油田含油污泥处理的集成工艺和技术

摘要

我国每年产生大约300万吨含油污泥。大多数都没有得到有效的处理。含油污泥不仅占用了大量的土地,而且改变了土壤的理化性质,导致土壤质量层结和孔隙变小,对地表水、地下水和大气环境质量造成危害。风化油泥中的多环芳烃具有“三因”效应,会造成长期的环境风险。本发明根据油田含油污泥及其周围环境的特点,采用生物预处理、高级氧化和生物处理相结合的技术处理油田含油污泥。首先,生物预处理装置,以除去大部分的饱和烃中的污泥,并且所述污泥是使用高级氧化残留的有机物除去,提高油泥的生物降解性,和最后接种高效生物培养物处理过的,以满足排放标准。该集成技术解决了油气田含油污泥处理问题,具有良好的应用前景。

权利要求书

        1.一个集成的油的污泥处理技术油,这是一种组合物,其中处理订单油性污泥生物预处理,化学氧化和生物处理的过程。

2.如权利要求1所述的方法,其特征是生物预处理过程中使用改进的生物泥浆反 应器,接种微生物或添加营养物;化学氧化使用Fenton氧化或O3氧化;生物处 理采用接种高效专用菌种的生物反应器技术对油田含油污泥进行处理的一种组 合工艺。

3.一种用于油田含油污泥处理的集成装置,其特征是该装置包括①用来除去油泥 中大部分饱和烃类的生物预处理设备单元、②用来提高油泥中残余有机物可生 化性的氧化处理设备单元、③用来去除油泥中剩余有机物的生物处理设备单元 以及将上述三个单元按序连接和控制的辅助设备和管路。

        4.如权利要求3所述的油田污泥综合处理装置,其特征在于:一种可通过卡车或拖车移动并固定在一个或多个基质上的橇装装置。

说明书

油田含油污泥处理的集成工艺和技术

技术领域

本发明涉及一种油气田含油污泥处理及达标排放的方法和装置。

石油开采过程中的石油污染:石油开采过程中往往会发生石油钻探和支护工作。这些污染物在自然界中降解非常缓慢,除了少数挥发物之外,大多数都在积累。这种污染具有拥有属性高、污染点分散、面积小等特点。2) 储运过程污染:油品储运过程中经常发生少量泄漏。这种污染一般集中在运输路线附近和储罐周围。这样的污染.污染的特点是,除个别事故区域外,污染强度不是很大,大部分污染是分散的..3)石油污染的处理:这种类型的污染的主要集中在炼油和周围的场地化学公司。处理过程中产生的污染不仅包括原料和产品来运行,运行,滴的生产过程中,所造成的泄漏的污染,造成生产处置不当污染的过程中产生的,还包括废物。这种污染的特点是污染物,残油难以挥发,难降解组分含量高。(4)受污染灌区的石油污染:在某些地区,由于其生长,这一时期由含油废水直接灌溉,污染物全年在土壤中积累。这种污染比其他几种污染要好。污染浓度相对较低,但由于其污染面积大,污染效果明显。5)意外污染:意外污染的原因主要是指因一些意外事故油污。这部分污染.其特点是污染浓度大,污染物中挥发性成分多,污染面积小..

含油污泥成分非常复杂。其主要特点是: 1)原油组成复杂,有研究表明原油中含有数千种物质,大致可分为饱和烃、芳香烃、沥青质、胶质等组分,其中相当一部分是生物难降解有机质。2)由于其特殊的组合物,油泥难以确定与治疗依从性的一个方法。

含油污泥的危害主要在于需要占用大量土地进行堆放。长期堆放会改变土壤的理化性质,造成土壤质地和孔隙小;对一般土壤微生物产生危害;对地表水、地下水和大气环境质量造成危害。长期危害的物质包括具有“三个字母”风化包含在污泥动作多环芳烃。

 背景技术

在国内外含油污泥处理技术的发展中投入了大量的力量,也形成了一些有效的技术,近年来一些处理技术的发展和应用概述如下:

1.物化处理方法:

主要有填埋法、调质机械分离法、化学固化法、化学氧化法、高温处理法(燃烧、裂化等)、萃取法、超临界萃取法等新方法。

一些方法,如垃圾填埋场之类不能完全解决污染问题,因为现在少用。一般来说,化学方法具有反应速度快、处理效果明显等优点,因此得到了广泛的应用。但物化处理也有一些明显的缺点:有些方法不能完全去除污染物,因为大多数物理和化学处理。法律要求添加化学物质,这增加了二次污染的可能性;总体运营成本很高。

2.生物修复方法:

生物修复指生物特别是微生物催化降解或去除有机污染 物,从而去除或消除环境污染的一个受控或自发进行的过程。生物修复是主要的利润增长和繁殖,并提供通过工程措施的必要条件与生物天然或生物接种加速污染物的降解或去除。生物修复方法大体上可以分为两类:原位(in situ) 生物处理和异位(ex-situ)生物处理。生物反应器是一种异位生物处理技术。由于它能很好地控制降解条件,是一种潜在的处理技术,处理速度快,效果好。

由于受限制的生物学特性,生物修复技术有很大的局限性:1)对所有的微生物不能降解的污染物在环境中难降解污染物,不溶性和土壤腐殖质和土壤污染物经常在一起生物修复困难。2) 一些低渗透土壤不适合生物修复。特定的微生物只降解特定的化合物类型,化合物形态一旦变化就难以被原有的微生物酶系降解。4)微生物活性对温度等环境条件敏感。5)反应周期相对较长。

