污水处理技术工艺

含油污泥处置技术

发布日期:2020-02-20 / 发布者:鸿淳环保科技 / 点击:

油基钻屑的钻井作业含油污泥生产过程中使用的油基泥浆,它已被列入2016年版(废物类型:HW08)“国家危险废物名录”中。无论是海上钻井平台或内陆油气田远离住所的人群,油基钻屑最初直接丢弃,直到20世纪70年代和80年代,人们逐渐意识到,它破坏了当地的生态环境。自那时以来,各个国家和地区开始制定相应的排放标准,并要求越来越高。我们的质量技术监督局2008年发布的“海洋石油勘探的污染物排放浓度限值发展”,规定:环渤海地区石油钻井废物,不得以任何其他一级,二级和排放标准三个水源是含油量排出的不超过1%,3%和8%,Cd和Hg的含量分别应不超过1毫克/公斤和3毫克/公斤。 2015年,中国正式实施新的环保法律,油基钻屑的管理和控制和处置这类危险废物的安全处理提出了更高的要求,具体实施细则:在生产,储存,运输和处理的全过程,含油污泥均应。受环境压力的迫使下,各类新老技术的不断涌现,基于研究的钻屑处理和处置的废油。

在现有的文献中,处理技术和处置技术通常是一起讨论的,但它们有着本质的区别:处理是指削弱或去除油基钻井碎片中的污染物,而处置则是为油基钻井碎片找到最终的归宿。据此,本文通过详细的分类,系统地总结了现有的处置技术和处理技术,包括技术原理,优缺点和应用前景,并展望了未来的发展方向..

1,油基钻屑处理技术

最初的油基钻屑被直接丢弃,这种简单粗暴的方法也可视为一种处置技术。随着人们认识的深入,处理技术才逐渐出现,因此对油基钻屑而言,是“先有处置技术,后有处理技术”。随着环保法规的逐步加强, 大多数的处置技术已不被推荐用于直接处置,而仅作为油基钻屑预处理后剩余残渣的最终处置方法。由于 海上钻井平台和内陆油田地理环境的显著差异,下文将分此两种情况进行讨论。

1.1海上钻井平台油基钻井碎屑的处置技术

1.1.1 弃海

如果没有任何预处理的油基钻屑被直接丢弃到海上,就会造成对海洋环境的破坏极难恢复,在国内这种方法现在被禁止。然而,如果通过预处理排放标准达到时,剩余的残余物可以被丢弃大海。这是一种操作简单,成本低廉离岸处置技术。阿尔梅达从环境,经济,安全和四只被遗弃海,回注,运回微波裂解的综合分析内陆的技术方面等,内陆运回四种处置技术的集中处置被遗弃的海仍然是最适合的技术。虽然该技术会造成一定的环境污染,但法律允许的海域放弃后海预处理达标,海仍是油基钻屑处理技术的首选平台。

1.1.2 回注

回注是将油基钻井碎片注入已开采的海底安全地层或废井。该技术可实现油基钻井碎屑的质量处理..关键在于背注工艺的选择和安全形成,既不能保证漏采,也不能影响平台的继续开采..2001年,康菲石油与中海油合作,在渤海蓬莱19-3油田实现了国内首次油基钻屑注入,有效处置了4800m3的油基钻屑和720m3的油泥。与弃海相比,无需预处理除油,但增加了研磨调制工艺,需要高压喷射设备,储存地层存在泄漏风险,适用性在ALMEIDA等四种分析技术中仅排在最后..

1.1.3返回内陆

对于没有放弃的海上平台海上和回灌条件下,油基钻屑将被运回内地是唯一的选择,钻屑和内陆石油天友纪相同的最终处置,但是从海步更内陆运输回来,所以成本比绿友纪更高使用相同的钻屑处理技术。分析4个·阿尔梅达技术等,微波热脱附内陆运回并返回到在内地进行集中处理厂危险废物的适用性后分别位居第二,第三,海之间之间遗弃回灌。

