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煉油廠產(chǎn)生的含油污泥（如浮渣、油泥等）中含有的苯系物、酚類、蒽、芘等物質(zhì)有惡臭味和毒性，如不認(rèn)真處理，將產(chǎn)生污染。但含油污泥的性質(zhì)特殊，其脫水和處理技術(shù)難度大，成本高，一直是困擾我國煉油行業(yè)的環(huán)保難題。近年來，由于我國環(huán)保法規(guī)的逐步完善和企業(yè)技術(shù)進(jìn)步的要求，含油污泥的污染治理技術(shù)已日益引起人們的關(guān)注和重視。

國外對含油污泥處理的環(huán)保要求已有較為完善的法規(guī)。如1990年1月，美國環(huán)保局在資源保護(hù)和回收法令以及危險和固體廢物修正案的基礎(chǔ)上對煉油廠含油污泥溶氣浮選除油工藝所產(chǎn)生的浮渣、API隔油池污泥等5種特殊廢渣（代號K049-K052，稱為“K廢物”），規(guī)定了特殊要求：在蒽、苯、苯并芘等19種化學(xué)組分低于極限含量前提下，不準(zhǔn)堆積在排渣場；并提出了較佳的示范可用技術(shù)的處理標(biāo)準(zhǔn)。嚴(yán)格的法規(guī)迫使煉油廠改進(jìn)或淘汰傳統(tǒng)的含油污泥處理工藝，故從90年代初以來，發(fā)達(dá) 的含油污泥處理技術(shù)得到了很快發(fā)展。

1 機(jī)械脫水技術(shù)

經(jīng)重力沉降脫水后的含油污泥是黑色粘稠狀液體（含水率一般小于96%），稱為污泥濃縮液，其年產(chǎn)生量往往達(dá)萬噸以上，必須進(jìn)行機(jī)械脫水減容。污泥脫水前，需進(jìn)行調(diào)質(zhì)。

1.1 污泥的調(diào)質(zhì)

污泥脫水過程實(shí)際上是污泥的懸浮粒子群和水的相對運(yùn)動，而污泥的調(diào)質(zhì)則是通過一定手段調(diào)整固體粒子群的性狀和排列狀態(tài)，使之適合不同脫水條件的預(yù)處理操作。污泥調(diào)質(zhì)能顯著改善脫水效果，提高機(jī)械脫水性能。

由于含油污泥粘度高、過濾比阻大，多數(shù)污泥粒子屬“油性固體”（如瀝青質(zhì)、膠質(zhì)和石蠟等），質(zhì)軟。隨著脫水的進(jìn)行，濾餅粒子變形，進(jìn)一步增加了比阻。而且在過濾過程中，這些變形粒子極易粘附在濾料上，堵塞濾孔；在離心脫水時，還因其粘度大、乳化嚴(yán)重，固-固-液粒子間粘附力強(qiáng)和密度差小等原因?qū)е路蛛x效果差。

Jonathan Zall等人曾分別研究過一般市政污水處理廠的污泥和含油污泥的過濾脫水性能。他們測定了含油3%、含總懸浮固體4%的含油污泥（浮渣）和含總懸浮固體1%～2%的一般污泥的比阻和可壓縮性系數(shù)，證實(shí)含油污泥與一般污泥相比，其比阻大40倍，其可壓縮性系數(shù)大20倍。

用投加絮凝劑的化學(xué)調(diào)節(jié)法，就能使一般污泥中的懸浮微粒凝聚并順利進(jìn)行脫水。但對于含油污泥來說，還必須加上破乳劑和加熱等其它強(qiáng)化手段。

含油污泥調(diào)質(zhì)方法的選擇：一是根據(jù)其性質(zhì)和特點(diǎn)；二要適應(yīng)所用脫水機(jī)械的性能；三要考慮其脫水泥餅如何處理或利用。

