本發(fā)明具體涉及一種油泥的處理方法。
背景技術(shù)：
含油污泥主要產(chǎn)生于油田和煉油廠。以石油勘探開(kāi)發(fā)業(yè)為例，其產(chǎn)生量為原油產(chǎn)量的0.5％～1％。特別是我國(guó)許多大型油田己進(jìn)入開(kāi)發(fā)后期，含油污泥和泥沙的產(chǎn)生量還要大于這個(gè)數(shù)據(jù)。按照我國(guó)目前原油產(chǎn)量估算，每年將有近百萬(wàn)噸的油泥、油砂產(chǎn)生，若加上石油化工產(chǎn)生的“三泥”，總量還要大得多。
特別是隨著聚合物驅(qū)應(yīng)用規(guī)模的擴(kuò)大，油田產(chǎn)出液中形成大量的含聚油泥，含聚油泥相對(duì)于傳統(tǒng)含油污泥，含有較多的聚合物及破乳劑、清水劑等有機(jī)藥劑，因而更加難以處理。
含油污泥的主要成分是有機(jī)雜質(zhì)、原油和水，污泥中還包括各種化學(xué)添加劑以及砷、鉻、汞等有害物質(zhì)。1998年，國(guó)家環(huán)保局將含油污泥列為危險(xiǎn)廢物，污泥排放前必須進(jìn)行無(wú)害化處理。
油田含油污泥給油田生產(chǎn)和發(fā)展帶來(lái)的危害是多方面的，主要表現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：①污泥的沉降性能極差，導(dǎo)致大量懸浮物和原油進(jìn)入污水處理系統(tǒng)，并在系統(tǒng)內(nèi)部形成惡性循環(huán)，使水處理系統(tǒng)狀況惡化；②污泥屬于危險(xiǎn)廢物，直接排放會(huì)造成周邊水源、空氣以及農(nóng)田的污染，危害動(dòng)植物及人類；③大量的含油污泥給油田企業(yè)帶來(lái)沉重的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。
目前對(duì)于油泥的處理，文獻(xiàn)報(bào)道較少，目前所采用的方法仍然是焚燒，將脫水后的油泥在高溫下使其可燃組分充分燃燒，并回收熱能，最終形成穩(wěn)定的灰渣。焚燒技術(shù)具有處理徹底的優(yōu)勢(shì)，但也存在流程復(fù)雜、二次污染嚴(yán)重、經(jīng)濟(jì)性差、無(wú)法適應(yīng)新環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)要求等問(wèn)題。
針對(duì)油泥，特別是含聚油泥的處理，目前還沒(méi)有形成一種成熟、有效的系統(tǒng)化整體處理工藝，目前所采用的方法仍然是在傳統(tǒng)污泥處理工藝上進(jìn)行改進(jìn)。因此通過(guò)對(duì)不同方法的探索、不同技術(shù)的整合，引進(jìn)新型處理技術(shù)，從而形成有效的油泥處理工藝，是勢(shì)在必行的。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是提供一種油泥的處理方法。
本發(fā)明所提供的油泥的處理方法，包括以下步驟：
1)將油泥預(yù)熱得到預(yù)熱后的油泥；
2)用氧化劑對(duì)所述預(yù)熱后的油泥進(jìn)行超臨界水氧化(SCWO)處理；
3)將經(jīng)過(guò)超臨界水氧化后的高溫流體換熱后，進(jìn)行氣液分離，將得到的氣相產(chǎn)物排放，液相產(chǎn)物進(jìn)行固液分離；將得到的固相殘?jiān)盥?，液相產(chǎn)物經(jīng)廢水生化處理單元處理達(dá)標(biāo)后排放。
當(dāng)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行后,可關(guān)閉加熱爐，將油泥經(jīng)泵直接輸送到換熱器中與經(jīng)過(guò)超臨界水氧化后的高溫流體進(jìn)行換熱，然后輸送到超臨界水氧化反應(yīng)器中與氧化劑進(jìn)行氧化反應(yīng)。
上述方法步驟1)中，所述預(yù)熱后的油泥的溫度為260-400℃。
上述方法步驟2)中，所述氧化劑可為氧氣。
氧化劑的質(zhì)量流量為待處理油泥的化學(xué)需氧量，即，氧化系數(shù)OR＝1。
所述超臨界水氧化處理的溫度為400-600℃，壓力為22-28MPa，時(shí)間為0.5-10min。
上述方法步驟3)中，所述氣液分離在高壓氣液分離器中進(jìn)行，所述高壓氣液分離器的溫度為10-60℃，壓力為22-28MPa。
