油田含油污泥处理药剂及工艺

2025年12月8日技术前沿 1030

由于南区和西区含油污泥性质不同因此油田含油污泥处理工艺和使用的药剂也不同：

一、南区含油污泥处理站采用筛分流化-调质-清洗-破乳-离心处理方式，其设备和工艺流程图见下图及附录1。

1、筛分流化处理装置操作参数：

筛分流化处理装置的主要功能是将污泥中大于5mm的固体颗粒筛选出去将污泥稀释提高污泥的流动性，掺水温度65℃;现场实际处理装置回掺水量在20m3/h时（掺水比例为1.5:8），分离出的大块物料上的污油去除率可达到80%~90%。

2、清洗药剂室内筛选试验

（1）污泥清洗剂的筛选复配

取容积为1000ml的烧杯,称取（100±1）g含油污泥，以污泥量计加入2000mg/L清洗剂,加入600ml水,将烧杯置于65℃恒温水浴中预热1h；加入清洗剂在65℃下以260r/min的转速搅拌1h搅拌桨距烧杯底部约1cm；停止搅拌后，抽取烧杯底部污泥，在3000r/min的转速下离心4min，取出后倒掉水层中的水用脱脂棉擦去离心管壁上附着的原油。见表1。

表1含油污泥清洗剂筛选表格

药剂筛选	含油污泥+热水 g	药剂	浓度10%加药量ml	脱水量ml	油水分离速度m	水色	界面	泥沙
1	100	jd11-1	0.5	81	10	3	Ok	2
2	100	现场	0.5	81	20	2	Ok	3
3	100	jd11-2	0.5	81	10	1	Ok	1
4	100	jd11-3	0.5	81	30	2	Ok	×
5	100	空白	0.5	81	60	–	Ok	×
6	100	jd11-4	0.5	81	10	3	Ok	3
7	100	jd11-5	0.5	81	20	1	Ok	2

jd11-2除油效果好，分离速度快，水色和泥沙好，不仅能够保证洗后水质循环使用，还能清除泥沙表面及上层附油为后续处理创造良好条件。

（2）调质PH值对清洗剂的影响

当PH小于7，投加清洗剂后污泥内包含的部分杂质被溶解，有助于破开包裹油珠的固体外壳，清洗后剩余的污泥含油量较低;而当pH达到12时,部分含油污泥中的原油组分能够与碱发生皂化反应生成表面活性物质，可与洗油剂共同作用促使原油乳化与固体分离，也能够提高清洗效果。常用碱/电解质调制。

3、投加破乳剂的筛选试验

（1）破乳剂的筛选

向150ml配方瓶中加入污油30ml，含油污水70ml，在75℃恒温水浴中预热30min；按照500mg/L的剂量加入破乳剂，用手振荡50下，于75℃恒温水浴中静置沉降24h后，用玻璃注射器从油层中部抽取约10ml油样进行测试,其结果见表2。

表2 复配破乳剂效果试验表

（2）破乳剂的破乳效果优选试验

实验选择破乳剂ld-1091和油田常用SP169破乳剂，与空白样进行了破乳效果对比试验，试验结果见表3。

表3 含油污泥破乳剂筛选表格

破乳剂	加量/(mg/L)	脱出水休积/ml		含水率/%	水和沉淀物含量/%
破乳剂	加量/(mg/L)	60min	360min	含水率/%	水和沉淀物含量/%
SP169	200	60	68	17.3	23.8
ld-1091	200	70	75	0.0	1.1
空白	—	60	65	32.5	42.1

通过室内试验研究优选出的破乳剂ld-1091，在污泥处理过程中可有效提高对油、水、固体三相分离。

4、催化剂试验

表4为ld催化剂及现场催化剂效果对比，观察加药后出油速度和泥沙。

表4 含油污泥催化剂筛选表格

药剂筛选	药剂	环保催化剂g	油水分离速度m	水色	泥沙	催化	干燥	泥沙含油量%
1	Ld11	0.5	7	1	1			1.3
2	现场	0.5	10	2	3			2.5

Ld11催化剂处理后泥沙含油量为1.3%，符合国家标准，水色1级可重复循环使用。

5、最佳运行参数条件下的系统稳定试验研究

通过上述对各单体处理设备运行参数的优化试验，得出相应的最佳工业运行参数，并进行了稳定试验。回掺水温度70℃，回掺水量25m3/h，调质温度设为60℃，离心机转速3000r/min，絮凝剂加药量40L/h，试验结果见表5。

表5 筛分流化-调质-离心处理工艺现场实际运行测试结果

经离心分离最终处理后的污泥中的含油率均小于2%，达到了设计要求的技术指标，并达到了《油田含油污泥综合利用污染控制标准》规定的指标。优化出的最佳运行参数能够保证污泥得到有效的处理。

