1 含油污泥來源及危害

含油污泥作為石油開采、煉制及含油污水處理等過程中產生的固體廢物，其成分復雜、處理難度大。污泥中含有一定濃度的原油、重金屬及多環烷烴等難降解有毒污染物。目前，針對含油污泥，國際上尚沒有統一的污染控制標準。

2 含油污泥處理現狀

目前，含油污泥的處理主要有土地法、生物法和物化法。其中，土地法與生物法類似，通過微生物的代謝作用，使油類污染物礦化，實現含油污泥的無害化處理。但在降解過程中，油泥中的可燃性物質會造成大氣污染，帶來較大的安全隱患。此外，這兩種方法均未能實現對原油的回收利用。

物化法則以回收利用污泥中的有價資源為主要目的，具體分為：萃取法、熱解法、焚燒法、離心法、超聲法等。以下介紹了幾種常見處理方法。

2.1 熱解法

熱解工藝即利用原油在不同溫度下發生裂解或縮合反應，產生液相油品、不凝氣和焦炭產品，從而分離污油泥中的原油。周建軍等采用熱解法處理大港油田含油污泥，發現在500℃、加熱速率4℃/min、氮氣吹掃量80mL/min條件下，轉化率可達99.9%以上。Je-Lueng Shie等采用熱解法處理罐底油泥，在N2保護下，450-800K熱值范圍內，油泥可完全熱解。

2.2 萃取法

利用“相似相溶”原理，以有機溶劑萃取含油污泥中的有機成分，實現油泥分離。趙歡等采用超聲強化萃取法處理，在較優藥劑比條件下，萃取15min，污泥中原油回收率達到83.7%。曾海鰲等以汽油為萃取劑，對勝利油田含油污泥進行多級逆流萃取，處理后污泥含油量小于1%。英國阿蘭斯煉油廠建設的溶劑萃取裝置，現已實現穩定工業化應用，處理后的污泥經固化后土地填埋。

2.3 焚燒法

是一種常用的含油污泥處理方法，將脫水濃縮處理后的含油污泥送入焚燒爐，與煤或煤油進行混合燃燒，去除含油污泥中的有害物質。如長嶺石化廠采用的順流式回轉焚燒爐，燕山煉油廠采用的流化床焚燒爐，在處理含油污泥方面都取得了良好的效果。遼河油田錦州煉油廠現有的污泥焚燒處理裝置，處理后污泥可用作建筑材料。但焚燒產生的氣體會帶來二次污染，而且沒有回收有價資源。

2.4 調質-機械分離法

基于加藥、洗滌等方法改變油水相極性，促進油-水-泥三相分離。劉振國采用“調質-離心分離”處理綏中含油污泥，脫水劑注入濃度為0.4%，轉速達到3700rpm時，減容率可達75%～80%。Diaz A等開發出“調質-機械脫水”回收原油專利技術。克拉瑪依石化企業采用“多級熱洗-助溶劑”技術，通過均質流態化、多級逆流洗滌等方式，污泥經脫水后，含水率可降至80%以下。

2.5 超聲處理法

通過超聲波在介質傳遞過程中產生的特殊物理化學環境，實現油、水、泥三相分離。超聲法以其反應時間短、能耗低等特點，得到廣泛關注。Xu等人發現在較低超聲頻率下，液體壓縮和釋放間隔延長，氣泡尺寸較大，空化強度增大，洗脫作用增強。王永平等采用高溫熱水洗-超聲-離心集成工藝處理含油污泥，清洗劑加藥量1%，60℃條件下，超聲20min，再經離心脫水，含油率小于2%。

3 存在問題及解決思路

綜上所述，現有污泥處理工藝主要為焚燒法和熱洗法，雖然焚燒法能極大程度實現減量化，但不能回收有價資源，而且帶來二次污染。熱洗法可回收部分原油，但單一熱洗法效果差，在破乳過程中，不能使污油泥與破乳劑快速、充分混合，影響破乳分離效果。

因此，從資源化回用角度考慮，含油污泥處理的難點在于，破乳及泥沙表層包裹的含油物質的剝離。對比不同含油污泥組分，發現污泥中重質油含量約40%左右。因此，重質油對含油污泥的破乳及分離影響較大，尤其是重質油中含有的膠質和瀝青質成分。膠質是一種高表面活性物質，經受熱或氧化易轉變為瀝青質；瀝青質是一種極性強、密度大的非晶型固態物質，聚集后以膠團形式存在。因此，要解決油分離難的問題，可以從強化預處理和工藝優化組合等方向去嘗試。