所述廢水生化處理單元具體可為水解酸化池、SBR池、接觸好氧池、生化二沉池等。
本發(fā)明由于采取以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點(diǎn)：1、本發(fā)明的工藝方案實(shí)現(xiàn)了油泥中有機(jī)物的徹底降解，使處理后流體達(dá)標(biāo)排放，與傳統(tǒng)焚燒技術(shù)相比，更加清潔、環(huán)保，同時(shí)工藝過(guò)程簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)；2、本工藝方案將超臨界水氧化油泥處理系統(tǒng)與廢水生化處理系統(tǒng)組合連接，緩和了超臨界系統(tǒng)工藝條件，提高整個(gè)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性，有效的控制污泥處理成本；3、本系統(tǒng)氧化劑消耗量小，操作簡(jiǎn)單，工藝成熟。
傳統(tǒng)的超臨界水氧化廢物處理技術(shù)為了實(shí)現(xiàn)高處理效果，往往需要增大氧化系數(shù)、提高反應(yīng)溫度和系統(tǒng)壓力或延長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間，隨之而來(lái)的是反應(yīng)器材質(zhì)要求的提高、系統(tǒng)工藝設(shè)計(jì)復(fù)雜和物料消耗的增加等，從而導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)可靠性下降，經(jīng)濟(jì)性差，限制了技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。本發(fā)明中創(chuàng)新性的將超臨界系統(tǒng)與現(xiàn)有的廢水生化處理系統(tǒng)相結(jié)合，降低超臨界系統(tǒng)的反應(yīng)苛刻度，降低溫度、壓力、反應(yīng)時(shí)間需求，降低氧化劑消耗，提高系統(tǒng)整體可靠性和經(jīng)濟(jì)性。
與傳統(tǒng)處理技術(shù)相比，該技術(shù)具有以下顯著優(yōu)勢(shì)：
①反應(yīng)徹底，處理效率高，一些結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的芳香族化合物等也能被完全氧化成二氧化碳、水、氮?dú)庖约胞}類等無(wú)毒的小分子化合物，有毒物質(zhì)的去除率達(dá)99.99％以上；
②反應(yīng)速率快，停留時(shí)間短(小于1min)，反應(yīng)器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積?。?/p>
③不形成二次污染，產(chǎn)物清潔，無(wú)需后續(xù)處理；
④當(dāng)有機(jī)物含量較高時(shí)，可以依靠反應(yīng)過(guò)程中自身氧化放熱來(lái)維持反應(yīng)所需的溫度，不需要額外供給熱量，部分熱能也可以回收。
利用超臨界水氧化技術(shù)處理油泥，尤其是含聚油泥，并根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)工藝特點(diǎn)及要求形成合理的處理方案，這一處理技術(shù)在國(guó)內(nèi)外都是首創(chuàng)。
附圖說(shuō)明
圖1為本發(fā)明的油泥處理工藝流程圖，其中，1為加熱爐，2為超臨界水氧化反應(yīng)器，3為換熱器，4為換熱器，5為高壓氣液分離器，6為固液分離器，7為廢水生化處理單元。
具體實(shí)施方式
下面通過(guò)具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說(shuō)明，但本發(fā)明并不局限于此。
下述實(shí)施例中所使用的實(shí)驗(yàn)方法如無(wú)特殊說(shuō)明，均為常規(guī)方法；下述實(shí)施例中所用的試劑、材料等，如無(wú)特殊說(shuō)明，均可從商業(yè)途徑得到。
如圖1所示，本發(fā)明的油泥處理方法包括以下步驟：
1)將油泥通過(guò)泵輸送到加熱爐1中進(jìn)行預(yù)熱(預(yù)熱后油泥的溫度260-400℃)；
