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污水處理技術工藝

含油污泥處置技術

發布日期:2020-02-20 / 發布者:鴻淳環??萍?/ 點擊:

油基鉆屑的鉆井作業含油污泥生產過程中使用的油基泥漿,它已被列入2016年版(廢物類型:HW08)“國家危險廢物名錄”中。無論是海上鉆井平臺或內陸油氣田遠離住所的人群,油基鉆屑最初直接丟棄,直到20世紀70年代和80年代,人們逐漸意識到,它破壞了當地的生態環境。自那時以來,各個國家和地區開始制定相應的排放標準,并要求越來越高。我們的質量技術監督局2008年發布的“海洋石油勘探的污染物排放濃度限值發展”,規定:環渤海地區石油鉆井廢物,不得以任何其他一級,二級和排放標準三個水源是含油量排出的不超過1%,3%和8%,Cd和Hg的含量分別應不超過1毫克/公斤和3毫克/公斤。 2015年,中國正式實施新的環保法律,油基鉆屑的管理和控制和處置這類危險廢物的安全處理提出了更高的要求,具體實施細則:在生產,儲存,運輸和處理的全過程,含油污泥均應。受環境壓力的迫使下,各類新老技術的不斷涌現,基于研究的鉆屑處理和處置的廢油。

在現有的文獻中,處理技術和處置技術通常是一起討論的,但它們有著本質的區別:處理是指削弱或去除油基鉆井碎片中的污染物,而處置則是為油基鉆井碎片找到最終的歸宿。據此,本文通過詳細的分類,系統地總結了現有的處置技術和處理技術,包括技術原理,優缺點和應用前景,并展望了未來的發展方向..

1,油基鉆屑處理技術

最初的油基鉆屑被直接丟棄,這種簡單粗暴的方法也可視為一種處置技術。隨著人們認識的深入,處理技術才逐漸出現,因此對油基鉆屑而言,是“先有處置技術,后有處理技術”。隨著環保法規的逐步加強, 大多數的處置技術已不被推薦用于直接處置,而僅作為油基鉆屑預處理后剩余殘渣的最終處置方法。由于 海上鉆井平臺和內陸油田地理環境的顯著差異,下文將分此兩種情況進行討論。

1.1海上鉆井平臺油基鉆井碎屑的處置技術

1.1.1 棄海

如果沒有任何預處理的油基鉆屑被直接丟棄到海上,就會造成對海洋環境的破壞極難恢復,在國內這種方法現在被禁止。然而,如果通過預處理排放標準達到時,剩余的殘余物可以被丟棄大海。這是一種操作簡單,成本低廉離岸處置技術。阿爾梅達從環境,經濟,安全和四只被遺棄海,回注,運回微波裂解的綜合分析內陸的技術方面等,內陸運回四種處置技術的集中處置被遺棄的海仍然是最適合的技術。雖然該技術會造成一定的環境污染,但法律允許的海域放棄后海預處理達標,海仍是油基鉆屑處理技術的首選平臺。

1.1.2 回注

回注是將油基鉆井碎片注入已開采的海底安全地層或廢井。該技術可實現油基鉆井碎屑的質量處理..關鍵在于背注工藝的選擇和安全形成,既不能保證漏采,也不能影響平臺的繼續開采..2001年,康菲石油與中海油合作,在渤海蓬萊19-3油田實現了國內首次油基鉆屑注入,有效處置了4800m3的油基鉆屑和720m3的油泥。與棄海相比,無需預處理除油,但增加了研磨調制工藝,需要高壓噴射設備,儲存地層存在泄漏風險,適用性在ALMEIDA等四種分析技術中僅排在最后..

1.1.3返回內陸

對于沒有放棄的海上平臺海上和回灌條件下,油基鉆屑將被運回內地是唯一的選擇,鉆屑和內陸石油天友紀相同的最終處置,但是從海步更內陸運輸回來,所以成本比綠友紀更高使用相同的鉆屑處理技術。分析4個·阿爾梅達技術等,微波熱脫附內陸運回并返回到在內地進行集中處理廠危險廢物的適用性后分別位居第二,第三,海之間之間遺棄回灌。