二、西区含油污泥处理站则采用筛分流化-浮选调质-离心处理方式，具体工艺设备和流程图见下图及附录2。

1、筛分流化处理装置的主要功能是筛大颗粒，将污泥中大于5mm的固体颗粒筛选出去将污泥稀释提高污泥的流动性。掺水温度可达到80℃。含油污泥和70℃热水以20:80水混合后温度降到60℃。池子200多方每天处理100方泥，其中含聚地埋油每天30吨实际只有3吨，泥不合格再返回池子里。

2、四个加药撬装用两边的两个，一个加聚铝另一个加絮凝剂，曝气池爆气小颗粒。污泥缓冲罐缓冲罐40立，调质罐60立方可运行40方/h，能停1h多一些，温度60℃〜80℃，离心机转速平均2200r/min能达到3000r/min，回水温度50℃多8小时两罐再加药。三相分离器有一个300方的大概停留6〜7个小时，加4种药其中有催化剂分散剂碱/电解质。

3、由于地埋油含聚因此需使用降解剂，降解剂可将原液粘度从50mpa.s多降粘到6〜7mpa.s。第一步降解剂除聚加2.5%，第二步清洗除油加2%，第三步絮凝脱水加10mg/L其中第二步需配以碱/电解质调质，参考加入量0.5%，60立含水污油泥+40立处理剂=100方先实验一釜。

4、确定工艺如下：1）、生物降解除聚2.5%48h，2）、清洗除油2%，3）、絮凝脱水。目前看生物降解时间远超标准实验结果，纯的聚合物实验条件只需8h即可，24h能到水一样的粘度。取现场污泥实验，48h分离出的聚合物还是一种细碎絮状，没有达到理想效果，接下来的问题就是大量的细碎絮状物和油漂浮在上层，由于没有刮板，这样在收油时，很难收干净，如不及时收走，它还会变成一种絮凝剂，遇到条件改变还会絮凝沉降下去。解决这个问题只能是到第二步时边洗边即时收油方可。聚合物的含量很高，把细碎的絮状物收完以后，所剩真正的污泥不到一半。

序号	清洗剂浓度/(%)	油泥(kg)	泵(kg)	分离原油(kg)	油泥含油 /(%)	泥土含油/(%)	洗涤时间/(min)
1	1	1000	1000	182.2	23	5.44	30
2	1	1000	1000	184,2	23	5.33	60
3	1	1000	1000	186.4	23	4.97	90
4	2	1000	1000	197.1	23	3.71	30
5	2	1000	1000	201.5	23	2.84	60
6	2	1000	1000	208.9	23	1.97	90
7	3	1000	1000	213.7	23	1.89	30
8	3	1000	1000	220.1	23	1.84	60
9	3	1000	1000	221.2	23	1.79	90

5、结论：

（1）药剂加量顺序0.5%碱/电解质+2%清洗剂+200mg/L破乳剂+0.5%催化剂；

（2）落地油泥经1〜1. 5h的洗涤后沉降24h泥土中的含油量可达到2%以下，破乳剂反应30分钟以上再沉降24h；

（4）西区污油泥的处理，其重点在浮选工艺，絮凝剂加入量为10mg/L，上料筛选浮油导油设备尚需改进。

（5）生物降解速度较慢，应选择效率较高的生态修复技术，以达到缩短降解时间和减少占地面积的目的。

附录1

南区含油污泥处理设备及工艺流程图

附录2

西区含油污泥处理设备及工艺流程图

附录3

表面活性剂净洗性能一览表：

R值越大，表明净洗能力越强，该测试标准可用来表征表面活性剂对一般污垢的去除，不适用于反映油脂和蜡质的去除能力。

表面活性剂名称	R（%）值
AEO-3	R（%）=3.69
AEO-5	R（%）=3.31
AEO-7	R（%）=9.50
AEO-9	R（%）=12.19
TX-10	R（%）=15.77
NP-8.6	R（%）=14.98
OP-10	R（%）=14.55
XL-90	R（%）=13.91
XP-90	R（%）=4.30
TO-90	R（%）=15.58
渗透剂JFC	R（%）=2.01
快T	R（%）=0.77
净洗剂209	R（%）=4.98
十二烷基苯磺酸钠 LAS	R（%）=9.12
十二烷基硫酸钠 SDS	R（%）=5.30
烯基磺酸钠-AOS	R（%）=8.63
仲烷基磺酸钠SAS	R（%）=15.81
脂肪醇醚硫酸盐 AES	R（%）=5.91
脂肪醇醚羧酸盐 AEC	R（%）=6.20
脂肪酸甲酯磺酸盐MES （液体）	R（%）=15.55
脂肪醇的磷酸盐	R（%）=2.08
脂肪醇醚的磷酸酯AEP	R（%）=5.88

