含油污泥處理工藝發(fā)展及新工藝應用
行業(yè)動態(tài)
油田含油污泥主要是在鉆井作業(yè)、采油作業(yè)、集輸生產處理等過程中產生的。
長期以來，由于相關配套工藝設施發(fā)展緩慢，含油污泥處理問題沒有得到妥善解決。含油污泥處理已經(jīng)成為油田安全環(huán)境管理的重點和難點工作。污泥處理工藝的發(fā)展歷史漫長，在我國尚未有 的方法和固定的模式。
1 傳統(tǒng)的污泥處理方式
1.1 固-液接觸式處理方法
這種傳統(tǒng)的處理方式采用挖一個或幾個大坑的方式，通過自然沉降和滲透實現(xiàn)處理。由于污泥液始終接觸坑底，因此稱這種處理方法為固-液接觸式處理方法。這種處理工藝從油田建設初期至2000年之前一直被普遍采用。隨著生產規(guī)模不斷擴大，這種簡單處理方法的缺點就顯現(xiàn)了出來。一是對環(huán)境的危害，雖然能夠通過污油回收泵將污泥地表面的部分原油回收，但效果往往不理想。二是污泥處理坑占地大，由于沒有配套污泥處理設施，這種坑滲型的處理方法極易引起環(huán)境污染事件。事實上，幾乎每個油田均有這樣的大坑，有些是用來堆放生產過程中的一些含油垃圾，長期堆放后形成污油池。由于其不利于清潔生產，這種比較單一的處理方法已經(jīng)逐步被淘汰，大多是結合其它處理方法配套使用。通常是將傳統(tǒng)的滲透坑底層鋪上防滲透膜或者干脆硬化池底，變成不可滲透坑，避免對地下水的污染，確保環(huán)境安全。
1.2 固-固接觸式處理方法
隨著各大油田對安全環(huán)境建設越來越重視，從2000年左右開始至2008年污泥處理方法得到了不斷發(fā)展。其中典型的是污泥壓濾處理方法，一般常用的設備為板框式壓濾機。通過壓濾機壓濾后的污泥含油量得到了有效控制。這種方式有效地控制了污泥處理的后續(xù)問題，即不需要更大的污泥坑堆放污泥。但這種方法有它的缺點：一是壓濾機的零部件使用壽命短，特別是隨使用時間的推移，濾布的效果越來越差；二是人工清干泥的勞動量較大；三是處理后的污泥含油量一般高于5mg/m3，脫水效果不理想，存在污泥的后續(xù)處理問題。常規(guī)的處理方法是加入固化劑和促凝劑進行固化處理，處理完的固化土進行井場鋪墊。這種污泥處理方式在各大油田均有應用，如中國石油天然氣股份有限公司遼河油田分公司歡喜嶺采油廠2002年投產的歡四聯(lián)20000m3污水深度處理站就是其中一例。另外，2006年，中國石化集團河南石油勘探局勘察設計研究院通過對新型污泥濃縮劑進行篩選，研制了污泥分離器，并對污泥脫水設備進行了優(yōu)化選型，進而制成了撬裝式含油污泥裝置。該裝置將原污泥處理系統(tǒng)中的污泥分離池、濃縮罐和機械脫水設備合為一體，可對站內污水池底部的各種污泥進行處理?，F(xiàn)場實驗表明，污水池中含水率為99%的污泥經(jīng)該裝置處理后，脫出的干化污泥含水率低于30%?？傮w來說，以上這兩種處理方式使污泥處理脫水能力得到了提升，可以統(tǒng)稱之為固-固接觸式處理方法。
2 新的污泥處理方式
由中國石油集團工程設計有限責任公司北京分公司研發(fā)設計的污泥“絮凝-離心脫水濃縮-超熱蒸汽干化無害化”處理方式，是一種新型的污泥處理方法，實際成果研究見有報道于2009年底左右。該種處理方式的核心設備是絮凝-離心脫水機和超熱蒸汽無害化處理裝置。絮凝-離心脫水機原理是離心脫水原理，經(jīng)過離心脫水之后的污泥泥餅含水率從98%下降到75%～80%，體積在原來的基礎上縮減近10倍。超熱蒸汽無害化處理裝置是通過將超熱蒸汽以超音速從特制的噴頭噴出，與油泥顆粒進行豎向碰撞，從而實現(xiàn)油、水分等液體與固體的分離。處理后的殘渣呈細粉末狀，含油率在0.3%以下，殘渣體積與原始油泥相比縮減20～30倍，處理后的殘渣可用于鋪墊道路或固化后填井場。實際上，污泥的“絮凝-離心脫水濃縮-超熱蒸汽干化無害化”處理方式，用離心脫水、超溫處理取代傳統(tǒng)的壓濾脫水處理，脫水機干化的效果更好，徹底地摒棄了污泥處理的不利方面，即粘附性大、含油處理不徹底等。從處理工藝上更精細、科學、合理，效果上更直接、有效。超熱蒸汽干化工藝則為該處理方式中具有開創(chuàng)性的部分，因而可以稱之為固-汽接觸式處理方法。
3 污泥處理新技術應用情況
中國石油天然氣股份有限公司冀東油田分公司油氣集輸公司高尚堡聯(lián)合站該工藝的建設工程，于2011年8月建成并投產。從運行的基本情況看，效果良好，達到了設計要求。
現(xiàn)場實施情況證明，該工藝具有以下優(yōu)點：
（1）污泥干化后體積大大減小。正常工況下，干泥處理量不低于500kg/h。處理污泥的效率越來越高，連續(xù)運行后能夠短時間內處理完油田多年形成的土油坑。
（2）污泥處理使油水的分離更徹底，油水回收更徹底，降低了可能帶來的環(huán)境污染風險，處理后的產品為干粉，不含水，徹底實現(xiàn)了原油綠色環(huán)保生產。
（3）采用自動控制工藝設計，員工勞動強度明顯降低。
但這種處理污泥的方法也存在著一些需要注意的方面。一是設備使用安全性問題。特別是超溫蒸汽無害化處理裝置產生的蒸汽達550℃，高溫設備的運行和管理存在一定的風險性。二是產品熱值高，易引起自燃。由于這種處理后的干粉實際上是粉塵或非常細小的浮塵，當與外界摩擦時易氧化燃燒。三是對人體的危害，由于設備運行過程中不可避免地出現(xiàn)一些漂浮粉塵，特別是出現(xiàn)在更換干泥袋操作時，對操作工的身體健康有一定損害。四是處理成本稍高，每天消耗燃氣近1500m3，加之耗電和加藥，各項費用近5000元。
4 結論
固-汽接觸處理法處理工藝是目前污泥處理的發(fā)展方向。通過現(xiàn)場實際應用證明：污泥“絮凝-離心脫水濃縮-超熱蒸汽干化無害化”技術具有非常切實可行的設備和工藝，已經(jīng)在污泥處理與環(huán)境保護的協(xié)調 方面站在了科技發(fā)展的前沿。通過不斷改進和完善，該技術一定能夠更廣泛地應用于各大油田，有效推動油田安全環(huán)保生產建設。