1.2内陆石油钻屑处理技术田优齑

1.2.1土地种植

这个方法对应于海法废弃海上钻井平台,基于油的钻屑被直接或荒地喷粉调制,农田土壤微生物有机物任何原始自然分解于其中的类似的处理是另一种使用油基钻湿地微生物降解扦插。环境风险的方法,所述钻屑油性有机物,重金属和碱性盐分散在土壤中会进一步导致空气和水的污染。有机物沥青,蜡等大分子物质在长期内不能完全降解,分解期可长达数年。即便如此,这种方法不需要微生物的谨慎种植,操作简单,成本低,仍然在国外的一些领域。但是,我们的土地资源是全国稀少,珍贵的湿地被禁止处置技术。

1.2.2 填埋

填埋场对应海上钻井平台的注入方法,是将油基钻井碎屑埋入地下的一种处置方法..利用内陆油田的油基钻井碎屑作为预处理后油基钻井碎屑的最终处置。油基钻屑填埋场要求渣油含量不超过3%,填埋深度应在地表1.5m以下,地下水位1.5m以上..该方法操作简单,成本低,处理能力大,是内陆油田应用最广泛的处置技术..

1.2.3资源利用

油基钻屑是一种固体废弃物,无论是技术就业过程中的固体颗粒不会消失,需要找他们的最终目的地。一个是回归自然,如前文所述被遗弃的海,回注,农用地和垃圾填埋场;和其他不当行为的资源利用率,这是最尊重和处置技术,也是近年来研究的热点。利用技术主要是在二氧化硅,硫酸钡等无机成分的油基钻屑作为建筑材料,包括摊铺基板,水泥熟料,未燃烧的陶瓷,免烧砖,轻骨料和烧结陶瓷。他们又将增加资源的成本,而产品的价值增加。关键是使用的建筑材料,以因地制宜,根据地理环境和当地的实际需要选择使用,既保证了材料的性能,同时也满足环保要求。近日,波兰HEJNA等等将被制作成油基钻屑生物复合材料ε-己内酯富含硅的改进,它提供了有效的利用了新的思路。

2油基钻井技术

根据油基钻井碎屑污染物(主要是有机污染物)处理的趋势,本文总结了油基钻井碎屑处理技术作为一种限制技术操作(仅控制污染物扩散迁移)、分离技术(仅分离和去除污染物)和降解技术(分解污染物)三大类。

2.1 限制技术

先前已经描述和回注可以归因于这样的技术垃圾填埋场,而填埋再注入和油基钻屑直接处置,而不是仅仅处理技术。此外,稳定化/固化方法也属于技术的限制,并且仅处理技术,需要通过填埋处理或利用的最终固化产物。稳定化是通过化学,物理方法有害物质进入低溶解度,低移动性和该物质的毒性低完成的,固化是在废物中加入固化剂,将它们转变成固体不可流动的或贴心固体当然,通常二者通常同时发生。使用的固化剂主要包括水泥,飞灰,碳灰,石灰和其它自固化剂,固化剂是通常混合和到二进制。的/稳定固化方法是简单地禁止有机污染物,重金属离子和氯离子的迁移。当油基钻屑直接固化,这样,由于它们的高油含量,会导致水合的结晶不连续裂纹的固化体随着时间的推移可能会增加二次污染的风险;固化如果对象是一个脱脂残余插条,风险可以大大减少,但增加了预处理步骤。 KOGBARA提出了生物强化和稳定化/固化组合,有机物质,重金属,而且固定两者降解,以实现同步。虽然/污染物固化方法的泄漏的二次污染的风险,但低成本,操作简便稳定,处理技术仍是目前广泛使用的绿友田。

2.2 分离技术

2.2.1化学清洗

化学清洗法是利用破乳剂,表面活性剂等试剂,降低油水界面张力,改变润湿性,破坏油水刚性边界掩模和增强乳化,再与离心,振动筛分,压滤等机械分离技术相结合,实现油基钻屑中有机物的分离..清洗剂可以是单试剂,也可以是多种化合物..水的界面张力随着温度的升高而降低,因此温水的清洗效果较好..利用超声波的空化作用及其附带效应可以增强传质过程。二氧化碳开关溶剂清洗是近年来发展起来的一种新技术。通过进入和排放CO2来改变溶剂的极性、亲水性和离子强度,逐步实现油基钻屑中有机物的萃取分离和油回收,同时回收溶剂。化学清洗条件温和,成本低,但清洗后会产生大量废水,增加了后续处理的难度..