Bruno Sander認(rèn)為，含油污泥調(diào)質(zhì)應(yīng)分為兩個步驟，首先以適當(dāng)方式投加飛灰、煤粉等固體粉末調(diào)節(jié)劑，并混合均勻；其次再投加有機(jī)絮凝劑，這樣才能順利進(jìn)行含油污泥的脫水。

用硅藻土、石灰和飛灰等微細(xì)粉末作為調(diào)節(jié)劑，可使易變形的含油污泥粒子形成有剛性的污泥骨架，使泥餅呈毛細(xì)結(jié)構(gòu)。從而提供更多的微細(xì)水流通道。此外，這些固體粉末調(diào)節(jié)劑還能增加污泥粒子和水相的密度差，有利于機(jī)械脫水。

為減少固體粉末調(diào)節(jié)劑的投加量，Fluch H W等人提出了可采用濾餅部分回流到含油污泥調(diào)節(jié)段的工藝。

要通過調(diào)質(zhì)-機(jī)械脫水使含油污泥實(shí)現(xiàn)油-水-固（無機(jī)固體）的三相分離，關(guān)鍵是使其中粘度大的吸附油解吸和破乳。為促使油從固體粒子表面分離，Surendra K Mishra認(rèn)為加入合適的電解質(zhì)可增加系統(tǒng)的電荷密度，使它們?nèi)〈徒M分優(yōu)先吸附在粒子表面，并使粒子更分散，為油從固體顆粒表面脫附創(chuàng)造更好的條件。Jan Bock，Sanjay R Srivatsa，Aldo Cotri等人分別發(fā)明了通過含油污泥調(diào)質(zhì)-機(jī)械脫水工藝回收油的有關(guān)專利技術(shù)：通過投加表面活性劑、稀釋劑（葵烷等）、電解質(zhì)（NaCl溶液），或破乳劑（陰離子或非離子）、潤濕劑（可增加固體微粒表面和水的親合力）和pH值調(diào)節(jié)劑等，并輔以加熱減粘（較佳為50℃以上）等調(diào)質(zhì)手段，實(shí)現(xiàn)水-油-固三相分離。

調(diào)質(zhì)方法的選擇應(yīng)在測試含油污泥性質(zhì)的基礎(chǔ)上進(jìn)行。Aldo Corti建議，在含油量大于10%時，宜用親水性表面活性劑；含油量小于4%時，則宜用親油性表面活性劑。在用前者時，分離后水和固體在下層，而油在上層；用后者時，下層為含油固體，而上層為水（水層中均含有可溶性油和微乳化油）。

美國煉油廠含油污泥的機(jī)械脫油脫水費(fèi)用約為每噸泥餅（泥餅含水50%）USD200，其中相當(dāng)部分為調(diào)質(zhì)費(fèi)用。

1.2 機(jī)械脫水

要使含油污泥的機(jī)械脫水效果好，還應(yīng)按具體情況和要求選擇污泥脫水機(jī)械和設(shè)計脫水系統(tǒng)，包括污泥物料性質(zhì)的測試、脫水機(jī)械及其參數(shù)的選擇等。目前國外應(yīng)用較廣的脫水機(jī)械還是帶式壓濾機(jī)和臥式螺旋沉降式離心機(jī)。

Bruno Sander報道的用上述兩步調(diào)質(zhì)技術(shù)（投加飛灰100kg/m3，4% FeCl₃溶液33 L/m3，絮凝劑100～150 ug/g）在帶式壓濾機(jī)上對含油污泥的脫水除油工藝是將機(jī)內(nèi)分重力區(qū)、楔區(qū)和壓力區(qū)3個區(qū)域。調(diào)質(zhì)污泥送入后，先在重力區(qū)脫除大部分水；接著在楔區(qū)與FeCl₃溶液混合，以提高絮體的抗壓能力；然后進(jìn)入壓力區(qū)，脫除約80%的油。其脫水效果是：含油污泥含固體12%，油20%和水68%；濾后液體中含固體1.5%，油13.7%和水84.8%；濾餅中含固體45.8%，油11.7%和水42.7%。

