施孟华 陈永强 雷秀卿
摘 要：在油田开采及含油污水处理过程中产生大量油泥砂，现已被国家列为危险废物。因此，开展油泥砂无害化处置技术研究是目前油田环保工作的一项重要任务。从油泥沙的组成及性质出发，对油泥沙的危害以及处理工艺进行介绍，最后还以加入生物酶的热水洗涤法油泥沙无害化处理进行详细分析研究。
关键词：油泥砂；处理系统；工艺选择
中图分类号：TB 文献标识码：Adoi：10.19311/j.cnki.1672-3198.2018.29.090
1 油泥沙的组成和特点
油泥沙指的就是在勘探开发油田时遗留下的油泥油污以及储油罐底部长期自然形成的油泥油污。油泥沙的组成非常复杂，通常由水包油、油包水及悬浮固体杂质等组成，是一种性质极其稳定的混合物。通过对油泥中油成分进行柱层析分析，发现油泥中的油组分主要为饱和烃和芳香烃，胶质和沥青含量较少。
油泥砂成分随地质条件、工艺的差别而异，还与污水水质、处理工艺、加入药剂的种类、排污方式以及管理水平等有着直接的关系，含水率、含盐量较高；成分复杂，处理难度大。在采油过程中，特别是在三次采油过程中，大量使用各种化学剂，增加了油泥沙的处理难度；有害成分多数超过排放标准。大部分油泥沙中存在的砷、汞、盐类等有害物质超过排放标准，直接排放会造成严重的环境污染；含有较高可利用的热值。油泥沙中的污油和可燃物质含量较高，污水处理系统中的污泥含油为2%-10%，原油处理压力容器和大罐排除的污泥中含油为25%-40%。
2 油泥砂的危害
2.1 环境危害
含油泥砂主要的环境危害在于其含有的有机组分与重金属组分。含油泥砂中含有大量烃类物质，尤其是许多能够对生态环境造成严重毒害的芳烃类物质，这些物质非常容易挥发进入空气中，对空气造成污染。而且含油泥砂在高温条件下更容易挥发并释放出特殊的臭味，这种臭味不仅会直接影响工作环境，还会影响周围的人员身体健康。此外，长期堆放于地面的油泥砂会有大量有害重金属随着雨水渗入土壤和地下水中，对土壤与地下水造成严重污染。
2.2 影响生产
含油泥沙会使回注水中的悬浮物严重超标，进而使地层被堵塞，影响油层吸水能力，注水压力持续升高。此外，大粒径泥沙长期沉积于污水净化罐、油水分离罐以及污水池之中，会严重影响生产设备的正常运行。
2.3 减少排污费用的需要
根据排污费征收使用办法，油泥砂属于危险废物，如果不能对其进行有效处理，将每吨征收高额的排污费，并进行处罚，且并不免除治理责任。为了根治油泥砂的污染问题，保护环境，促进油田企业可持续发展，对油泥砂进行合适的处理和处置就非常紧迫和必要。
3 油泥砂处理工艺选择
目前，综合国内外公开的文献资料，油泥沙的处理主要有以下几种方法：热水洗涤法、热解析脱附法、生物处理法、固化焚烧法等，实践中通常是几种方法的联合使用。
3.1 热水洗涤法
热水洗涤法最初由美国环保局首创并应用，用于大粒徑的含油泥砂的分离处理。通常利用热碱水重复洗涤，随后再利用气浮进行固液分离。温度一般控制在70℃，液固比2：l，时间20min，这种方法通常可以将30%含油量的油泥降低2%以下。混合碱通常可以采用无机碱与无机盐混合组成。该方法的优点主要在于能耗低，成本小，因此目前在我国应用较为普遍。
3.2 热解析脱附法
热解析脱附法是一种改型的污泥高温处理方法。在氮气保护缺氧的前提下，加热油泥，使油泥中低沸点组分挥发，高沸点组分裂解后挥发。20世纪90年代初该工艺在国外迅速发展并获得应用，主要适用于处理油含量大于30%含油污泥。该方法通常具有较高的技术要求，投入经济成本也比较大，对反应条件要求也比较苛刻，操作流程较为复杂。
3.3 生物处理法