1.2內陸石油鉆屑處理技術田優齏

1.2.1土地種植

這個方法對應于海法廢棄海上鉆井平臺,基于油的鉆屑被直接或荒地噴粉調制,農田土壤微生物有機物任何原始自然分解于其中的類似的處理是另一種使用油基鉆濕地微生物降解扦插。環境風險的方法,所述鉆屑油性有機物,重金屬和堿性鹽分散在土壤中會進一步導致空氣和水的污染。有機物瀝青,蠟等大分子物質在長期內不能完全降解,分解期可長達數年。即便如此,這種方法不需要微生物的謹慎種植,操作簡單,成本低,仍然在國外的一些領域。但是,我們的土地資源是全國稀少,珍貴的濕地被禁止處置技術。

1.2.2 填埋

填埋場對應海上鉆井平臺的注入方法,是將油基鉆井碎屑埋入地下的一種處置方法..利用內陸油田的油基鉆井碎屑作為預處理后油基鉆井碎屑的最終處置。油基鉆屑填埋場要求渣油含量不超過3%,填埋深度應在地表1.5m以下,地下水位1.5m以上..該方法操作簡單,成本低,處理能力大,是內陸油田應用最廣泛的處置技術..

1.2.3資源利用

油基鉆屑是一種固體廢棄物,無論是技術就業過程中的固體顆粒不會消失,需要找他們的最終目的地。一個是回歸自然,如前文所述被遺棄的海,回注,農用地和垃圾填埋場;和其他不當行為的資源利用率,這是最尊重和處置技術,也是近年來研究的熱點。利用技術主要是在二氧化硅,硫酸鋇等無機成分的油基鉆屑作為建筑材料,包括攤鋪基板,水泥熟料,未燃燒的陶瓷,免燒磚,輕骨料和燒結陶瓷。他們又將增加資源的成本,而產品的價值增加。關鍵是使用的建筑材料,以因地制宜,根據地理環境和當地的實際需要選擇使用,既保證了材料的性能,同時也滿足環保要求。近日,波蘭HEJNA等等將被制作成油基鉆屑生物復合材料ε-己內酯富含硅的改進,它提供了有效的利用了新的思路。

2油基鉆井技術

根據油基鉆井碎屑污染物(主要是有機污染物)處理的趨勢,本文總結了油基鉆井碎屑處理技術作為一種限制技術操作(僅控制污染物擴散遷移)、分離技術(僅分離和去除污染物)和降解技術(分解污染物)三大類。

2.1 限制技術

先前已經描述和回注可以歸因于這樣的技術垃圾填埋場,而填埋再注入和油基鉆屑直接處置,而不是僅僅處理技術。此外,穩定化/固化方法也屬于技術的限制,并且僅處理技術,需要通過填埋處理或利用的最終固化產物。穩定化是通過化學,物理方法有害物質進入低溶解度,低移動性和該物質的毒性低完成的,固化是在廢物中加入固化劑,將它們轉變成固體不可流動的或貼心固體當然,通常二者通常同時發生。使用的固化劑主要包括水泥,飛灰,碳灰,石灰和其它自固化劑,固化劑是通?;旌虾偷蕉M制。的/穩定固化方法是簡單地禁止有機污染物,重金屬離子和氯離子的遷移。當油基鉆屑直接固化,這樣,由于它們的高油含量,會導致水合的結晶不連續裂紋的固化體隨著時間的推移可能會增加二次污染的風險;固化如果對象是一個脫脂殘余插條,風險可以大大減少,但增加了預處理步驟。 KOGBARA提出了生物強化和穩定化/固化組合,有機物質,重金屬,而且固定兩者降解,以實現同步。雖然/污染物固化方法的泄漏的二次污染的風險,但低成本,操作簡便穩定,處理技術仍是目前廣泛使用的綠友田。

2.2 分離技術

2.2.1化學清洗

化學清洗法是利用破乳劑,表面活性劑等試劑,降低油水界面張力,改變潤濕性,破壞油水剛性邊界掩模和增強乳化,再與離心,振動篩分,壓濾等機械分離技術相結合,實現油基鉆屑中有機物的分離..清洗劑可以是單試劑,也可以是多種化合物..水的界面張力隨著溫度的升高而降低,因此溫水的清洗效果較好..利用超聲波的空化作用及其附帶效應可以增強傳質過程。二氧化碳開關溶劑清洗是近年來發展起來的一種新技術。通過進入和排放CO2來改變溶劑的極性、親水性和離子強度,逐步實現油基鉆屑中有機物的萃取分離和油回收,同時回收溶劑?;瘜W清洗條件溫和,成本低,但清洗后會產生大量廢水,增加了后續處理的難度..

