù)相的分散體系。特超稠油HDCS強(qiáng)化采油技術(shù)已在勝利油田成功應(yīng)用。加強(qiáng)注采參數(shù)優(yōu)化研究，針對(duì)不同原油性質(zhì)、不同油層厚度和水平段長度，明晰技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策界限，合理配置降粘劑、CO2和蒸汽用量，可提高應(yīng)用效果和效益。

2、出砂冷采

1986年，為了降低采油成本，提高稠油開采經(jīng)濟(jì)效益，加拿大的一些小石油公司率先開展了稠油出砂冷采的探索性礦場試驗(yàn)。到90年代中期，稠油出砂冷采已成為熱點(diǎn)，不注熱量、不防砂，采用螺桿泵將原油和砂一起采出。文獻(xiàn)指出，螺桿泵連續(xù)抽吸避免了稠油網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的恢復(fù)，稠油形成穩(wěn)定的流動(dòng)地帶，在油帶前緣，油滴被啟動(dòng)而增溶到油帶中，因此，油帶具有很好的流動(dòng)能力，表現(xiàn)到生產(chǎn)上就是含水下降。而抽油泵的脈動(dòng)抽吸，使得地層孔隙中的油流難以形成連續(xù)流，水相侵入到油流通道，微觀上表現(xiàn)為降低了油滴前后的壓差，油滴更難啟動(dòng)，若水相能量充足，油滴就一直不能流動(dòng)，表現(xiàn)到生產(chǎn)上就是長期高含水。稠油出砂冷采技術(shù)對(duì)地層原油含有溶解氣的各類疏松砂巖稠油油藏具有較廣泛的適用性，它通過使油層大量出砂形成蚯蚓洞和形成穩(wěn)定泡沫油而獲得較高的原油產(chǎn)量。形成地層中“蚯蚓 洞”，可提高油層滲透率；形成泡沫油，則給油層提供了內(nèi)部驅(qū)動(dòng)能量。樂安油田草13塊配套大孔徑、深穿透、高孔密射孔、高壓充填防砂與螺桿泵冷采配套技術(shù)，基本解決了粉細(xì)砂巖油藏防砂及稠油抽汲難題。

3、加降粘劑

王卓飛發(fā)現(xiàn)，乳化液在孔隙介質(zhì)中的流動(dòng)過程是一個(gè)復(fù)雜的隨機(jī)游走過程，降低界面張力、提高毛管數(shù)可改善稠油油藏開發(fā)效果。向生產(chǎn)井井底注入表面活性物質(zhì)，降粘劑在井下與原油相混合后產(chǎn)生乳化或分散作用，原油以小油珠的形式分散在水溶液中，形成比較穩(wěn)定的水包油型乳狀液體系。在流動(dòng)過程中變?cè)椭g內(nèi)摩擦力為水之間的內(nèi)摩擦力，因而流動(dòng)阻力大大降低，達(dá)到了降粘開采的目的 [14]。比較常用的有GL、HRV-

2、PS、堿法造紙黑液、BM-

5、DJH-

1、HG系列降粘劑。魯克沁油田通過加強(qiáng)化學(xué)吞吐油井化學(xué)降粘、化學(xué)吞吐、蒸汽吞吐、天然氣吞吐等技術(shù)現(xiàn)場攻關(guān)試驗(yàn)、形成超深稠油開發(fā)技術(shù)路線。

4、電加熱

采用電熱采油工藝開采稠油、超稠油，在技術(shù)上是成熟的。對(duì)于遠(yuǎn)離油田基地的中小規(guī)模稠油油藏，由于其面臨的主要開發(fā)瓶頸主要來自地面稠油的輸送加熱、降粘、脫水工藝等。因此筆者建議開展地下稠油變稀油技術(shù)攻關(guān)，將稠油開發(fā)轉(zhuǎn)化為稀油開發(fā)問題。當(dāng)然這存在比較突出的成本問題：電熱采油工藝單井平均加熱功率80kW/h，日耗電費(fèi)約1000元。

5、注空氣開發(fā)

R.G.Mooreetal 等研究了重油油藏冷采后采用注空氣法（地下燃燒）的潛在應(yīng)用狀況[15]。由于冷采油田在冷采的經(jīng)濟(jì)界限內(nèi)仍遺留大量的原油，而且蚯蚓洞型的通道處于衰竭油藏之中，因此它是注空氣的理想候選油藏。蒸汽短時(shí)期進(jìn)入衰竭油藏，會(huì)破壞“蚯蚓洞”，從而使受熱通道產(chǎn)生較高的滲透率。受熱的通道為可流動(dòng)的原油到達(dá)