2.2.2 萃取法

提取是基于“相似相溶”的原则,分离和提取有机油基钻屑的方法。 单海霞,例如使用咪唑鎓离子液体,在1:1,pH值>优选的液固比7,20分钟的条件下,油基钻屑大于85%,小于的离子液体损失率大于除油的1%,可被重复六次。此外,超临界CO 2萃取是CO2(PC> 7.38兆帕,TC> 31.06℃)使用超临界状态,在基于油的钻屑的独特的物理和化学特性,以实现有机物有效和快速抽取。过程显著优于化学清洗的提取效率,但是它的缺点是在18〜25兆帕高压,这限制了在大型工程中的应用在一定程度上需要。

2.2.3热处理。

热处理是通过加热从油基钻井碎屑中分离挥发性物质(水和轻油)和半挥发性物质(重油)的技术。研究表明,在350°C以下热解后,油基钻井碎屑的含油量可降低到1%以下,但进一步提高温度,处理效率难以明显提高,但能耗显著增加。真空萃取可以降低挥发性物质的饱和蒸气压,从而进一步降低加热温度。加热方法也是热处理的关键因素,因此必须保证加热的均匀性,避免在死区和加热表面结焦和结垢。自21世纪初以来,诺丁汉大学的尚一直在研究微波热处理的油基钻井碎片。

2.2.4热亚临界水萃取

此方法是利用亚临界水(100〜374℃,0.1〜22.1兆帕),其为溶剂萃取技术已在天然产品,分析样品的方面治疗和有机污染的土壤等的提取被广泛使用。治疗方法通常更好的化学清洁方法,热和亚临界水萃取技术的提取和处理效果是既这两类的优点。首先,亚临界水和具有介电常数接近,它可以被用来作为一种绿色油基钻屑常见的有机溶剂为溶剂的有机物质,所述提取功能,如“溶解”的效果溶解;其次,亚临界水热提取的工作温度通常在150〜350的范围内℃,只是用之前的温度范围内的低温热解的一致时,可以作为类似热处理方法“热解吸”效应起作用。在此基础上,提出了设计独立于任何两种类型的页岩油基钻屑的被进行渝亚临界水萃取和动态静态萃取研究热亚临界水提取处理的油基钻屑,水热提取装置的方法,发现,提取温度是最关键的参数是比治疗单独的二氯甲烷提取或低温热脱附更好,在1.5兆帕,和动态条件到200℃的油含量可以降低到下面的1%下萃取。

2.3 降解技术

有限的技术只控制污染物的扩散,分离技术只降低含油量,降解技术是唯一以分解有机污染物为目的的处理技术,其产物是一种对环境无害的小分子物质,剩余的残渣可以填埋、再利用或直接排放到环境中。

2.3.1 生物法

生物的方法是利用微生物的代谢活性,油基钻屑是有机碳,它分解成水和CO 2和其他小分子的方法。堆肥是最报道了类油基钻屑的生物处理技术通常加入无机营养稻草,木屑等填充剂和氮,磷等的,以提高处理效率。 SORHEIM其他使用蚯蚓堆肥是在石蜡油和矿物基础油,其的处理效率显著比正常的堆肥处理更好的钻屑。接种物也可提高处理效率,驯化细菌的试剂可为,可以是特殊的细菌。但存在一些问题,该方法:处理周期还比较长,仍然是难以分解沥青,树胶和其他大分子,降解过程可能导致的挥发性有机化合物或甲烷有机气体,然而几重金属和盐的部分在改造之类的程序进行调查迁移。即便如此,在技术处理能力,成本低,可以有效地降低油基钻屑烷烃和多环芳族烃,降解可以基本上满足的1%的电流的排放要求的油含量,它被广泛研究和加工技术的应用。