附表4

各种表面活性剂除油性能对比：

C=试样去油质量／标准配方去油质量，C值越大，表明表面活性剂的去油能力越强

表面活性剂名称	去油C值
AEO-3	去油C值=1.53
AEO-5	去油C值=1.40
AEO-7	去油C值=1.22
AEO-9	去油C值=1.01
TX-10	去油C值=1.17
NP-8.6	去油C值=1.25
OP-10	去油C值=1.37
XL-90	去油C值=1.10
XP-90	去油C值=0.66
TO-90	去油C值=1.40
渗透剂JFC	去油C值=0.77
脂肪酸甲酯乙氧基化物FMEE	去油C值=1.94
快T	去油C值=0.35
净洗剂209	去油C值=0.76
十二烷基苯磺酸钠 LAS	去油C值=0.92
十二烷基硫酸钠 SDS	去油C值=0.81
烯基磺酸钠-AOS	去油C值=0.73
仲烷基磺酸钠SAS	去油C值=0.98
脂肪醇醚硫酸盐 AES	去油C值=0.63
脂肪醇醚羧酸盐 AEC	去油C值=0.72
脂肪酸甲酯磺酸盐MES （液体）	去油C值=1.11
脂肪醇的磷酸盐	去油C值=0.32
脂肪醇醚的磷酸酯AEP	去油C值=0.46

附表5

表面活性剂除蜡性能对比表：

白度值W越大，表明该表面活性剂除蜡能力越好

表面活性剂名称	W值
AEO-3	W=67.42
AEO-5	W=61.98
AEO-7	W=53.25
AEO-9	W=47.30
TX-10	W=46.11
NP-8.6	W=60.03
OP-10	W=58.92
XL-90	W=48.54
XP-90	W=33.16
TO-7	W=68.96
TO-9	W=59.81
脂肪酸甲酯乙氧基化物FMEE	W=77.43
三乙醇胺	W=49.79
三乙醇胺油酸皂	W=56.31
净洗剂6501	W=32.78
渗透剂JFC	W=31.91
快T	W=18.90
净洗剂209	W=22.55
十二烷基苯磺酸钠 LAS	W=34.17
十二烷基硫酸钠 SDS	W=27.31
烯基磺酸钠-AOS	W=29.25
仲烷基磺酸钠SAS	W=30.87
脂肪醇醚硫酸盐 AES	W=26.37
脂肪醇醚羧酸盐 AEC	W=33.88
脂肪酸甲酯磺酸盐MES （液体）	W=49.35
脂肪醇的磷酸盐	W=20.47
脂肪醇醚的磷酸酯AEP	W=29.38

附表6

脱脂性能：

附录7

油田含油污泥处理技术及应用

含油污泥的处理措施众多,每种方法都有其自身的优缺点和适用范围。仅靠单一的处理工艺很难满足环保的要求,而且从目前的发展趋势来看,将各种工艺有机组合,加强污泥的深度处理是发展的趋势。含油污泥直接填埋或将含油污泥脱水制成泥饼等简单处理措施是我国多数油田采用的主要方法,但这种方法带来了一定程度上的经济损失和环境污染。随着各项处理技术的日臻完善,焚烧法筛分流化调质离心法等处理措施将是污泥前处理的主要方向,而含油污泥的深度处理方法之一“电化学生物耦合处理”具有更广阔的发展前景。同时鉴于含油污泥中成分复杂,应及时分级、分阶段处理,从而达到含油污泥的无害化处理和资源化应用。

在国内首次集中阐述了油田含油污泥处理技术及工艺在环境保护与新能源开发等方面的应用实例,以含油污泥为研究对象,旨在利用各种工艺技术实现能源的回收,完成含油污泥的资源化利用。全书共11章。第1章绪论,分析我国含油污泥处理的必要性及国内外含油污泥处理的现状,并对含油污泥处理发展趋势进行展望;第2章含油污泥特性、检测方法及处理标准,介绍了含油污泥的常规检测方法及含油污泥处理标准;第3章含油污泥减量化处理工艺技术研究与应用,介绍了含油污泥在污水处理过程中的减量化及含油污泥脱水工艺及技术;第4章筛分流化调质离心处理工艺技术研究及应用,介绍了筛分流化调质-离心的原理及工艺发展现状,尤其以大庆油田采油四厂的筛分流化调质离心工艺进行重点介绍，改工艺已经成为油田筛分流化调质-离心的示范工程。

目前含油污泥处理技术有筛选流化-调质-离心工艺、热处理工艺(化学热洗、焚烧、热解析)、生物处理法(地耕法、堆肥法、生物反应器)、溶剂萃取技术及对含油污泥的综合利用等。目前,国内外应用较多并且比较成功的是采用物理法和化学法(离心分离加化学药剂处理)相结合,即调质-机械脱水工艺,该技术比较成熟,在欧美各地的油田应用广泛并且处理效果良好。该方法的不足是处理效果会受污泥来源的影响,对于含有大量的砖瓦、草根、塑料等杂物的污泥,需要配套预处理设备和工艺。