生產(chǎn)井提供流路后，隨即實(shí)施油藏點(diǎn)火和注空氣，蒸汽／燃燒法的綜合應(yīng)用可在薄油藏及持續(xù)注蒸汽無經(jīng)濟(jì)效益的油藏得到較高的經(jīng)濟(jì)效益。

6、SAGD SAGD是國際上開發(fā)超稠油的一項(xiàng)前沿技術(shù)。它是向地下連續(xù)注入蒸汽加熱油層，將原油驅(qū)至周圍生產(chǎn)井中，然后采出。利用SAGD技術(shù)開發(fā)超稠油的方式，已成為國際上超稠油開發(fā)的一項(xiàng)成熟技術(shù)。

在國外，SAGD技術(shù)通常針對(duì)成對(duì)水平井開發(fā)，而遼河油田采用的是直井注汽、水平井生產(chǎn)。這種開發(fā)方式的優(yōu)點(diǎn)有三：①將原有的直井替代水平井進(jìn)行注汽，相當(dāng)于少打一口注汽水平井，經(jīng)濟(jì)且實(shí)用；②遼河油田超稠油油藏夾層復(fù)雜，油層連續(xù)性差，縱向連通不好。國外水平井通常為1000米深，而遼河油田的水平井只有幾百米。采用直井注汽，遼河油田原有的井多的特點(diǎn)就成了優(yōu)勢(shì)，這口不行就改用另一口。③監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是遼河油田應(yīng)用SAGD技術(shù)的又一創(chuàng)新，改變了國外用兩口井進(jìn)行監(jiān)測(cè)的狀況。SAGD先導(dǎo)試驗(yàn)開始以來，遼河油田科技工作者經(jīng)過不懈努力，解決了高干度注汽技術(shù)、大排量舉升技術(shù)、地面集輸系統(tǒng)等諸多難題，且均達(dá)國際先進(jìn)水平，滿足了SAGD工藝需要。

7、摻稀油開采

摻稀油降粘是開采稠油的一種有效的方法，其優(yōu)點(diǎn)是不傷害油層，不像摻活性水降粘開采，摻水后的油水混合液要到聯(lián)合站去脫水，脫下的水還要解決出路問題，增加了原油生產(chǎn)成本。

8、微生物驅(qū)油

微生物驅(qū)油技術(shù)是通過細(xì)菌在油藏環(huán)境中繁殖、生長、代謝，利用細(xì)菌對(duì)原油的降解作用，產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物使固液界面性質(zhì)、滲流特性、原油物化性質(zhì)發(fā)生變化，提高洗油效率。微生物作用可降低原油高碳鏈烴含量，降低原油粘度。美國密蘇里大學(xué)在2002-2004年開展了淺層重油的微生物采油技術(shù)研究；2005年，微生物采油技術(shù)列入中國“973”科技項(xiàng)目。勝利油田已獲得耐溫80℃、耐鹽150000mg/L的驅(qū)油菌種，對(duì)原油的降粘率最高達(dá)到95％。開展了4個(gè)區(qū)塊的微生物驅(qū)油現(xiàn)場試驗(yàn)，累計(jì)增油6萬余噸。F16菌組能降低原油粘度，對(duì)粘度3000mPa·s(50℃)的原油的降粘率在30％～85％，經(jīng)F16菌組作用后，原油的非烴組分減少，同時(shí)代謝產(chǎn)物中的生物表面活性劑能有效地改善常規(guī)稠油的流動(dòng)性。大港油田孔二北斷塊應(yīng)用本源微生物采油，累計(jì)增油17866噸。

9、地?zé)彷o助采油技術(shù)

地?zé)岵捎褪抢玫責(zé)豳Y源，以深層高溫開發(fā)流體（油、氣、水及其混合物）將大量的熱量帶入淺油層，降低原油粘度，提高原油流動(dòng)能力。為了減少熱損失，最好不進(jìn)行油、氣、水分離，而且不經(jīng)過地面，直接注入目的油層。勝利油田稠油熱采和注水開發(fā)工藝技術(shù)非

常成熟，開發(fā)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)也很豐富，這為利用地?zé)豳Y源進(jìn)行熱水采油提供了便利。另外，與地?zé)彷o助采油技術(shù)相類似，筆者還初步研究了利用太陽能、風(fēng)能和重力能輔助采油技術(shù)。

10、水熱裂解開采稠油新技術(shù)