2.3.2 焚烧法

焚化是使用专门的设备,在升高的温度1 200〜1 500℃,在有机物质的完全氧化的油基钻屑,并能实现声音还原的技术。与生物法相比,焚烧法高效彻底,但成本较高..王丽芳进行了研究内1000℃的燃烧特性的油基钻屑的19.41%含油量,在100〜300℃和500〜750℃下被发现的有机物为阶段小分解分子的烃,800〜1000℃下完全降解和无机小分子烃碳酸钙,硫酸钙分解阶段;主排气成CO 2和SO 2,其中,从容易分解温度的无机SO2被超过850℃煤热值和固硫率符合两种煤之间35:9:35的最佳质量比,采用油基钻井碎屑和废水基泥浆作为添加剂网型煤标准,优于普通市场型煤。王梅通过在某油基钻井屑约15%的含油量中添加一种改性剂。该油基钻井屑中含有75%(w)的油基钻井屑的流体燃料,热值超过一级水煤浆标准,而不是工厂现场演示燃煤锅炉,成本仅为800-1000元/吨,明显低于传统的直接焚烧处理。

2.3.3超临界水氧化

超临界水氧化法是以超临界水(t>374°C,p>22.1MPa)为反应介质,在空气和氧气等氧化剂的参与下,将各种有机物氧化降解为H2O和CO2等无机小分子物质的一种先进氧化技术。处理过程不会产生有害气体,如二恶英焚烧。该技术特别适用于高浓度难降解有机危险废物如油基钻井碎屑的末端处理..采用连续反应器研究了陕西长庆油田钻井废液的超临界水氧化降解。在23~30MPa500~600°C,30~600s条件下,COD去除率普遍超过90%,反应过程符合一级动力学。本文系统地研究了重庆某页岩气柴油基钻井碎屑的超临界水氧化降解过程。发现温度,氧过氧化物和反应时间均显著影响有机物的分解..降解过程均匀、非均相,在500°C、10min和2.5倍氧条件下,总有机碳去除率达到89.2%。在此基础上,根据油基钻井碎屑的物理化学性质和超临界水氧化降解过程,设计开发了一种2L/h连续超临界水氧化装置。对柴油基钻井碎屑和白油基钻井碎屑进行了连续超临界水氧化处理。总有机碳去除率分别达到98%和95%以上,残留物为砖红色无机固体颗粒,可直接排入环境..该技术的处理效果是三种降解技术中的第一种,其设备紧凑,可以开发撬装装置,运输到所需的井场,实现局部处理,局部无害化是最受尊重的处理方法。然而,该技术的运行条件苛刻,成本高,由于灰分含量高,比例大,给推进和排放的连续处理带来了困难。

3 、结语与展望

鉴于目前不能替代油基泥浆的环保钻井液,油基钻井碎屑已成为我国各类油气田的必然产物。对于处置技术来说,虽然可以利用建筑材料实现资源化利用,但废弃的海洋和填埋场仍然是海上平台和内陆油田的首选。在处理技术方面,虽然出现了CO2开关溶剂萃取、超临界CO2萃取、水热萃取、微波热解吸、超临界水氧化等新技术,但传统的热解、化学清洗和生物降解在实际应用中仍占主导地位。因此,为了克服传统技术的现有弊端,为了促进新技术的应用,应考虑以下两个因素:

(1)的环境标准。这是油基钻屑处理和处置的基本要求。目前,海上钻井平台一直以“海洋石油勘探的污染物排放浓度限值的发展”,并在绿友田有没有相应的标准,只能参照其他相关标准。油含量是根据随后的残余物的处置,其中0.3%至8.0%极限范围内,1.0%广泛用于该方法的最重要的指标。然而,只有油含量检查是不充分的,重金属含量,盐含量,氯离子含量的辅助指标,和二次污染的过程中也应该被听到,并且在现有的研究,但很少被提及。因此,一方面应该出台尽快排放标准的内陆石油天佑吉屑规范处置现有市场的;在另一方面,除了油含量,也应集中于其他污染物迁移转化,可避免二次污染。

(2)经济上可行的。已经有油基钻屑的一些技术安全,彻底和环保处理,但出于成本和难以使用。因此,新的技术替代传统技术,除了拥有较好的治疗效果,需要和成本与传统技术将是相似甚至更低。控制主要通过三个途径的成本:一是优化,简化了工艺技术;第二循环钻井泥浆的基础油;第三使用过程中的残留物。使用的建筑材料的是方式的主要资源,但投入产出比是低的,并且市场接受被限制。因此,深度在油基钻屑,其被加工成高附加值产品,挖活性成分是今后的研究方向之一。

含油污泥处置技术

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