如采用Nelco化學(xué)公司的專利技術(shù)調(diào)質(zhì)（加4000μg/g破乳劑，1000μg/g絮凝劑），用帶式壓濾機(jī)對含油17.1%，水79.7%和固體2.6%的污泥進(jìn)行脫水時，油回收率為13.6%。

臥式螺旋沉降式離心機(jī)具有設(shè)備緊湊、占地面積小、調(diào)節(jié)劑耗量少和處理效率高等優(yōu)點(diǎn)，已得到越來越廣泛的應(yīng)用。要獲得較好的分離效果和水質(zhì)好的離心液（懸浮物濃度低），則在對含油低的污泥脫水時，應(yīng)使泥中的少量油進(jìn)入泥餅，即離心因數(shù)應(yīng)小，一般取1000；反之，要求泥餅含油盡量低時，離心因數(shù)宜大，一般取2500～2700；此外，還必須注意離心機(jī)的離心因數(shù)、泥餅層厚度和污泥停留時間的平衡和調(diào)節(jié)。

目前，Alfa-laval公司和Flottweg公司等廠商開發(fā)了用可調(diào)葉輪工藝的三相臥式螺旋沉降式離心機(jī)，該機(jī)械可根據(jù)不同水油密度差進(jìn)行調(diào)節(jié)。Flottweg三相離心機(jī)分別在德國OMW公司的煉油廠和武漢鋼鐵公司能源總廠用于油泥脫水，兩者效果的比較見下表：

由上表可見，鋼廠含油污泥的三相離心分離效果明顯優(yōu)于煉油廠含油污泥，這是由于前者的固相主要由無機(jī)物鐵和氧化鐵組成，它和液相的密度差大；而后者在三相離心分離后還需用碟片式離心機(jī)再次分離油相，且污水水質(zhì)差，需進(jìn)一步處理才能送污水處理系統(tǒng)。

2 脫水泥餅的處理

含油污泥機(jī)械脫水所得泥餅中仍含一定量的油和其它有機(jī)物，需進(jìn)一步脫油及無害化處理，主要手段有熱處理和生物處理等。

2.1 熱處理和熱解吸技術(shù)

熱處理或熱解吸技術(shù)是90年代初國外迅速發(fā)展并獲得應(yīng)用的工藝。主要有Heuer等開發(fā)的包含低溫（107～204℃）-高溫（357～510℃）加熱蒸發(fā)-冷凝步驟的含油污泥處理工藝（已在歐洲多個 申請了專利），Krebs，Geory等人利用鍋爐排放熱廢氣干燥含油泥餅的專利技術(shù)以及Term Tech熱解吸工藝。該熱解吸工藝是在一個裝有密鋼葉片轉(zhuǎn)子的反應(yīng)器中，把污泥從299℃加熱至399℃，并通入蒸汽，使烴類在復(fù)雜的水合和裂化反應(yīng)中分離，并冷凝回收。這些工藝都能從泥餅中回收油，并使泥渣達(dá)到直接填埋的要求。在路易斯安那煉油廠投運(yùn)的熱解吸裝置，把含水50%的“K廢物”用鋼帶輸送到一密閉的溫度分布為121～954℃的干燥裝置內(nèi)。年處理泥餅1400t，可回收300t油和120t可燃?xì)狻?/span>

Richard J Ayen等人1992年報道的“低溫?zé)崽幚怼惫に?，是通過一密閉的溫度為250～450℃的旋轉(zhuǎn)加熱器把“K廢物”中的有機(jī)物和水蒸發(fā)出來，并用氮?dú)庾鳛檩d氣送至蒸發(fā)物處理系統(tǒng)，殘留物作燃料用。其處理效果見下表：

