■核心提示
含油廢水是油田主要廢水之一,是油田為提升采油率而產(chǎn)生的一種廢水,這種廢水成分復(fù)雜,處理難度高,一直是油田環(huán)境污染的主源頭。上海安潔士石油技術(shù)公司自主研發(fā)的油田含油廢水無害化處理技術(shù)日前通過專家評審。該技術(shù)采用國內(nèi)領(lǐng)先的微波誘導(dǎo)催化、活性炭纖維氈在線吸附再生等先進工藝,成功地解決了含油污水中殘留高分子聚合物帶來的難題,處理排放指標達到國家二級排放標準,這也是國內(nèi)首次在該技術(shù)上取得突破。
徹底解決含油廢水的循環(huán)利用問題,為各大油田的節(jié)能減排、和諧發(fā)展提供了有效技術(shù)保障。
■原始消息
新聞晨報訊國內(nèi)五大油田之一的中國石油吉林油田日前宣布,上海安潔士石油技術(shù)公司自主研發(fā)的油田含油廢水無害化處理技術(shù)通過了吉林油田的省級專家評審,處理排放指標符合國家排放標準。這也是國內(nèi)首次在該項技術(shù)上取得突破。
含油廢水是油田為了提升采油率而產(chǎn)生的一種廢水,如壓裂液、采油廢水等,它是油田的主要廢水。油田含油廢水成分復(fù)雜,處理難度高,一直是油田環(huán)境污染的主要源頭。
對含油廢水的無害化處理,為油田實現(xiàn)增產(chǎn)和環(huán)保的雙目標提供了有力支持。安潔士董事長何文意表示,我國是一個水資源缺乏的國家,徹底解決含油廢水的循環(huán)利用,不僅為企業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟效益,也為各大油田的節(jié)能減排提供了有效的技術(shù)保障。
■將新聞進行到底
含油污水無害化處理技術(shù),核心技術(shù)為有機高分子絮凝劑、微波誘導(dǎo)催化裝置和敏化劑、活性炭氈在線吸附再生裝置等化學(xué)試劑和自動裝置。目前,該技術(shù)已在油田進行了實地的中試,處理效果達到國家一級標準,處理能力為1噸/小時,并可根據(jù)需要,放大到20噸/小時和300噸/小時。
破乳、絮凝快速一體
含油污水無害化處理技術(shù),第一步是要完成污水的絮凝。我們都知道豆腐的制作過程,先將豆子磨成豆?jié){,然后加入鹵水或石膏,使其迅速成為膏狀物,這個過程就是絮凝。污水一般呈水狀,很多污染物均勻地分布在里面,加上絮凝劑,就可以將臟的東西聚集到一起,然后將其排除。這是水處理的最常用的一種方法。
過去,由于含油污水中水油混合,加入添加劑后,更使油水混合呈乳狀,很難分離,使絮凝劑難以發(fā)揮作用。需要加入破乳劑,使油水分離。而由于絮凝劑本身功效的問題,以前完成這個過程需要30分鐘到1個小時,難以滿足工業(yè)化的要求。
安潔士石油技術(shù)公司首席技術(shù)官李先生:新技術(shù)中采用的水處理劑是一個技術(shù)的突破,它將破乳和絮凝兩種功能聚合在一起,既具有很強的破乳功能,又具有高速絮凝的功能,一般情況下,一到三分鐘之內(nèi),絮凝劑都可以完成污水的絮凝過程,比較適合工業(yè)化生產(chǎn)。
污染物“化整為零”
由于含油污水中含油有大量有機高分子,比如返排液中的胍膠以及其他添加劑,造成它的分子量很大。這些有機高分子聚合物在水中吸附了各種有害物質(zhì),由于其分子量大、黏度大的特點,常規(guī)的方法無法將它們分離出來。而含油污水分子量高,恰恰就是其處理的核心和難點。
很多人家里都有微波爐,一些冰凍的魚或肉,經(jīng)常需要用它解凍,才能進行烹制。而核心技術(shù)“液相高級氧化催化器”,利用的也是微波的原理。粟元生介紹說,通過將一種研制的催化劑加入水中,在微波的條件下,水中污染物便會吸收微波的能量并發(fā)生劇烈反應(yīng),從而將高分子聚合物“打碎”,變成了低分子物質(zhì)。這樣,使用常規(guī)的方法就可以進行處理了。
安潔士石油技術(shù)公司首席技術(shù)官李先生:催化劑在這其中起了非常重要的作用。如果只是通過微波是沒有用,雖然水溫升高,但不會使污染物降解,有了催化劑,盡管污水溫度不升高,但在其內(nèi)部卻造成了巨大的變化。而這種方法也使得含油污水處理能夠大規(guī)模工業(yè)化,最大能夠達到100噸/小時,而一口油井一天產(chǎn)生的污水也只是100噸左右。
含油廢水出身何處?