劉永建教授研究開發(fā)了水熱裂解開采稠油新技術(shù)，在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)和采油現(xiàn)場取得了一些有意義的研究成果。水熱裂解技術(shù)通過向油層加入適當(dāng)?shù)拇呋瘎钩碛驮谒疅釛l件下實(shí)現(xiàn)部分催化裂解，不可逆地降低重質(zhì)組分含量或改變其分子結(jié)構(gòu)，降低了稠油的粘度。制備的稠油水熱裂解催化劑有較好的催化效果，反應(yīng)溫度更接近于井下的實(shí)際溫度。這是一個(gè)很好的攻關(guān)方向。

11、稠油熱采地下復(fù)合催化降粘技術(shù)

中國石化報(bào)2007年10月9日?qǐng)?bào)道了稠油熱采地下復(fù)合催化降粘技術(shù)，該技術(shù)集表面活性劑降粘、水熱裂解催化降粘和氧化催化降粘劑降粘等功能為一體，注入催化劑后原油就地裂解產(chǎn)生小分子的氣體，增加了油層壓力，延長了放噴時(shí)間，提高了產(chǎn)油量，為超稠油的開發(fā)提供了有力的技術(shù)支撐。

第五篇：稠油污水處理進(jìn)展與研究

稠油污水處理進(jìn)展與研究

李柳逸

（長江大學(xué)，湖北省，430100）

摘要

遼河油田采用蒸汽吞吐的方式開采稠油，這些數(shù)量巨大的稠油污水的合理處置是擺在油公司面前的一個(gè)非常嚴(yán)峻的經(jīng)濟(jì)和技術(shù)難題，已直接影響和制約了油田的可持續(xù)發(fā)展。顯

然解決油田蒸汽鍋爐供水和稠油污水處理雙重矛盾的最直接方法就是將稠油污水經(jīng)過適當(dāng)處理后回用于高壓蒸汽鍋爐。一方面可將稠油污水進(jìn)行深度處理，不污染周圍環(huán)境，另一方面又可為鍋爐提供水溫較高的補(bǔ)給水，變廢為寶，具有較大的經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞： 稠油 污水 蒸汽鍋爐

Abstract Liao he oil field discovered a humming in mining thick steam in the way,.These huge amounts of a proper sewage disposal of oil and oil companies are in a very serious economic and technical difficulties, has direct impact andrestrain the field of sustainable development.Clearly resolve the thick steam the water and oil with the most direct way to double the contradictions are thick with proper waste treatment oil back to note the boiler.On substance can be dealt with in depth the sewage and does not pollute the environment around, and to provide water for the higher the supply of water, make waste profitable, has significant efficiency.Keywords：thickened oil waste water steam generator 前言

在油氣田勘探開發(fā)過程中，隨著原油和天然氣的采出，通常會(huì)產(chǎn)生大量的含油污水。這部分污水被稱為油氣田污水、油氣田含油污水或油氣田采出水。根據(jù)油品性質(zhì)的不同，油田污水又可分為稠油污水、稀油污水和高凝油污水等[1-3]。由于各油氣田所處的油藏地質(zhì)、開采工藝和開采年限等不同，因此不同的油氣田污水，其水質(zhì)水量迥異。即使是同一油藏區(qū)塊，隨著開采時(shí)間的變化，其水質(zhì)水量也在不斷發(fā)生變化。通常原油含水率由開采初期的 5%~10%逐步上升到中后期的 80%~90%。油井開采年限越長，原油含水率就越高，原油脫出水水量就越大，水質(zhì)就越差，因而處理難度也就越大。在所有油氣田污水處理中，稠油污水因其水質(zhì)成分復(fù)雜、油水密度差小、乳化嚴(yán)重、處理難度最大。

目前國內(nèi)外對(duì)稠油污水合理處置的方法有三種： ① 回注 代替清水資源直接回注地層或配制聚合物后回注地層[4]； ②

回用 處理后作為熱采鍋爐的給水；

③

外排 處理后達(dá)到國家污水排放標(biāo)準(zhǔn)，直接排放。

1稠油污水的基本特征

1.1 稠油的基本概念以及來源

“稠油”是指在油層溫度下脫氣原油粘度大于 100mPa·S，相對(duì)密度大于 0.92 的 原油，國外稱之為“重油”。稠油與其他原油的主要區(qū)別在于它的粘度高、流動(dòng)性能差。在稠油的開采過程中，通常會(huì)產(chǎn)生大量的采出液，它是原油、砂和水的混合液。采 出液中水與油的比例變化很大，取決于很多因素，包括油藏地質(zhì)、油井年限以及油井和 蒸汽之間的關(guān)系。然而在大多數(shù)情況下，采出液中水的體積是油的 2~20 倍，通常為 4 倍左右。從開采的含水稠油中分離出的含油污水常稱為稠油污水，或稠油采出水。稠油開采及處理的典型工藝見圖 1-1。