該工藝能使“K廢物”處理后達(dá)到BDAT標(biāo)準(zhǔn)，已商業(yè)化應(yīng)用。

熱處理或熱解吸工藝費(fèi)用為每噸泥餅USD500～800。因該工藝顯著減少了泥餅體積，故節(jié)約了大部分運(yùn)輸和填埋費(fèi)用（后者為USD183/t）。據(jù)Patricia Broussard-Welther報道，路易斯安那煉油廠1993年使用脫水-熱解吸-泥餅填埋工藝處理含油污泥的總費(fèi)用為1990年前全部采用脫水-泥餅填埋法的109.5%，但只有1991年使用脫水-泥餅摻混作燃料工藝總費(fèi)用的61.5%。

2.2 生物處理技術(shù)

自1992年美國Gulf Coasts煉油廠建成污泥生物處理示范裝置以來，生物處理裝置已商業(yè)化并廣泛應(yīng)用。

Ramin Abrishamian等報道，如進(jìn)料中的碳環(huán)化合物、芳烴和油的濃度控制在合適范圍內(nèi)，則生物處理的運(yùn)行成本比焚燒處理費(fèi)用低40%；只要在生物反應(yīng)器內(nèi)保持合適的pH值、足夠的溶解氧和營養(yǎng)鹽濃度以及良好的混合狀態(tài)，絕大多數(shù)有機(jī)物都能被降解，而逸出的少量有機(jī)物也容易用活性炭吸收。

Valero煉油廠1995年建成了設(shè)計能力為2.0kt/a的污泥生物處理裝置。含水50%的泥餅被輸送到一臺生物反應(yīng)罐中。罐內(nèi)通入氧或空氣，同時進(jìn)行機(jī)械攪拌，并不斷加入氨和磷酸等營養(yǎng)物，以促進(jìn)好氧微生物的生長，使其轉(zhuǎn)化為CO₂和H₂O。處理后的殘液進(jìn)入罐中濃縮，在加入石灰后（旨在穩(wěn)定鎳），再次進(jìn)入離心機(jī)脫水，泥餅?zāi)苤苯犹盥瘛Ｔ摷夹g(shù)處理效果好，作業(yè)安全（因是常溫常壓），經(jīng)濟(jì)合理，處理每噸泥餅的運(yùn)行費(fèi)為USD189，總成本為USD624。接近或低于熱處理或熱解吸工藝的總成本USD500～800。并且在提高氧利用率、降低藥品消耗和改進(jìn)泥餅脫油效果等方面仍有降低成本的潛力。

2.3 溶劑萃取技術(shù)

溶劑萃取工藝中的超臨界流體萃取技術(shù)，是去除含油污泥中的油和其它有機(jī)物的有效手段。超臨界流體溶劑有丙烷、三乙胺、重整油和臨界液態(tài)CO₂等。為了降低成本，Paspek C開發(fā)了溶劑萃取-氧化處理含油污泥的專利技術(shù)： 步萃取采用粘度低、碳原子少（較佳為2～4）的如丙烯、環(huán)丙烷、丁烷等輕質(zhì)烴為溶劑；萃取后殘留泥中仍含一些聚合芳烴等有機(jī)物，需用相對分子質(zhì)量較高的烴進(jìn)行第二步萃取，而該專利技術(shù)則用濕法氧化工藝代替。氧化劑用空氣、氧氣和硝酸鹽等（HNO₃較佳），污泥中保持一定水分，以促進(jìn)氧化反應(yīng)。在溫度200～375℃、壓力0.1MPa的條件下，經(jīng)一段時間后，有機(jī)物被氧化為CO₂和H₂0，殘渣可符合直接填埋的要求。