目前我國油田為提高石油采出率,普遍應(yīng)用了壓裂技術(shù)。但是,壓裂作業(yè)的返排液對環(huán)境的污染十分嚴重,處理難度極大,已被公認為油田環(huán)境污染源之一。
在石油油井開采之初,地層的壓力將石油頂出。這時候采油非常容易。但隨著開采的進行和地下壓力的減小,采油難度逐漸加大。在早期,人們采用注水驅(qū)油的辦法,通過向油井中注水,利用油比水輕的原理,用水將油“頂”出來。而目前,油田主要采用壓裂技術(shù),來提升采油率。油田壓裂技術(shù),通過專門設(shè)備——油田壓裂機,將壓裂液打入井下,增大原先地層的孔隙,加快出油速度,增加出油量。壓裂液是一種高分子聚合物的溶液,含有黏度很大的天然胍膠,加上石屑、沙子等強度比較大的顆粒,還有助排劑及其他的一些添加劑共同制成。最后成為一種粥狀的溶液。
當油田壓裂機將壓裂液打入井下,將地層打開裂縫,壓裂液攜帶的沙子和石屑便會填充進入,將縫隙頂住,避免其在壓力消失后愈合。這時工作人員會注入一種破膠劑,使天然胍膠的黏度迅速降低,能夠像水一樣被重新回收上來。這種經(jīng)過脫膠劑再返上來,就是返排液。
由于返排液中含有胍膠、破膠劑等大量有機高分子,使它構(gòu)成了一個復(fù)雜的體系。其COD值更達到4000—8000。而目前污水處理廠的技術(shù)工藝,滿足不了壓裂返排液的處理需求,既達不到排放標準,也給工廠設(shè)備造成很大壓力。
活性炭脫去污水“臟衣服”
在污染物分離降解后,便要將它取出,活性炭氈在線吸附再生裝置做的就是這個工作?;钚蕴渴且环N優(yōu)良的水處理工具,它的表面有很多空隙,可以吸附水中的有害物質(zhì)。很多人家中安裝的自來水凈水機中,有一個個像小罐子一樣的設(shè)備,里面多數(shù)裝的都是活性炭。水從里面走一遍,出來的就是凈水。
但活性炭也有缺點,當臟東西吸附過多的時候,活性炭就會失效。常規(guī)方法只有將其取出,到指定地點用高溫爐將臟東西燒掉,然后再經(jīng)過活化工藝,重新回用。如果用在工業(yè)化的含油污水處理上,這個反復(fù)取裝的過程,一來造成勞動強度很大,二來容易造成周邊環(huán)境污染,成本高,效率低。
核心技術(shù)中的“活性炭纖維氈在線吸附及再生裝置”,將活性炭的特性集中到一個纖維氈上,而吸附效率好性能都要高于普通活性炭。另外,它還具有良好的耐高溫性和解析性,可以承受500℃的高溫,而這個溫度下有的活性炭就會燒著。
在清理時,活性炭氈避免了反復(fù)裝取的麻煩,在生產(chǎn)線上通過高溫高壓蒸汽,30分鐘后就可以將污染物去掉,達到出廠指標。
膜過濾也是核心技術(shù)的一部分。以前的膜往往跟油比較“親近”,容易沾油。而研究人員通過在膜中加入排斥油的物質(zhì),增加了膜的親水性,既方便油水分離,又讓膜容易清洗。
安潔士石油技術(shù)公司總裁粟元生:我國是一個水資源缺乏的國家,每年用于采油回注地下的水資源卻需要幾十億噸甚至上百億噸。徹底解決含油廢水的循環(huán)利用問題,不僅為企業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟效益,也為各大油田的節(jié)能減排、和諧發(fā)展提供了有效的技術(shù)保障。
廢礦物油危害有多大?