各地由于在地质和地理条件上的差异,土壤对油类有机物的耐受程度不同,因此对于污泥中的总石油烃(TPH)或者含油量,世界上没有统一的标准,但是很多国家和地区都根据本地区的实际情况以法规或指导准则的形式提出了相应的现场专用指标,对土壤或污泥中的含油量及有机物和重金属含量提出了相应的限制。大部分含油污泥处理指标要求都与污泥的最终处置方式有直接的关系。不同国家对处理后含油污泥中的含油量要求的指标见表1.1

大庆油田根据已建和在建的含油污泥处理站筛分流化调质-离心处理工艺,依据国外对含油污泥处理后污泥中剩余油含量要求的指标(≤2%)开展处理试验,并对处理后的污泥采用微生物处理技术和电化学处理技术进行深度处理,使深度处理后的污泥中含油的指标≤3‰，满足《农用污泥中污染物控制标准》(GB4284—1984)的要求。

1.2.2国外油田含油污泥处理关键技术

荷兰吉福斯公司采用的是生物处理法,加拿大TDS公司、美国的 SWACO公司采用的是热解析技术,法国、德国的石化企业多采用焚烧的方式。随着环保法规的逐步完善和企业技术进步的要求,含油污泥的污染治理技术已日益引起人们的关注和重视,半个多世纪以来,含油污泥处理技术发展很快,常见油泥处理艺的特点见表1.2

1.调质机械脱水技术

机械分离法是指污泥经重力、气浮等方法浓缩后,用机械力使污泥进一步脱减容或分离,以便于运输并满足污泥达标排放或利用要求。要通过调质-机械脱水使含油污泥实现油-水-固(无机固体)的三相分离,关键是使其中黏度大的吸附油解吸和破乳。为促使油从固体粒子表面分离, Surerldra认为加入合适的电解质可增加系统的电荷密度,使它们取代油组分优先吸附在粒子表面,并使粒子更分散,为油从固体颗粒表面脱附创造更好的条件。

Jan等分别发明了通过含油污泥调质-机械脱水工艺回收油的有关专利技术通过投加表面活性剂、稀释剂(癸烷)、电解质(NaCl溶液)或破乳剂(阴离或非离子)、润湿剂(可增加固体微粒表面和水的亲合力)和pH调节剂等,并辅以加热减黏(最佳为50℃以上)等调质手段。含油污泥经过调质后,使污泥的脱水、沉降性能得到很大的改善。

德国OMW炼厂和ESSO公司应用三相卧式螺旋离心机处理含油污泥,该工艺是把油泥加热至60~80℃并预搅拌或加入有机絮凝剂,处理量60m/h,可把含油污泥分为三相,由一台Z42-3/ 441离心机和油泥料泵、电气控制板和钢架组成一个完整的处理系统。该离心机技术关键是可调叶轮工艺,可根据不同的油水密度差进行调节,在三相离心机后,用一台小型立式叠片分离机进行油相的精炼,可达到满意的处理效果

2溶剂萃取技术

与其他方法相比,萃取法具有以下优越性:①工艺过程简单、快速、选择性高;②易于连续化和远距离操作;③有利于消除污染,改善环境;④节约能量。溶剂萃取在化工、冶金环境及综合利用方面有广阔的发展前景,近年来随着我国石油化工工业的不断发展,为这项技术的推广奠定了更加稳定的基础,也开发了多种萃取剂和萃取装置,使萃取工艺能更好地应用于实际生产中。目前,在国外,由于成本高,萃取法还没有广泛应用于含油污泥处理。

3热处理技术

1)化学热洗

化学热洗法(也称热脱附法)是美国环保局处理含油污泥优先采用的方法前主要用于落地油泥的处理。一般以热碱水溶液反复洗涤,再通过气浮实施液分离。洗涤温度多控制在70℃左右,液固比2:1，洗涤时间20min,能将含油率为30%的落地油泥洗至残油率1%以下。混合碱可由廉价的无机碱和无机盐成,也可选用廉价的洗衣粉等。该方法能量消耗低,费用不高,但是目前单纯以回收污油为处理目的的工艺在油田应用较少。

2)焚烧

焚烧是最彻底的含油污泥处理方法,它能使有机物全部碳化,杀死病原体使有害的重金属离子固化于焚烧灰渣中,难于溶出,可以最大限度地减少污泥体积。另外,焚烧法处理污泥速度快,不需要长期储存和远距离运输,可以就地焚烧。长期以来一直被国外大多数油田及炼油厂采用,但它对污泥预处理脱水要求严格,污泥含水率达到38%以下时才可不需要辅助燃料直接燃烧。

在无氧条件下加热到水的沸点以上,烃类物质裂解温度以下的温度,使烃类物质及水蒸发出来,剩余泥渣能达到BDAT要求,烃类物质可以回收利用。

热解吸技术是20世纪90年代初国外迅速发展并获得应用的工艺,主要有er等开发的包含低温(107~204℃)高温(357~510℃)加热-蒸发冷凝步骤的含油污泥处理工艺(已在欧洲多个国家申请了专利）。其中高温蒸发器出来的蒸汽可以作为低温蒸发器的热源,最后出来的泥渣满足填埋的要求。蒸汽冷凝后与离心机出来的离心液混合,经沉降后下层水可以排回污水处理场,上层含有大量的油及少量的细颗粒和水,加入药剂后再用离心机分离,泥渣返回到低温蒸发器,离心液经沉降后分离油和水。