3 含油污泥的資源化

在無機(jī)固體含量低，煉油工藝條件和產(chǎn)品質(zhì)量許可等情況下，把含油污泥直接作為資源是可行的。

3.1 回收輕質(zhì)油及瀝青

Kuriakose A P等1994年報道，Cochin煉油公司處理含水25%，無機(jī)物5%和烴類70%的原油罐底泥，在回收17%的輕質(zhì)油后，把剩余物在催化劑AlCl₃的作用下加熱處理，使瀝青軟化點(diǎn)上升，滲透率下降。并通過調(diào)節(jié)溫度和AlCl₃催化劑的比例，生產(chǎn)了不同等級的瀝青。

3.2 污泥浮渣作為催化裂化裝置分餾塔的油漿

美國Navajo公司把浮渣注入FCC裝置作為分餾塔的急冷油漿，使浮渣大部分轉(zhuǎn)化為燃料油。由于其注入比例很低，對催化裂化過程沒有影響。Mobil公司Solomon M開發(fā)了把含油污泥作為FCC裝置原料的技術(shù)。該技術(shù)把含水量高的污泥首 行機(jī)械脫水，再對脫水后粘稠的泥餅加熱，并投加非離子表面活性劑等乳化劑，使水包油型乳化油轉(zhuǎn)化為油包水型，因而易與其它原料油充分混合，流動性好?；旌衔锪陷斎隖CC裝置反應(yīng)器，經(jīng)裂化反應(yīng)生成汽油。

3.3 作焦化裝置原料

90年代起，國外許多煉油廠就采用Mobil油泥焦化工藝來處理API隔油池油泥：用冷焦水與污泥調(diào)合后，作為驟冷介質(zhì)在清焦前對熱焦炭進(jìn)行冷卻，污泥中的水作為冷焦水或切焦水回用，烴類則循環(huán)回裝置。該技術(shù)涉及到焦化裝置的改造，比較復(fù)雜。

Scaltech公司開發(fā)的技術(shù)較好地解決了焦化塔注入污泥所帶來的可能堵塞焦孔、產(chǎn)生熱點(diǎn)而延緩冷焦過程使操作波動等問題。其核心是使用專門設(shè)計的Guinard Dc 6離心分離器，并加破乳劑，從平均組成為含油15%，水80%和固體5%的含油污泥中分離出清潔油以及不含油和固體的水供循環(huán)回用，而剩下的是清潔的固體微粒（粒徑從28μm降到4μm）和水的濃漿液（其量相當(dāng)于原污泥的一半），用來代替部分冷焦水。該工藝的不利之處是：無機(jī)固體的增加使焦炭難以達(dá)到電極焦質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)；泵、混合器和罐因處理污泥而受到磨損，導(dǎo)致維修費(fèi)用增加。如美國阿瑟港煉油廠在1992年8月前用Mobil技術(shù)處理平均含固體2.5%的污泥，此后的5個月內(nèi)采用Scaltech技術(shù)處理平均固體10%～12%的污泥，注入量由8月以前的2.1%（泥和焦炭之比）增加到5.8%，焦炭的灰分含量由0.5%上升到0.86%。

Godino，Rino L等人開發(fā)了把濕含油污泥直接輸送到焦化裝置上部急冷罐來處理污泥的工藝，在此罐內(nèi)污泥和從焦炭塔出來的熱油混合?；旌衔镆徊糠炙腿虢固克D(zhuǎn)化成焦炭，其余循環(huán)。進(jìn)入裝置的含油污泥先用分餾塔等的低溫位熱能預(yù)熱，再利用循環(huán)的其余混合物進(jìn)一步加熱和干燥。蒸發(fā)的水分可作為冷焦水或切焦水。該工藝優(yōu)點(diǎn)是投資少，不足之處是污泥注入量有限，當(dāng)其水含量高時，處理總量很少。

4 建議

我國對含油污泥等廢渣處理的法規(guī)尚有待完善，在處理技術(shù)上也和發(fā)達(dá) 有差距。在充分吸收國外技術(shù)的基礎(chǔ)上，結(jié)合國情開發(fā)含油污泥脫水和處理的適用技術(shù)是當(dāng)務(wù)之急。