2.2.2 萃取法

提取是基于“相似相溶”的原則,分離和提取有機油基鉆屑的方法。 單海霞,例如使用咪唑鎓離子液體,在1:1,pH值>優選的液固比7,20分鐘的條件下,油基鉆屑大于85%,小于的離子液體損失率大于除油的1%,可被重復六次。此外,超臨界CO 2萃取是CO2(PC> 7.38兆帕,TC> 31.06℃)使用超臨界狀態,在基于油的鉆屑的獨特的物理和化學特性,以實現有機物有效和快速抽取。過程顯著優于化學清洗的提取效率,但是它的缺點是在18?25兆帕高壓,這限制了在大型工程中的應用在一定程度上需要。

2.2.3熱處理。

熱處理是通過加熱從油基鉆井碎屑中分離揮發性物質(水和輕油)和半揮發性物質(重油)的技術。研究表明,在350°C以下熱解后,油基鉆井碎屑的含油量可降低到1%以下,但進一步提高溫度,處理效率難以明顯提高,但能耗顯著增加。真空萃取可以降低揮發性物質的飽和蒸氣壓,從而進一步降低加熱溫度。加熱方法也是熱處理的關鍵因素,因此必須保證加熱的均勻性,避免在死區和加熱表面結焦和結垢。自21世紀初以來,諾丁漢大學的尚一直在研究微波熱處理的油基鉆井碎片。

2.2.4熱亞臨界水萃取

此方法是利用亞臨界水(100?374℃,0.1?22.1兆帕),其為溶劑萃取技術已在天然產品,分析樣品的方面治療和有機污染的土壤等的提取被廣泛使用。治療方法通常更好的化學清潔方法,熱和亞臨界水萃取技術的提取和處理效果是既這兩類的優點。首先,亞臨界水和具有介電常數接近,它可以被用來作為一種綠色油基鉆屑常見的有機溶劑為溶劑的有機物質,所述提取功能,如“溶解”的效果溶解;其次,亞臨界水熱提取的工作溫度通常在150?350的范圍內℃,只是用之前的溫度范圍內的低溫熱解的一致時,可以作為類似熱處理方法“熱解吸”效應起作用。在此基礎上,提出了設計獨立于任何兩種類型的頁巖油基鉆屑的被進行渝亞臨界水萃取和動態靜態萃取研究熱亞臨界水提取處理的油基鉆屑,水熱提取裝置的方法,發現,提取溫度是最關鍵的參數是比治療單獨的二氯甲烷提取或低溫熱脫附更好,在1.5兆帕,和動態條件到200℃的油含量可以降低到下面的1%下萃取。

2.3 降解技術

有限的技術只控制污染物的擴散,分離技術只降低含油量,降解技術是唯一以分解有機污染物為目的的處理技術,其產物是一種對環境無害的小分子物質,剩余的殘渣可以填埋、再利用或直接排放到環境中。

2.3.1 生物法

生物的方法是利用微生物的代謝活性,油基鉆屑是有機碳,它分解成水和CO 2和其他小分子的方法。堆肥是最報道了類油基鉆屑的生物處理技術通常加入無機營養稻草,木屑等填充劑和氮,磷等的,以提高處理效率。 SORHEIM其他使用蚯蚓堆肥是在石蠟油和礦物基礎油,其的處理效率顯著比正常的堆肥處理更好的鉆屑。接種物也可提高處理效率,馴化細菌的試劑可為,可以是特殊的細菌。但存在一些問題,該方法:處理周期還比較長,仍然是難以分解瀝青,樹膠和其他大分子,降解過程可能導致的揮發性有機化合物或甲烷有機氣體,然而幾重金屬和鹽的部分在改造之類的程序進行調查遷移。即便如此,在技術處理能力,成本低,可以有效地降低油基鉆屑烷烴和多環芳族烴,降解可以基本上滿足的1%的電流的排放要求的油含量,它被廣泛研究和加工技術的應用。