根據(jù)國家危險廢物名錄的規(guī)定,廢礦物油是指在機動車維修、建筑、工礦企業(yè)在生產(chǎn)經(jīng)營過程中產(chǎn)生的各種廢機油、廢汽油、廢柴油、廢原油、廢真空泵油、廢齒輪油、廢液壓油、廢熱處理油、廢樟腦油等以礦物油為基礎(chǔ)的各類潤滑油失去原來功能而報廢的油類,來自于石油開采和煉制過程中的油泥和油腳,礦物油類倉儲過程中產(chǎn)生的沉積物,機械、動力、運輸?shù)仍O(shè)備的更換油及清洗油,金屬軋制、機械加工過程中產(chǎn)生的廢油,含油廢水處理過程中產(chǎn)生的廢油及油泥,油加工和油再生過程中產(chǎn)生的油渣及過濾介質(zhì)等,都是不適合其原來用途的廢礦物油,屬于毒性物質(zhì),其內(nèi)含的硫化物、石油類物質(zhì)、富營養(yǎng)物對水和土壤的污染特別嚴重,在國家危險廢物名錄中名列第八。
廢礦物油含有多種有毒性物質(zhì)。實驗表明,如果廢礦物油內(nèi)的有毒物質(zhì)通過人體和動物的表皮滲透到血液中,并在體內(nèi)積累,會導(dǎo)致各種細胞喪失正常功能,是公認的致癌和致突變化合物。隨意傾倒和非法轉(zhuǎn)移、倒賣廢油,影響人體健康不說,還會給生存環(huán)境帶來二次黑色污染,對水體和土壤造成嚴重污染,危害動植物的生長和人類生存環(huán)境。如果把廢礦物油倒入土壤,可導(dǎo)致植物死亡,被污染土壤內(nèi)微生物滅絕。如果廢礦物油進入飲用水源,1噸廢礦物油可污染100萬噸飲用水。
含油廢水的特性
含油廢水主要來源于石油、石油化工、鋼鐵、焦化、煤氣發(fā)生站、機械加工等工業(yè)部門。廢水中油類污染物質(zhì),除重焦油的相對密度為1.1以上外,其余的相對密度都小于1。油類物質(zhì)在廢水中通常以三種狀態(tài)存在。
隨著生產(chǎn)行業(yè)的不同,含油廢水的性質(zhì)和特點差別很大。一般情況下,含油廢水的含油量為幾十到幾千mg/L,有的甚至高達數(shù)萬mg/L。根據(jù)其存在形式的不同,廢水中的油類可分為浮油、分散油、乳化油和溶解油4種:
1.浮油,其粒徑一般大100μm,以連續(xù)相的形式漂浮于水面,形成油膜或油層;
2.分散油,以微小的油滴懸浮于水中,不穩(wěn)定,靜置一段時間后通常變成浮油,油滴的粒徑一般介于10—100μm之間;
3.乳化油,當廢水中含有某種表面活性劑時或油水混合物經(jīng)轉(zhuǎn)數(shù)為3000r/min左右的離心泵高速旋轉(zhuǎn)后,油滴便成為穩(wěn)定的乳化液分散于水中,油滴粒徑極小,一般小于10μm,多數(shù)在0.1—2μm之間,單純用靜置方法分離較困難;
4.溶解油,以一種化學(xué)方式溶解的微粒分散油,油粒直徑一般小于0.1μm。由于油品在水中的溶解度很小(約為5—51mg/L),故這部分的比例一般在0.5%以下。