4 工藝設計說明

通過以上分析，擬定工藝流程，主要有：強化預處理、清洗、除砂、分離等單元組成。

4.1 強化預處理單元

根據含油污泥中油、泥砂、水的存在狀態，通過破碎、篩分、流化、曝氣等方法，將其充分乳化分散成以水為分散相的乳狀液，使原來油泥中的油包砂現象逐步變成水包砂，降低原油對泥砂的包結粘度。

強化預處理單元主要由進料斗、污泥切割機、篩網式轉鼓格柵、曝氣沉砂裝置、調質裝置等組成，主要功能是去除污泥中大粒徑顆粒，并通過回摻水改變污泥流動狀態。首先，污泥通過進料斗格柵去除＞200mm的固體顆粒；在篩網式轉鼓格柵中，經噴淋和旋轉分離去除＞20mm的固體顆粒，同時污泥得到一定稀釋；經由曝氣沉砂裝置去除＞5mm的固體顆粒，以保證后續處理工藝的順利進行。

含油污泥的調質是一個復雜的動力學多相流過程，其主要功能是對預處理后的污泥進行加熱、攪拌、勻化，其中，所使用藥劑的種類和用量是難點，藥劑的選擇需要滿足以下要求：

（1）促進油泥分離。

（2）促進油水分離。

（3）促進泥水分離。

針對含油污泥多數呈酸性的特點，可以通過調節劑，改變污泥pH值，并配以分別起清洗、破乳以及調節表面活性等作用的不同成分，來改變含油污泥界面性質，降低界面膜粘性、增強界面流動性，促進油、泥充分分離，油、水充分破乳。然后，通過沉降作用，回收表層浮油。可供選擇的成分如下：

4.2 清洗單元

采用逐級清洗工藝，分為一級清洗、二級清洗、三級清洗（選配），每級清洗單元主要由超聲裝置和氣浮裝置組成。

（1）超聲工藝特點

①空化作用

超聲波通過液體媒質傳播時，聲波在負壓下產生大量空穴/氣泡，在正壓區崩滅后，氣液界面形成高溫高壓蒸汽層，使油溫溫度升高，粘度降低，流動性提高。同時，空化作用在固液界面產生的高速微射流連續沖擊污泥表面，促使污泥表面油層剝落，強化清洗效果。

②機械攪拌作用

由于超聲波振動頻率高，當其在液體媒質中傳播時，會引起質點加速度增大，產生強烈機械振動。當功率密度為1W/㎡，20kHz的超聲波在水中傳播時，瞬時振動頻率高達2萬次以上，質點加速度高達14400m/s。通過強烈機械振動產生的直進流擾動物質表層，使表層物質得到清洗。

③熱效應

當超聲波負壓半周期的聲壓幅值超過液體內部靜壓強時，媒質中的微笑氣泡（空化核）迅速增大后絕熱壓縮而崩滅，崩滅時產生的高壓高溫環境促使水分解微·OH等強氧化自由基，以此誘發物質加速分離。

（2）氣浮工藝特點

氣浮發生器通過空氣噴射產生微細氣泡，此微細氣泡直徑在20～40um之間，附著能力強。當油滴和微細氣泡間的水膜達到臨界厚度時，水膜破裂，油滴移向氣泡，并粘附于其上，氣泡聚集后上浮到液體表面，經收集后去除。

經逐級清洗后，出水進入除砂裝置，去除大顆粒雜質后，進入后續離心分離單元進行固液分離，可選擇臥式螺旋沉降離心機，在離心力作用下，通過轉鼓與螺旋的同向差速旋轉，使較重的固相沉積在內壁上形成沉渣層，輸料螺旋將沉積的固相物連續地推至轉鼓錐端，經排渣口排出；較輕的液相形成內層液環，經由轉鼓大端溢流口連續溢出，經排液口排出。其具有在全速運轉下，可實現連續進料、分離、洗滌和卸料的特點。

5 結語

綜上，鑒于含油污泥成分的復雜性，單一技術已經不能滿足不同類型含油污泥處理及回用要求。從目前來看，根據含油污泥自身特點，預處理和深度處理工藝的優化組合，將成為未來含油污泥實現徹底無害化、資源化的重點發展方向。