1、含油污泥的來(lái)源及危害

　　含油污泥主要源自石油鉆采、儲存、運輸、中轉、煉制及含油污水處理等工藝。油田含油污泥的主要成分是水、石油類(lèi)、污泥中的泥土和其他成分。

　　含油污泥具有成分復雜、難于脫穩脫膠、易于產(chǎn)生異味和處理過(guò)程中需要進(jìn)行防爆處置等，其含有的石油進(jìn)入水體或土壤，將會(huì )對周邊生態(tài)、微生態(tài)系統和土壤植被生態(tài)造成嚴重的危害，隨著(zhù)《土壤污染防治行動(dòng)計劃》和《土壤法》的相繼出臺實(shí)施，提出了嚴格強化未污染土壤保護，必須對含油污泥進(jìn)行無(wú)害化處置，最大限度地減少對周邊生態(tài)環(huán)境的影響已是大勢所迫。

　　2、含油污泥的處置技術(shù)現狀

　　綜合目前的污泥處置技術(shù)可知，含油污泥處理技術(shù)可分為：化學(xué)處理法(加熱堿性洗法、化學(xué)清洗法、溶劑萃取法和化學(xué)破乳-脫水法等)、調質(zhì)-機械分離法、回注調剖技術(shù)、熱處理技術(shù)(干化焚燒、熱解法、焦化法等)、生物法(地耕法、堆肥法、生物反應器技術(shù)和植物修復技等)及其它新衍生出的處理方法(如電動(dòng)力學(xué)處理技術(shù)、超聲波法、冷凍融融處理技術(shù)、毛細吸入技術(shù)等)等，但每種方法都有各自的適用范圍、技術(shù)優(yōu)缺點(diǎn)和經(jīng)濟性等。

　　為滿(mǎn)足日益嚴格的環(huán)保監管要求，目前對于含油污泥的處置多是采用多種處理工藝相組合，分別利用各自工藝在不同方面的技術(shù)優(yōu)勢進(jìn)行有機組合，進(jìn)而實(shí)現污泥的合理高效處置。其中超聲波輔助處理作為新型的污泥預處理技術(shù)，充分利用對污泥能夠產(chǎn)生海綿效應、局部發(fā)熱等作用提高污泥脫水能力，降低污泥的粘性。

　　3、超聲波污泥處置技術(shù)的原理及進(jìn)展

　　3.1 超聲波技術(shù)處理含油污泥的機理

　　超聲波是指頻率從20kHz~10MHz范圍內的聲波，該波段的聲波具有頻率高、方向性恒定、穿透力強、能量集中等特點(diǎn)。超聲波污泥處理作為新型的污泥處理技術(shù)，主要是用來(lái)強化污泥中石油類(lèi)的分離，其作用原理主要為超聲波的振動(dòng)和聲空化功能。

　　(1)超聲波的機械振動(dòng)，超聲波使得在其中的液體物質(zhì)高速高頻振動(dòng)，形成極強的湍流。利用污油、固體無(wú)機物質(zhì)和水的密度不同，在強大湍流作用下，分離出來(lái)的石油小顆粒在振動(dòng)作用下互相高速碰撞，可以克服污油小顆粒之間的界面張力，凝聚成較大的油滴。

　　(2)超聲波的聲空化，由于超聲波振動(dòng)后三相密度不同的物質(zhì)會(huì )發(fā)生相對位移，會(huì )在石油和污泥的界面處發(fā)生空化(產(chǎn)生氣泡)，這種空化可以達到分離石油和固體無(wú)機物的效果。此外，高溫高壓還可以降低固體無(wú)機物與污油之間的粘附力。

　　3.2 超聲波處理含油污泥技術(shù)

　　超聲波技術(shù)對含油污泥的影響是多方面的，由于含油污泥來(lái)源有所不同，性質(zhì)差異也比較大，其主要影響因素為超聲波處理的頻率、強度、作用時(shí)間、反應溫度及污泥的中值粒徑等技術(shù)參數。