圖1-1 處理工藝圖

1.2 稠油污水的毒性以及組成

稠油污水水質(zhì)較復(fù)雜，不僅被原油所污染，而且在高溫高壓的油層中還溶解了地層 中的各種鹽類和氣體；在采油過程中，從油層里攜帶了許多懸浮固體；在油氣集輸過程 中還摻進(jìn)了各類化學(xué)藥劑；稠油污水中還含有大量的溶解性有機(jī)物。總之稠油污水是一 種水質(zhì)比較復(fù)雜的污水。世界上許多地區(qū)，稠油污水都是經(jīng)過一定的處理后回用于熱采 鍋爐或回注地層。而在海上平臺(tái)或其他地方，稠油污水一般是經(jīng)過一定的處理直接排海 或排到周圍環(huán)境，這些數(shù)量巨大的污染物將嚴(yán)重污染周圍環(huán)境。任由稠油污水直接外排 是由于人們對(duì)稠油污水的組成及其對(duì)環(huán)境的副作用缺乏了解和認(rèn)識(shí)[5]。稠油污水處理工藝技術(shù)研究

2.1稠油污水回用于熱采鍋爐的工藝流程簡介

稠油蒸汽開采起始于 50 年代后期，目前已成為稠油開采的主要方法。稠油熱采所需蒸汽通常由蒸汽發(fā)生器產(chǎn)生提供，這些蒸汽發(fā)生器為平行加熱爐，爐管為單向流布置，只能產(chǎn)生干度為70-80%的蒸汽，這些蒸汽以及液相中殘留的 20-30%的水全部注入到油層，不產(chǎn)生濃縮液，因此需要大量的補(bǔ)給水[6]。由于環(huán)境保護(hù)方面的原因，地下清水被限制使用。顯然解決油田蒸汽驅(qū)鍋爐供水和稠油污水的處理雙重矛盾的最直接的方法就是將稠油污水經(jīng)過適當(dāng)?shù)奶幚砗蠡赜糜诟邏赫羝仩t。一方面可將稠油污水進(jìn)行深度處理，不污染周圍環(huán)境，另一方面又可為鍋爐提供水溫較高的補(bǔ)給水，變廢為寶，具有較大的經(jīng)濟(jì)效益。然而絕大多數(shù)的油田蒸汽發(fā)生器需要的是不含油、零硬度、低二氧化硅和低鹽度的補(bǔ)給水。但是許多稠油污水都是高含油量、高硬度、高二氧化硅和高含鹽，稠油污水和鍋爐補(bǔ)給水的典型水質(zhì)的對(duì)比見表 1-1。

表 1-1 油田蒸汽發(fā)生器水質(zhì)要求和稠油污水典型水質(zhì)的對(duì)比

參數(shù)

蒸汽發(fā)生器補(bǔ)給水

稠油污水典型水質(zhì) 油 懸浮物 硬度 二氧化硅 TDS 總鐵 溶解氧 1 0.5 50 7 000~8 000

0.05 0.01~0.04

200-2 000 60-1 500 100-1 500 30-300 3 000-30 000 0.1-2.0 —

鍋爐給水必須不含 Ca2+、Mg2+等離子，以防爐管或油層結(jié)垢。稠油污水的軟化工藝 不僅難以管理而且非常昂貴，當(dāng)稠油污水的總硬度大于 200mg/L 時(shí)，就不能單獨(dú)采用離 子交換樹脂，而應(yīng)采用石灰軟化與離子交換相結(jié)合的軟化工藝。石灰軟化可將硬度降至 30mg/L 左右，離子交換可降至 0。當(dāng)稠油污水中的 TDS 大于 3000mg/L 時(shí)，就需要采用 酸堿聯(lián)合再生的弱酸離子交換樹脂，而不能采用價(jià)格便宜的鹽再生的強(qiáng)酸鈉離子交換樹 脂[7]。該工藝需要酸堿化學(xué)藥劑儲(chǔ)罐、進(jìn)料系統(tǒng)和昂貴的再生液處理系統(tǒng)。