2.3.2 焚燒法

焚化是使用專門的設備,在升高的溫度1 200?1 500℃,在有機物質的完全氧化的油基鉆屑,并能實現聲音還原的技術。與生物法相比,焚燒法高效徹底,但成本較高..王麗芳進行了研究內1000℃的燃燒特性的油基鉆屑的19.41%含油量,在100?300℃和500?750℃下被發現的有機物為階段小分解分子的烴,800?1000℃下完全降解和無機小分子烴碳酸鈣,硫酸鈣分解階段;主排氣成CO 2和SO 2,其中,從容易分解溫度的無機SO2被超過850℃煤熱值和固硫率符合兩種煤之間35:9:35的最佳質量比,采用油基鉆井碎屑和廢水基泥漿作為添加劑網型煤標準,優于普通市場型煤。王梅通過在某油基鉆井屑約15%的含油量中添加一種改性劑。該油基鉆井屑中含有75%(w)的油基鉆井屑的流體燃料,熱值超過一級水煤漿標準,而不是工廠現場演示燃煤鍋爐,成本僅為800-1000元/噸,明顯低于傳統的直接焚燒處理。

2.3.3超臨界水氧化

超臨界水氧化法是以超臨界水(t>374°C,p>22.1MPa)為反應介質,在空氣和氧氣等氧化劑的參與下,將各種有機物氧化降解為H2O和CO2等無機小分子物質的一種先進氧化技術。處理過程不會產生有害氣體,如二惡英焚燒。該技術特別適用于高濃度難降解有機危險廢物如油基鉆井碎屑的末端處理..采用連續反應器研究了陜西長慶油田鉆井廢液的超臨界水氧化降解。在23~30MPa500~600°C,30~600s條件下,COD去除率普遍超過90%,反應過程符合一級動力學。本文系統地研究了重慶某頁巖氣柴油基鉆井碎屑的超臨界水氧化降解過程。發現溫度,氧過氧化物和反應時間均顯著影響有機物的分解..降解過程均勻、非均相,在500°C、10min和2.5倍氧條件下,總有機碳去除率達到89.2%。在此基礎上,根據油基鉆井碎屑的物理化學性質和超臨界水氧化降解過程,設計開發了一種2L/h連續超臨界水氧化裝置。對柴油基鉆井碎屑和白油基鉆井碎屑進行了連續超臨界水氧化處理??傆袡C碳去除率分別達到98%和95%以上,殘留物為磚紅色無機固體顆粒,可直接排入環境..該技術的處理效果是三種降解技術中的第一種,其設備緊湊,可以開發撬裝裝置,運輸到所需的井場,實現局部處理,局部無害化是最受尊重的處理方法。然而,該技術的運行條件苛刻,成本高,由于灰分含量高,比例大,給推進和排放的連續處理帶來了困難。

3 、結語與展望

鑒于目前不能替代油基泥漿的環保鉆井液,油基鉆井碎屑已成為我國各類油氣田的必然產物。對于處置技術來說,雖然可以利用建筑材料實現資源化利用,但廢棄的海洋和填埋場仍然是海上平臺和內陸油田的首選。在處理技術方面,雖然出現了CO2開關溶劑萃取、超臨界CO2萃取、水熱萃取、微波熱解吸、超臨界水氧化等新技術,但傳統的熱解、化學清洗和生物降解在實際應用中仍占主導地位。因此,為了克服傳統技術的現有弊端,為了促進新技術的應用,應考慮以下兩個因素:

(1)的環境標準。這是油基鉆屑處理和處置的基本要求。目前,海上鉆井平臺一直以“海洋石油勘探的污染物排放濃度限值的發展”,并在綠友田有沒有相應的標準,只能參照其他相關標準。油含量是根據隨后的殘余物的處置,其中0.3%至8.0%極限范圍內,1.0%廣泛用于該方法的最重要的指標。然而,只有油含量檢查是不充分的,重金屬含量,鹽含量,氯離子含量的輔助指標,和二次污染的過程中也應該被聽到,并且在現有的研究,但很少被提及。因此,一方面應該出臺盡快排放標準的內陸石油天佑吉屑規范處置現有市場的;在另一方面,除了油含量,也應集中于其他污染物遷移轉化,可避免二次污染。

(2)經濟上可行的。已經有油基鉆屑的一些技術安全,徹底和環保處理,但出于成本和難以使用。因此,新的技術替代傳統技術,除了擁有較好的治療效果,需要和成本與傳統技術將是相似甚至更低??刂浦饕ㄟ^三個途徑的成本:一是優化,簡化了工藝技術;第二循環鉆井泥漿的基礎油;第三使用過程中的殘留物。使用的建筑材料的是方式的主要資源,但投入產出比是低的,并且市場接受被限制。因此,深度在油基鉆屑,其被加工成高附加值產品,挖活性成分是今后的研究方向之一。

含油污泥處置技術

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