生物处理法主要是指利用自然界各种生物或者生物衍生物，分离或者直接降解油泥砂中的原油。一般而言，生物处理法可以分为：直接生物处理和生物修复法两种。通常的处理过程都是先通过预处理回收大多数原油，随后通过生物法深化处理。生物处理方法通常比较简单，效果较为理想，而且处理成本都比较低。但是处理时间一般比较长，而且容易受到温度、水分等环境因素的影响。
3.4 固化焚烧法
在含油泥砂中加入一定的固化剂与助燃剂，随后按比例掺入煤炭中，作为燃煤的辅助燃料，这种方法不仅可以有效回收含油泥砂中的热值，还可以实现无害化处理，但是这种方法简单粗暴，处理后会产生大量废渣，因此在实际生产实践中较少选择。
3.5 油泥沙处理实践中通常做法
在处理油泥的实践中，通常将热水洗涤技术与热解析脱附法联合起来使用，治理油泥满足国家及地方环保标准，回收油泥中石油组分。针对流动状态的油泥（含水及含油量比较大）通常使用热洗涤技术，针对固态油泥通常使用热解析脱附法。针对某些含油量较高的油泥，先使用热水洗涤技术处理后，再进入热解析脱附系统处理更具有经济性。
4 油田油泥无害化新技术探究——加入生物酶的热水洗涤法
当前，主要使用的油泥处理方法就是上述的几种。由于生物酶清洗技术成本最低，下面以加入生物酶的热水洗涤技术在油田油泥无害化处理技术的实际应用为例，对其应用工艺进行详细介绍。
4.1 生物酶
生物酶并不是传统的活性酶制剂，它是含有蛋白质的非活性酶制剂且易溶于水， 这使它可以快速与附着在固体物质表面的油脂物质反应，达到清除的目的。生物酶与附着性的油脂物质发生反应之后，不仅不会改变原油的固有性质也不会对原油造成污染。因此经过生物酶处理的含油泥砂是绿色安全的，有效降低环境污染。此外，生物酶还具有超常的稳定性，其物理化学性质不会受到温度、压强、酸碱的影响。生物酶完成洗油之后，就会快速回到原始状态，可以重复使用，大大节约经济成本。
4.2 设计工艺流程
（1）将净化后的污水持续灌注入循环池中，利用水泵输送至含油泥砂分离装置。
（2）将吸砂设备对准分离设备，往其中灌注混合含油泥砂，添加生物酶后，注入搅拌机中，实现油、泥、水快速分离。
（3）将分离完成得到的泥砂灌注进泥砂处理设备中，大粒径物质不会从油泥清洗设备中脱离出来，而小粒径物质则可以快速通过再次返回清洗。
（4）清洗完毕后， 将含油泥砂注入自动出料系统中，进行气浮以及离心， 可以脱去附着的水分。
（5）经过以上处理的泥砂完全脱去了水分和油分， 可以利用无害化装置收集。
（6）分离含油泥砂生成的水可以重新引流至循环池中，作为净化污水反复利用。
（7）分离含油泥砂生成的油脂物质也可以收集起来转交给回油站，废物利用。含油泥砂处理工艺见图1。
4.3 评估生物酶处理含油泥的有效性
以某处油田的含油泥砂作为实验处理对象，相关人员取样后，再转交相关实验研究人员，采用生物酶处理法冲洗含油泥砂，同时梯度设置温度，探究冲洗适宜温度。最终实验数据表明，在60℃时，含油量小于0.03%，已经完全符合相关污染物控制标准，验证了生物酶处理法的有效性。此外，相关工作人员还能将冲洗后的泥砂重新变为建筑材料，不仅可以有效降低环境污染，还能够提高资源利用效率。
5 结语
含油泥砂是各大油田目前普遍存在的废物污染问题，国家环保局早在1998年就将其重点归类为HW08级危险废物，并且要求各油田单位必须对含油泥砂等进行无害处理。因此相关组织及单位要积极结合现处国情以及经济成本等选用合适的处理方法，实现含油泥砂的无害化、清洁化、资源化处理。
参考文献
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