与焚烧技术相比,在隔绝氧气的情况下,通过热解的方式将含油污泥中重质组分转化为轻质组分,可以将其中挥发性有机物(VOCs)和半挥发性有机物组分( SVOCS)进行回收,不仅具有较高的能量回收效率,而且低温还原性条件可使大多数金属元素固定在固体产物中，产生的烟气仅为焚烧法的1/5，遏制了污染。

4.生物处理技术

目前,生物法应用的比较广泛。 Lazar等分离出了六株对油泥中碳氢化合物有高降解活性的细菌,在实验室对 Otesti油田油泥的降解测试表明,在动态(750mL容量瓶内,200r/min的摇床上)下碳氢化合物去除率为16.85%~51.85%，Mray yana等从约旦某油田油泥中分离并富集了三株自然菌,并进行了实验室降解试验,结果表明,根据菌株和浓度的不同,油泥中总TOC的去除率为0.3%~28%,当向试验瓶内加入氮、磷和硫组成的营养元素后,最大去除率可达43%，Hahn等采用生物液/周处理工艺对含油污泥进行处理,并对其处理原理和评价此工艺性能所需的分析参数进行了论述。许增德等山经过对微生物的分离筛选和诱导培养,选育到了合适的菌株,利用该菌株对含油污泥经厌氧处理后再进行好氧脱油实验,对污泥中脱岀原油进行回收,结果表明,微生物降解实验中,随着时间的延长,油去除率越高,降解效果越明显,处理后的污泥达到排放标准。

此外,对于因泄油而造成突发污染事件,特别是污染面积大时,可以对土壤进行原位的生物修复。 Vasudevan等应用分离出的土著微生物对石油污染的土壤进行了修复试验,分析了通风情况、无机营养和微生物种类等因素对除油效果的影响,并比较了麦糠和无机营养加入土壤后对碳氢化合物的降解效果,其去除率分别为76%和66%,同时细菌的数量也有一定程度的增加。Loehr等进行了原位生物修复石油污染土壤的研究,结果表明,生物修复能够有效地减少土壤内污染物浓度、毒性及其迁移性,在活性修复完成后,其浓度会进一步降低，并且没有有毒的副产品产生。Wei等等比较了生物扩增和堆肥化对油泥中总碳氢成分的去除效果,结果表明,前者去除率为46%~53%,而后者为31%，同时,如果加入一些营养物质,可以激活土著微生物,能够提高总碳氢的去除率,反之,加入一些抑制物质,石油几乎没有得到降解。

5.电化学处理技术

该法可有效地去除土壤中的有机污染物[如TPH、PAH、 CVOCS、半挥发性氯化物、BTEX、氰化物、PCBs杀虫剂、DF(二氧吲哚,呋喃)、MTBE、重金属等]。另外,该方法目前在采油上也有应用,其具有反应时间较短、不用拆除地面建筑物、适用范围广等优点。在从钻井液、废油池、泻湖中降解回收油、去除污染物和从地层水中回收油等领域有很多的应用。

6.污泥回灌调剖技术

污泥回灌调剖技术将含油污泥全部回灌地下,既解决了污水处理系统污泥大量淤积影响水质的问题又解决了污泥的最终出路及二次污染问题,并且增油效果显著。与传统处理措施相比经济效益和社会效益显著,为油田处理含油污泥找到了一条经济、有效的途径。处理后的含油污泥作为调剖剂需达到的技术指标为:含油污泥黏度低,不大于0.3Pa·s,可泵性好;加入悬浮剂后含油污泥悬浮性能好,沉降时间大于3h。

7.其他处理技术

将含油污泥作为催化裂化装置分馏塔的油浆或焦化装置原料,或者从含油污泥中回收轻研究和中试阶段,尚缺乏完善可靠的技术、工艺,缺少典型示范工程。大多数研究主要针对含油污泥中原油的回收,有关剩余含油污泥的净化处理的研究还处于起步阶段。各类处理方法都具有一定优缺点和使用局限性,具体见表1.3。

2、大庆油田含油污泥特性

1)含泥率、含水率分析

由于污泥的性质、成分差异很大,取部分来源的样品分析测试污泥的含泥率、含水率、含油率,见表2.1。由于井场含油污泥分布极不均匀,难以取得有代表性的样本,故无落地含油污泥的分析数据。

2)组成成分分析

（1）阴阳离子

大庆油田含油污泥中不仅含有大量的阳离子(如Na+、K+、Ca2+、Mg、Ba、Sr、Fe等)和阴离子(如Cl、SO4、co3、HCO3等),而且还含有少量的重金属离子(如Cr、Cu、Pb、Hg、Ni和Zn等)。含油污泥中重金属含量分析结果见表2.2。