4.1 重視含油污水機(jī)械脫水

含油污泥的機(jī)械脫水是污泥處理技術(shù)的關(guān)鍵，只有實(shí)現(xiàn)“水清、泥干、油純”的三相分離，才能顯著減少后處理費(fèi)用。污水處理過程實(shí)際上是污染物的相轉(zhuǎn)移，如脫水后的污水相水質(zhì)差，會影響污水處理系統(tǒng)的正常運(yùn)行，甚至發(fā)生惡性循環(huán)。而預(yù)處理乳化油、固體和COD濃度高的離心液或?yàn)V后液既難處理，處理費(fèi)用又高。因此，把好機(jī)械脫水關(guān)和改善污水相水質(zhì)是較好的選擇。

提高固體回收率和減少泥餅含水率對降低含油污泥處理總成本意義更大，如泥餅含水從85%降至50%時，體積可減至前者的30%，可大大節(jié)約運(yùn)輸及后處理費(fèi)用。

4.2 重視含油污泥調(diào)質(zhì)技術(shù)

要把好含油污泥機(jī)械脫水關(guān)，僅僅靠 設(shè)備是不行的，國內(nèi)已有此類教訓(xùn)。必須根據(jù)含油污泥的性質(zhì)，研究開發(fā)相應(yīng)的調(diào)質(zhì)技術(shù)，如武漢鋼鐵公司用進(jìn)口三相離心機(jī)所取得的分離效果，是在自行開發(fā)熱軋含油污泥調(diào)質(zhì)技術(shù)（投加適當(dāng)?shù)谋砻婊钚詣?、加熱到一定溫度并在一定的攪拌速度下處理一定時間）的前提下取得的。因此，應(yīng)重視煉油廠含油污泥調(diào)質(zhì)技術(shù)的研究，除篩選合適的絮凝劑外，還需大力開發(fā)固體粉末調(diào)理劑、破乳劑、表面活性劑和固體增濕劑等產(chǎn)品和相應(yīng)的調(diào)質(zhì)技術(shù)。

4.3 開發(fā)經(jīng)濟(jì)合理的適用處理技術(shù)

從含油污泥處理經(jīng)濟(jì)成本考慮，應(yīng)優(yōu)先考慮在煉油工藝上消化利用含油污泥的可能性，使之資源化，并進(jìn)行清潔生成審計，把廢物的削減及治理與總體生產(chǎn)工藝結(jié)合起來。如美國路易斯安那煉油廠建立的煉油廠廢物管理系統(tǒng)，就是從整體上考慮能量的平衡和充分利用，從而降低了污泥熱處理的成本。

此外，應(yīng)注重因地制宜地開發(fā)適用技術(shù)。如生物處理工藝具有管理方便（可建在污水處理廠內(nèi) 管理）、設(shè)施簡單可靠、運(yùn)行安全和處理費(fèi)用較低等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)予以關(guān)注，組織研究和開發(fā)。

4.4 發(fā)展含油污泥處理專業(yè)化服務(wù)產(chǎn)業(yè)

國外煉油廠的含油污泥處理作業(yè)，有許多是由專業(yè)承包商來完成的，由于含油污泥是煉油工藝及其污水處理終端的產(chǎn)物，其收集、脫水、運(yùn)輸和處理不僅操作難度大、技術(shù)含量高，還具有臨時性和批量性的特點(diǎn)，如原油罐底油泥的清出、收集和處理利用等；此外，從規(guī)模效益考慮，發(fā)展含油污泥處理的專業(yè)化服務(wù)產(chǎn)業(yè)是大有可為的。這不僅指開發(fā)新產(chǎn)品和新設(shè)備，還包括如調(diào)質(zhì)技術(shù)開發(fā)等技術(shù)服務(wù)，可有效地防止含油污泥的二次污染，減少處理成本。