2)將經(jīng)加熱爐1預(yù)熱后的油泥輸送到超臨界水氧化反應(yīng)器2；同時(shí)將氧化劑(氧氣)輸送到超臨界水氧化反應(yīng)器2，氧化劑與油泥在超臨界水氧化反應(yīng)器2中進(jìn)行氧化反應(yīng)；
3)將經(jīng)過(guò)超臨界水氧化反應(yīng)器2氧化后的高溫流體輸送至換熱器3和4換熱后，再輸送到高壓氣液分離器5中進(jìn)行氣液分離；
4)將經(jīng)過(guò)高壓氣液分離器5分離后的氣相產(chǎn)物由高壓氣液分離器5的頂部排放，液相產(chǎn)物由高壓氣液分離器5的底部排出進(jìn)入固液分離器6；
5)經(jīng)固液分離后的固相產(chǎn)物由固液分離器6底部排放，液相產(chǎn)物進(jìn)入廢水生化處理單元7，處理達(dá)標(biāo)后排放；
當(dāng)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行后,可關(guān)閉加熱爐1，將油泥直接輸送到換熱器3中換熱，再輸送到超臨界水氧化反應(yīng)器2中與氧化劑進(jìn)行氧化反應(yīng)。
上述實(shí)施例中，油泥在超臨界水氧化反應(yīng)器2中的溫度為400-600℃，壓力為22-28MPa。
下面通過(guò)具體的實(shí)施例，用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)效果。
實(shí)施例1
對(duì)含水率為80％，化學(xué)需氧量180000mg/L的含聚油泥進(jìn)行處理。
首先將含聚油泥通過(guò)泵輸送到加熱爐1中預(yù)熱后，然后進(jìn)入超臨界水氧化反應(yīng)器2；將質(zhì)量流量為污泥化學(xué)需氧量的液氧氣化成氧氣，進(jìn)入超臨界水氧化反應(yīng)器2，氧氣與來(lái)自加熱爐的含聚油泥在超臨界水氧化反應(yīng)器2中發(fā)生氧化反應(yīng)(溫度450℃、壓力25MPa、時(shí)間1min)；然后將反應(yīng)后溫度為450℃的流體輸送到換熱器3和4中進(jìn)行換熱，換熱后的流體輸送到溫度為40℃，壓力25MPa的高壓氣液分離器5中進(jìn)行氣液分離；經(jīng)高壓氣液分離器5分離后的氣相產(chǎn)物由高壓氣液分離器5的頂部排放；液相產(chǎn)物由高壓氣液分離器5的底部排出進(jìn)入固液分離器6進(jìn)行固液分離；固相經(jīng)由固液分離器6的底部排放，液相產(chǎn)物進(jìn)入廢水生化處理單元7，處理達(dá)標(biāo)后排放。
當(dāng)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行后,可關(guān)閉加熱爐1，將含聚油泥經(jīng)泵1直接輸送到換熱器3中吸熱，然后輸送到超臨界水氧化反應(yīng)器2中與氧化劑進(jìn)行氧化反應(yīng)。該實(shí)施例中，含聚油泥處理后出水的化學(xué)需氧量為58mg/L，達(dá)到國(guó)家GB8978-1996一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。
對(duì)比例
僅采用超臨界水氧化技術(shù)對(duì)上述含水率為80％，化學(xué)需氧量180000mg/L的含聚油泥進(jìn)行處理
在600℃、25MPa、OR＝3.5(氧化系數(shù))，反應(yīng)時(shí)間60s條件下，經(jīng)SCWO處理后出水COD、NH3-N濃度分別降低至42、5mg/L，揮發(fā)酚低于檢測(cè)限，水質(zhì)達(dá)GB8978-1996一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。
與實(shí)施例1相比，僅采用超臨界水氧化技術(shù)對(duì)含聚油泥進(jìn)行處理需要更高的溫度，更高的壓力，更大的氧化系數(shù)(即更多的氧化劑消耗)，隨之而來(lái)的是反應(yīng)器材質(zhì)要求的提高、系統(tǒng)工藝設(shè)計(jì)復(fù)雜和物料消耗的增加等，從而導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)可靠性下降，經(jīng)濟(jì)性差，限制了技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。