　　相關(guān)研究結果表明：合理選取處理溫度是十分必要的，處理溫度較低時(shí)，導致油粘度高，粘附力強，不易于分離;而處理系統溫度過(guò)高時(shí)，將導致超聲波空化強度減弱，影響反應的效果。因此過(guò)高或過(guò)低的反應溫度均不利于含油污泥的污油、污泥分離和污油的去除等[1];XUNing等進(jìn)行了含油污泥的超聲預處理研究，研究結果表明：其最佳工藝反應條件為超聲頻率為28kHz，系統反應溫度為40℃，反應時(shí)間為20～30min，最優(yōu)條件下，含油污泥干基油含量由0.130g/g降低至0.055g/g，除油效率較未采用超聲處理技術(shù)提高了55.6%。

　　4、超聲波耦合混凝沉淀技術(shù)含油污泥現場(chǎng)試驗研究

　　4.1 現場(chǎng)試驗工藝及試驗目標

　　現場(chǎng)試驗所采用的整體工藝：“機械調質(zhì)→超聲波脫穩裝置→混凝沉淀→離心分離→焚燒”。而本次研究所涉及的僅為該整體處理工藝中的超聲波脫穩預處理段工藝，作為整個(gè)處理工藝的關(guān)鍵段，決定著(zhù)油、水和泥三相分離的效果。設計試驗目標確定為：處理后的污泥含油量≤2%、含水率≤10%，經(jīng)處理后的含油污泥達到國家污泥處理的標準限值，可用做建材原料、土地填埋等綜合利用，可徹底實(shí)現含油污泥的無(wú)害化處置?，F場(chǎng)試驗選在北方某海上石油鉆采污泥處置廠(chǎng)內開(kāi)展，設計試驗能力為5.0m3/d。

　　4.2參數優(yōu)化及預處理效果研究

　　為了研究含油污泥處理效果，以油田落地油泥為基礎，進(jìn)行了現場(chǎng)試驗，確定了污泥無(wú)害化處理系統運行參數，并對污泥無(wú)害化處理系統穩定運行效果進(jìn)行了研究。

　　4.2.1 溫度對于超聲波處理鉆采油泥效果的影響

　　在前期室內實(shí)驗的基礎上，初步確定了超聲波除油的最佳運行參數為：頻率40kHz、強度3.0kW，作用時(shí)間20min，現場(chǎng)試驗研究了不同溫度下超聲波脫穩技術(shù)對于含油污泥處理的效果，其效果詳見(jiàn)見(jiàn)表1。

　　從表1可看出，油泥中單元出口油含量隨著(zhù)反應溫度的升高而降低，55℃時(shí)超聲輻照可使超聲出口油泥中油含量降到最小值，而繼續提高溫度對于油泥處理效果改善不明顯。為此確定50℃為超聲污泥預處理的最佳溫度。

　　4.2.2 強度對于超聲波處理鉆采油泥效果的影響

　　在超聲波預處理含油污泥過(guò)程中，隨著(zhù)超聲波強度、輸出功率的不同，產(chǎn)生的機械振動(dòng)作用和空化作用效果也不同。因此，在室內實(shí)驗基礎上，研究了不同功率條件下鉆采含油油泥處理效果見(jiàn)表2。

　　由表2可分析，隨著(zhù)超聲功率的逐步提高，油泥中出口單元油含量出現先降后反而上升的趨勢。分析其原因主要是超聲聲強增高，空化強度增強，而超聲波在弱空化效應下除油較高。因此確定油泥處理系統最佳超聲功率是3kW。

　　5、結論

　　通過(guò)超聲波預處理工藝處理含油污泥，可實(shí)現污油與污泥、污水的三相分離，有效降低污泥中的油含量。通過(guò)現場(chǎng)試驗，確定了系統運行最佳參數為：在現場(chǎng)試驗5.0t/d的處理能力下，最佳運行參數確定為：運行功率3.0kW，時(shí)間為20～25min，溫度為50℃，破乳劑投加量為10mg/L的條件下，設備穩定運行，處理效果最佳。經(jīng)超聲波除油預處理后的污泥經(jīng)離心分離可以確保脫水后的油泥中含油量低于2%，符合國家固體廢棄物排放標準。(來(lái)源：中海油能源發(fā)展股份有限公司安全環(huán)保分公司)