（2）干泥的组成

①干污泥矿物组成

对处理后的干污泥利用X射线衍射分析法,对泥土矿物组成进行了测试结果见表2.3

表2.3可见,污泥中主要矿物组成是伊利石和高岭土,其含量占到总量的90%以上,伊利石十蒙脱石与蒙脱石十绿泥石含量之和不到总量的10%。上述测试数据与普通天然岩石中胶结物矿物组成测试结果是一致的,表明采出污泥的主要矿物组成是经水或聚合物溶液冲刷、脱落而被带出地面的油藏岩石胶结物。

②污泥粒径

脱水、脱油处理后的泥土是由不同粒径颗粒组成的混合物,对污泥样品所含泥土颗粒粒径及分布状况分析,见表2.4,样品一中0.071mm以下的泥土颗粒占到总数的70.18%，0.25 mm以上的为14.34%，0.071~0.25mm的只有15.5%，而在样品二中0.071mm以下泥土颗粒占总数的30.40%,0.25mm以上的为5.34%，0.071~0.25mm的高达64.17%，两个样品虽然取自同一采油厂，但它们粒径分布存在较大差异。样品三中0.071mm以下泥土颗粒占到总数48.2%，

0.25mm以上仅为2.3%,0.071~0.25mm的为49.5%。一厂污泥与八厂污泥样品相比较,粒径较大颗粒所占比例较小。

(3)有机成分组成

含油污泥中自然存在的有机化合物主要分为四类,即脂肪烃和环烷酸、芳香烃、极性化合物和脂肪酸。采自不同地点的污泥,这些化合物的相对含量和相对分子质量分布变化很大,见表表2.5。

混合含油污泥样品中含油量2×10mg/kg,《农用污泥中污染物控制标准(GB4284-1984)中矿物油含量3000mg/kg,油类指标超标严重。

如图2.1所示,含油污泥中脂肪烃和环烷烃的含量范围较宽,碳原子数低于5的脂肪烃极易溶解于水，是主要的挥发性有机碳。芳香烃化合物和脂肪烃化合物在含油污泥中含量较高.而极性化合物和脂肪酸化合物次之。

4)含油污泥中原油与大庆原油的对比

大庆油田内部不同区块的原油性质也有不同,各区块原油的物理化学特性见表2.6和表2.7。

由表2.8可见,普通的原油和含油污泥的原油性质相似,只是原油中重质成有所增加,导致黏度、凝固点、含硫和残炭量略有増加。污泥中分离出来的原油性质与普通原油性质没有明显变化,不影响原油的正常利用。

5)化学药剂

在原油集输及处理过程中投加了多种化学药剂,这些化学药剂具有重要的作(如缓蚀、阻垢、防蜡、杀菌、破乳等)不同的采油厂所采用化学药剂的类型和数量不同。根据这些化学药剂在油和水三相中的相对溶解度,不同的化学药剂分别进入油、气、水三相,其浓度不同。表面活性剂可以进入任何液相,但是在采油过程中有些表面活性剂要被耗。就目前的技术手段来说,要评估这些化学药剂的数量和类型非常困难,因此对此类指标未进行测定。

通过对大庆油田含油污泥样品的分析,可以初步得出以下几个结论：

①含油污泥中含油量差异较大。

②矿物油的成分变化较大。

5～8月份含油污泥处理站主要处理清罐油泥，平均含油率25%含固率30%，含水率45%，共处理含油污泥约1600m²。

4.4.6筛分流化-调质-离心处理工艺现场运行结果

为了确保现场处理工艺最终的处理结果，首先在室内进行药剂的筛选和设运行参数的优化试验，用于指导现场生产装置的稳定运行。

1.筛分流化处理装置操作参数优化

筛分流化处理装置的主要功能是将污泥中大于5mm的固体颗粒筛选出去将污泥稀释提高污泥的流动性，若回掺水温度过低或回掺水量过小，会导致物料上的污油来不及冲洗干净便被筛分出去，对环境造成污染，同时也会造成理后的流态污泥温度过低，污泥和污油分离不充分，增加后续调质处理难度。

经过现场试验，通过观察分离出的大块物料的含油情况得出：当掺水温度65℃;现场实际处理装置回掺水量在20m3/h时（掺水比例为1.5:8），分离出的大块物料上的污油去除率可达到80%~90%；若回掺水温度低于65℃,回掺水量低于20m3/h，则无法保证处理效果。

2.清洗药剂室内筛选试验

（1）污泥清洗剂的筛选复配

污泥清洗剂的筛选试验方法:取容积为1000ml的烧杯,称取（100±1）g含油污泥，加入600ml

水,将烧杯置于65℃恒温水浴中预热1h；加入清洗剂在65℃下以260r/min的转速搅拌1h搅拌桨距烧杯底部约1cm；停止搅拌后，抽取烧杯底部污泥，在3000r/min的转速下离心4min，