现有加工技术的常见问题:

        ●不能满足国内普通油泥处理达标排放要求;

●物化法固定投资和运行成本相对较高;

●生物处理法反应周期较长。

本发明旨在开发一种经济实用的含油污泥处理工艺及装置,以解决我国石油工业中含油污泥的处理问题。

为了使石油工业产生的含油污泥经处理后达到国家标准,发明人选择了某油田开发过程中产生的难以处理的含油污泥作为研究对象进行了大量的实验研究。研究结果表明,油泥中60%以上的有机物为饱和烃类,这部分烃类 可以通过在改进的生物泥浆反应器中进行生物处理得到高效去除,经过生物预处 理后残留的有机物在化学氧化作用下得到分解,发生部分矿化,剩余有机物的可 生化性也会由于物质结构的变化而得到显著改善,因此,通过化学氧化技术处理 后的含油污泥再经过接种高效酵母菌种进行处理,其中的有机物可以得到进一步 的去除,从而保证了被处理污泥的达标排放,这就是本发明的权利要求书第一项 的内容。

在研究中发现,进行生物处理的限制因素是原油的溶解度而不是氧,因此改 进的生物反应器取消了曝气装置,可以有效地降低处理成本;经化学氧化后接种 的高效酵母菌是我们从原油污染土壤中分离的菌种,是对多环芳烃有较好降解效 果的高效菌株,该菌株目前已保存在中国菌种保藏中心,保藏号为CGMCC 2.2540; 这些研究成果形成了本发明的权利要求书第二项的内容。

根据上述研究结果,开发了一套包括生物反应器、相应固液分离设备单元、化学氧化设备单元和后续生物处理设备单元的集成装置,用于处理含油污泥,以解决我国油气田含油污泥达标排放问题,这是本发明第三项权利要求的内容。

根据油气田油泥污染源的特点,在周围环境中有一定的数量、范围和复杂性,开发了一种可通过卡车或拖车在一个或多个基板上运输的撬装装置,使该装置可根据需要在不同的地点回收利用。这是本发明权利要求第4项的内容。

本发明的主要技术方案为:含油污泥首先产生于一种改进的生物泥反应器预处理,接种微生物后由回流部分的后续生物处理单元排放污泥完成..在自然 ph 值条件下,添加氮、磷(根据污染土壤的质量,如果土壤富含氮、磷,不需要添加)。污泥中的大部分饱和碳氢化合物将被去除。污泥生物预处理化学氧进入处理后,多种技术可用于化学氧化,化学氧化,根据现场条件,设备成本,生产情况,主要确定。Fenton氧化的优点是设备费低,缺点是反应时 间长,反应器大。用Fenton氧化技术,根据污染情况处理条件可以适当调整,但 通常过氧化氢和二价铁的投加量分别为50-500mg/kg和20-200mg/kg,pH为3-5, 反应时间为0.5-4小时。O3优点氧化反应速度快,反应器结构紧凑,无需调节pH,不施用,缺点是高的设备(臭氧发生器)的费用。使用O3氧化技术的大致条件如 下:臭氧投加量20-200mg/kg,pH为3-11(不必控制),反应时间为2-20分钟。后氧化处理污泥到随后的生化处理工艺。由于现场缺乏专业的管理人员,对处理装置的自动化程度要求很高,油泥的排放和处理存在间断性。考虑到这些特点,生物处理设备单元仍选择管理方便、自动化程度较低的改良型生物污泥反应器。反应器效果稳定,无曝气,可开停,可自由施加..用高效酵母菌株接种后,可获得较好的处理效果。该方法和本发明的装置中,以较低的处理成本,使得国家排放油泥,油和瓦斯油的各种要求可以解决污泥处置的问题。

图形描述图图1显示了本发明的实施例之一,但本发明不限于图。1.主要通过三个过程油泥处理单元:①生物预处理反应器;后处理过的油的污泥进入氧化反应器。②臭氧或芬顿化学氧化处理装置主要用于提高处理液中残留可溶性有机物的生物降解性。③生物处理装置中,通过接种酵母物种在HRT条件有效量的图2d 1有效地除去残留的有机物质中的污泥。④泥分离装置,具有框架过滤器或离心机。

具体实施例描述与本发明相关的实验结果,但本发明不限于实验结果..改良生物反应器首先在25°C的温度下对含油污泥进行预处理,结果见表1。预处理对含油污泥中饱和烃的去除效果良好,含油污泥的去除率达到46% 。预处理后的含油污泥经臭氧氧化,结果见表2。从表2的结果可以看出,氧化30min后,对油泥中油的去除率约为36.9%, BOD/TOC的值从0.06上升到了0.60。臭氧氧化不仅可以去除废水中的有机物,而且可以提高废水中有机物的可生化性。不同氧化时间处理的含油污泥.好氧生物处理结果见表3..随着氧化时间的延长,对废水中残留有机物的去除率逐渐提高,进行了以下生物处理。

综上所述,本发明将生物预处理、高级氧化、生物处理等工艺和装置相结合,解决了石油工业含油污泥处理的问题,使其达到国家综合废水排放标准。

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