2.2 稠油污水回用于熱采鍋爐的工藝過程

稠油污水回用熱采鍋爐的前段處理工藝與回注處理基本相同，都是采用物化法等成熟處

[8]理工藝，主要去除油及懸浮物。后續(xù)深度處理主要著眼于污水的軟化。與常規(guī)清水軟化相比，油田污水的軟化具有更大的技術(shù)難度。

稠油污水處理后回用于熱采鍋爐的工藝流程其實(shí)可以歸納為三段分步處理，圖 1-2 為稠油污水回用于注汽鍋爐的典型處理工藝圖，這個(gè)工藝流程包括油和懸浮物的去除、硬度和二氧化硅的去除以及硬度的最終去除。如圖 1-2 所示，油的去除通常是采用撇油罐、IGF 和顆粒填料過濾等處理單元相結(jié)合。硬度的去除通常采用石灰軟化和離子交換相結(jié)合的方法或單獨(dú)采用離子交換，這主要取決于處理水中的硬度。如果二氧化硅濃度超標(biāo)，那么就要采用熱石灰軟化或者溫石灰軟化去除二氧化硅。

[9-11]

圖1-2稠油污水處理的典型工藝流程

稠油污水深度處理后回用，其水質(zhì)應(yīng)滿足熱采鍋爐給水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，中國石油天然氣總公司在稠油集輸及蒸汽系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范（SY 0027—94）中規(guī)定了熱采鍋 爐給水的各項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo)，詳見表1-2。

表1-2 熱采鍋爐給水水質(zhì)指標(biāo)

項(xiàng) 目 含油(mg/L)懸浮物(mg/L)總硬度(mg/L)總堿度(mg/L)二氧化硅(mg/L)可溶性固體(mg/L)總鐵(mg/L)pH 溶解氧(mg/L)

標(biāo) 準(zhǔn) ≤2.0 ≤2.0 ≤0.1 ≤2000 ≤50 ≤7000 ≤0.05 7.5 ~ 11 ≤0.05

備 注 不計(jì)溶解油

以CaCO3計(jì) 以CaCO3計(jì)

2.3 稠油污水水質(zhì)特性對(duì)處理工藝的影響

針對(duì)稠油污水黏度大、油水密度差小、乳化嚴(yán)重、水溫高、水質(zhì)水量變化大、處理 難度大的特點(diǎn)，認(rèn)為高效凈水藥劑的研制和開發(fā)是稠油污水深度處理的基礎(chǔ)和關(guān)鍵[12-14]。強(qiáng) 化前段除油效果，減輕后段過濾系統(tǒng)的壓力，使整個(gè)工藝技術(shù)合理、緊湊和高效；同時(shí) 必須充分考慮污水的均質(zhì)均量，避免來水對(duì)整個(gè)工藝流程造成沖擊。基于稠油污水的 多變性和復(fù)雜性，本研究提出稠油污水處理應(yīng)充分考慮和研究的幾個(gè)方面：

（1）強(qiáng)化調(diào)節(jié)池的功能。由于稠油污水油水密度差小以及水質(zhì)水量變化較大的原 因，因此強(qiáng)化調(diào)節(jié)池的功能顯得非常重要，可以在調(diào)節(jié)池中布置曝氣裝置，對(duì)稠油污水 進(jìn)行預(yù)曝氣，這將有利于提高油水密度差，有利于浮油的去除，有利于水質(zhì)的穩(wěn)定，有 利于去除稠油污水中揮發(fā)性的有機(jī)物。

（2）加強(qiáng)高效凈水藥劑的研制和開發(fā)。由于稠油污水乳化嚴(yán)重，為使油、水分離，破乳是先決條件。因此高效凈水藥劑的研制和開發(fā)是稠油污水深度處理的基礎(chǔ)和關(guān)鍵，為使高效凈水藥劑發(fā)揮其高效的破乳功能，應(yīng)通過實(shí)驗(yàn)來確定最佳投藥量、加藥點(diǎn)、攪 拌方式以及反應(yīng)時(shí)間等。

（3）選擇適合稠油污水處理的裝置。為強(qiáng)化稠油污水處理效果，工藝流程中必須

采用高效的油水分離設(shè)備，如斜板隔油和溶氣氣浮等設(shè)備。但它們也必須在投加高效的 凈水藥劑以及保持良好的水力條件下方能發(fā)揮預(yù)期的作用。

（4）稠油污水處理流程與原油脫水工藝應(yīng)統(tǒng)籌考慮。原油脫水的水質(zhì)對(duì)稠油污水 處理效果的影響很大。原油脫水用的破乳劑與污水處理所采用的藥劑應(yīng)有良好的配伍 性。另外應(yīng)保證脫水中油含量的穩(wěn)定性。

（5）稠油污水處理工藝流程應(yīng)緊湊、合理、高效以及耐沖擊。由于稠油污水水質(zhì) 水量變化較大，因此高效、緊湊、合理以及耐沖擊的工藝流程就顯得極為重要。

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