取出后倒掉水层中的水用脱脂棉擦去离心管壁上附着的原油。

由表4.9可见，应用均匀设计复配得出清洗剂10个配方，对含油污泥清洗效果的评价,从中优选出适合现场含油污泥的清洗剂配方为XY-1命名为ST-1001。

表4.9 清洗剂效果试验表

（2）清洗剂适用条件的优化

①温度对清洗剂的影响试验：称取100g污泥，以污泥量计加入2000mg/L清洗剂,加入600ml水在水浴中预热至一定温度后搅拌,搅拌速度为300r/min，搅拌30min。结束后撇去烧杯中上浮的油层,将剩下的水和泥混匀后离心。离心结后将上层浮油和水层倒掉，用脱脂棉仔细擦掉离心试管壁上附着的原油,将试管底部的污泥取出搅匀后测其含水率和含油量。试验结果见表表4.10。

由表4.10可见，当水温为40℃时加药清洗后的污泥含油量高达91165mg/L，随着清洗水温的增加，清洗后的污泥中剩余含油量逐渐减少，说明清洗水温对洗涤剂的作用效果明显；当水温达到60℃以后清洗后的污泥中剩余含油量变化不大，考虑实用性和经济性，现场应选择清洗水温为60℃适宜。

②PH值对清洗剂的影响实验：称取100g污泥，以污泥量计加入2000mg/L清洗剂,加入600ml水，用盐酸和氢氧化钠调节至一定的PH。在水浴中预热至60℃后搅拌，搅拌速度为300r/min，搅拌30min。结束后撇去烧杯中上浮的油层，将水和泥混匀后离心。离心结束后将上层浮油和水倒掉,用脱脂棉仔细擦掉离心试管壁上附着的原将试管底部的污泥取出搅匀后测其含水率及含油量,试验结果见4.11。

从表4.11可见，当PH小于7，投加清洗剂后污泥内包含的部分杂质被溶解，有助于破开包裹油珠的固体外壳，清洗后剩余的污泥含油量较低;而当pH达到12时,部分含油污泥中的原油组分能够与碱发生皂化反应，生成表面活性物质，可与洗油剂共同作用，促使原油乳化,与固体分离,也能够提高清洗效果。

3、投加破乳剂剂的筛选试验

（1）破乳剂的筛选

向150ml配方瓶中加入污油30ml，含油污水70ml，在75℃恒温水浴中预热30min；按照500mg/L的剂量加入破乳剂，用手振荡50下，于75℃恒温水浴中静置沉降24h后，用玻璃注射器从油层中部抽取约10ml油样进行测试,其结果见表4.12。

由表4.12可见，应用均匀设计复配得出7个配方，通过对破乳剂效果的评价，得出P2效果最佳。然后再综合考虑与ST1001的配伍性，研制出了适用于进一步脱水处理的破乳剂，命名为DE2009。

2）破乳剂的破乳效果对比试验

实验选择破乳剂LD1091和油田常用SP169破乳剂，与空白样进行了破乳效果对比试验，试验结果见表4.13和图4.23。

破乳剂	加量/(mg/L)	脱出水休积/ml		含水率/%	水和沉淀物含量/%
破乳剂	加量/(mg/L)	60min	360min	含水率/%	水和沉淀物含量/%
SP169	200	60	68	17.2	24.0
LD1091	200	70	75	0.0	1.0
空白	—	60	65	31.6	42.0

由表4.13和图4.23可得出．通过室内试验研究优选出的破乳剂DE-2009，在污泥处理过程中可有效提高对油、水、固体三相分离。

4、不同含油量污泥调质温度优化实验

含油污泥进入调质罐后，需要对污泥继续进行加热来提高污泥的调质效果为了找到污泥调质的最佳温度，开展调质温度优化试验

试验方法：在烧杯中加人性质组分相当的含油污泥，再加人相同剂量的药剂，设置不同的调质温度，经过相同的调质时间和沉降时间，以调质后进人离心机前的污泥含油量为考察指标，优化调质装置的调质温度。共进行了5组实验每组实验的污泥初始含油量都不同，试验数据见表4.14。

由表4.14可见，调质温度越高，调质的效果越好，但是温度超过60℃后，调质后的污泥含油率随调质温度的提高变化不大，从节约能源角度考虑，认为调质罐的调质温度为60℃较为适宜。

5.现场含油污泥处理试验

1）清洗剂投加量优选试验

清洗剂加在调质罐内可以降低油/水、油/泥的界面张力，以利于油更好地从泥上剥离脱落。试验针对来源相同而含油量不同的含油污泥，分别加入不同剂量的清洗剂，在相同温度下，搅拌2h后，沉降2h，溢流上层上浮的污油，然后对调质罐底层污泥进行检测分析，以清洗后的污泥的含油率为指标优选出清洗剂的投加量。分别取了5个含油级别的污泥进行了试验，试验数据见表4.15。

由表4.15可见，当污泥含油量一定时，随着清洗剂投加量的增加，污泥的清洗效果越好；初始的含油量越高，所需要的清洗剂投加量越多。污泥含油率为5%～30%时，最佳的清洗剂投加量为40～120L/h。

2）破乳剂投加量优选试验

破乳剂可投加在调质罐和油水分离器内，用以破坏油水界面，降低油水界面张力，使界面膜的黏度下降，利于油水破乳达到油水分离的目的。试验针对来源相同而含油量不同的含油污泥，在分别加入相同数量的清洗剂和调节剂的基础上，然后加入不同数量的破乳剂，在相同温度下，搅拌2h后，沉降4h，然后从调质罐上层取污油样品，以上层污油的含水率为指标，优选出破乳剂的投加量。同样选取了5个含油级别的污泥进行了试验，试验数据见表4.16。

由表4.16可见，随着污泥含油量的增加，所需要的破乳剂量也随之增加，当破乳剂投加量达到一定量后，药剂的破乳效果基本稳定。现场可根据实际情况适当调整加药量。

3）离心装置及其参数优化

（1）离心机转速优化试验。

试验选择同一调质罐内调质后的含油污泥，调整离心机转速，让污泥在不同的转速下进行离心处理，对离心分离出的泥样进行含油量检测。为了保证数据的准确，在调整转数30min后再进行取样，以便确保所取样品与转数相对应。进行了5组试验，每调整一次转数上升100r/min，污泥离心机转数对处理效果影响实验数据见表4.17。

由表4.17可见，当离心机转速在2700r/min和2800r/min时，离心分离后的污泥中的含油率很难达到要求小于2%的处理指标；当转数达到2900r/min时，离心分离后污泥中剩余含油率达到了要求小于2%的处理指标，分离效果变好；之后继续增加离心机的转数，离心分离后的污泥中剩余含油率继续下降，但变化不大。考虑到随着转数的升高，离心机的轴瓦温度也随之升高，轴瓦温度过高不利于离心机的安全平稳运行，现场一般设置轴瓦温度高于95℃时自动报警，高于100℃时自动停机保护。因此从安全和分离效果考虑，离心机的最佳转数应该在2900～3100r/min，根据实际情况进行动态调整。离心机在各转数下对应的轴瓦温度范围见表4.18。

（2）离心机转速差优化试验

试验选择同一调质罐来泥，将离心机的转速设定在2900r/min不变，改变离心机的转速差，30min后取离心机分离出的泥样，测试不同转速差变化后污泥的含油率和含水率试验结果见表4.19。

含油污泥筛分流化—调质—离心处理技术，是一项多种技术集合的含油污泥处理技术。含油污泥的处理效果受调质温度、离心机转数、转差、各种药剂的投加量等影响。通过试验得出，不同来源的含油污泥性质和组分存在一定的差异，在实际生产过程中需要根据来泥的情况，按照现场实际试验得出的结果，调整相应处理的各项运行参数，才能保证最终的处理效果。

6.油水分离装置操作参数优化

油水分离器主要是用来接收调质罐溢流出的污油及离心机分离出的污油污水，具有缓冲沉降分离作用。整个油水分离装置依靠污油污水的重力沉降进行分离，并利用罐内的隔板将沉降后上层污油溢流到污油回收区外输；下层分离出的污水进入污水回收区，用作回掺水循环利用。油水分离装置主要包括四个区域：

（1）加热区。该区域设有加热盘管，可以对进入的污油污水进行升温加热，为下一步的油水沉降分离创造条件。

（2）沉降分离区。主要是进行加热后的污油污水的沉降分离。

（3）污油回收区。主要用来接收沉降分离后的污油。

（4）污水回收区。主要用来接收沉降分离后的污水。

由于本站处理后的污油需要进入油系统做进一步的处理，而对油中含水的指标要求不高，但考虑分离出的污水需要作为回掺水循环重复利用，而要求得到含油量较低的污水。因此，需要保证油水分离装置有足够的沉降时间，来确保分离出高质量的污水作为回掺用水，而且必要时还需要在油水分离装置入口处投加破乳剂。

为了优选出最佳沉降分离时间，进行了沉降时间对沉降效果的影响试验。每间隔1h对沉降后的污水进行取样分析，测试结果见表4.22。

7、最佳运行参数条件下的系统稳定试验研究

通过上述对各单体处理设备运行参数的优化试验，得出相应的最佳工业运行参数，并进行了稳定试验。回掺水温度70℃，回掺水量25m3/h，调质温度设为60℃，离心机转速3000r/min，絮凝剂加药量40L/h，试验结果见表4.23。

由表4.23可见，经离心分离最终处理后的污泥中的含油率均小于2%，达到了设计要求的技术指标，并达到了黑龙江省地方标准《油田含油污泥综合利用污染控制标准》（DB23/T1413—2010）规定的指标。优化出的最佳运行参数能够保证污泥得到有效的处理。

8、处理后的含油污泥组成及重金属分析 1）含油污泥的成分分析