昆山一体化含碘废水处理设施专业解答

昆山一体化含碘废水处理设施专业解答

　在石油开发和生产过程中，如钻井、压裂、试采和炼制等环节，泥土或其他杂质混入原油或者成品油中，形成由水、油、泥砂及矿物质等构成的混合废物称为含油污泥，简称油泥。目前世界上油泥的三大来源为石油化工、金属加工和食品加工，我国仅石油开采和炼制行业每年产生的油泥就达数百万吨，而且每年还在快速增长。在美国，石化行业产生的油泥已被列入其资源保护与回收法(RCRA)中，并将其定义为危险废物，原因就是该类油泥含有各种致畸、致癌的有毒物质，如苯系物、酚、蒽、芘类等。随着我国的环保力度越来越大，油泥也被列入我国的《国家危险废物名录》HW08条目中，强制对其进行无害化处理。我国最近发布的《农用地土壤环境质量标准》和《建设用地土壤污染风险筛选指导值》第三次征求意见稿中，又分别对农用地和建设用地接纳的污泥油含量及重金属含量提出了明确的限值，为油泥的高标准处理处置提供了依据。

　　国内外学者针对油泥的复杂特性，在控制油泥产生的源头、对已有油泥进行资源化利用、对油泥不可利用的部分进行安全化处置等方面开展了大量的研究工作，欲将油泥残渣中的油含量和重金属含量降至标准规定的限值以下，形成了如溶剂萃取技术、热洗处理技术、热萃取脱水处理技术、焚烧处理

　　现代生活已离不开工业。工业的发展丰富了我们的生活，如何改善人类生活的同时注意保护环境是当前所面临的难点和重点。化工生产制造了大量的废水、废气和废渣(简称“三废")，将“三废"进行有效处理是保护环境的根本途径。化工环境保护是指减少和消除化工生产中的废水、废气和废渣对周围环境的污染和对生态平衡及人体健康的影响，防治污染，改善环境，化害为利等工作。“三废"中废水量大、成分复杂，处理起来有一定的难度，本文主要针对废水处理进行展开。

　　1、概念

　　化工生产对环境造成的污染以水污染较为突出。含有氰、酚、砷、汞、镉和铅等有毒物质生化需氧量(BOD)和化学耗氧量(COD)高，pH值不稳定，排入水中后会大量消耗水中的溶解氧，导致水域缺氧;废水中有毒物质直接对鱼类、贝类和水生植物造成毒害;有毒重金属还会在生物体内长期积累造成中毒;含氮、磷较高的化肥生产废水排入水中后，引起水域氮、磷含量增加，使藻类等水生植物大量繁殖，出现水域富营养化，造成鱼类窒息而大批死亡。

　　2、化工废水处理的基本思路

　在石油开采、集输和炼制过程中产生了大量的含油污泥。据统计，我国各油田每年产生含油污泥40×104t以上，而且产量还在逐年上升。含油污泥中含有苯系物、酚类、多环芳烃、有害的微生物、重金属、放射性物质等有害物质，已被国家列为危险固体废弃物，如果处置不当，将造成严重的环境污染。陕北地处干旱、缺水地区，其生态环境脆弱，含油污泥带来的环境污染问题更为严重。目前，溶剂萃取、热化学洗涤、固化法、生物处理等是常用的处理方法，但这些方法都存在一定的局限性。

　　加入辅助燃料混烧是含油污泥常用的处理方法之一。但这种方法的缺点是对于含水率高的污泥需要进行预处理来降低含水率及黏度，并且需要加入辅助燃料来保持一定的燃烧温度，还需要对燃烧的烟气及残渣进行处理，以免产生二次污染。含油污泥颗粒化燃料制备及清洁燃烧不同于混烧，是在污泥中加入一定的处理药剂使其快速破乳、干化并提高其热值，形成颗粒化的燃料，利用烟气污染物控制技术使其燃烧过程中的污染物排放值达到国家控制标准，实现含油污泥的无害化与资源化处理。谢水祥等开发了一种含油污泥处理剂，能使大港油田、新疆油田、胜利油田、辽河油田等含油污泥迅速破乳，其干化物燃烧后灰渣与燃煤混烧排放的烟气均满足我国相关排放标准要求。我国于2014年颁布施行了新的《锅炉大气污染物排放标准》GB13271-2014，烟气中二氧化硫排放浓度限值由900mg/m3降低至400mg/m3，氮氧化物排放浓度限值为400mg/m3，而文献检索国内关于含油污泥燃料化处理剂的作用机理研究报道很少，仍需要进一步研究。我们课题组一直专注于油气田环境污染控制理论与技术的研究，先后研究了含油污泥低温催化热解技术，热氧化技术。延长石油每年产生含油污泥达15×104t以上，为了对含油污泥进行无害化处理的同时，回收利用含油污泥中所含潜在能量，研究了燃料化处理剂对延长油田含油污泥性质的影响及作用机理，设计了燃料化处理剂复配实验。经复配制成的燃料热值达到5273kCal/kg;在颗粒化燃料中加入2.0%的脱硫剂DS可使燃烧烟气中各项污染物浓度均低于《锅炉大气污染物排放标准》GB13271-2014规定的限值，为含油污泥的处置及资源化利用提供了思路和方法。

　　1、实验部分

　　1.1 实验仪器及方法

　　污泥含水率采用GB/T8929-2006《原油水含量的测定蒸馏法》测定，含油率采用索氏提取法测定，固含量通过差减法得到;元素分析使用VarioELIII元素分析仪，依照SH/T0656-2008《石油产品及润滑剂中碳，氢，氮测定法》进行分析;使用日本电子株式会社JSM-6390A型扫描电镜对样品进行观察;使用PerkinElmerNexION300×电感耦合等离子体质谱仪依照DB43/T1220-2016《土壤中铜、锌、铅、镉、铬、汞、砷的测定电感耦合等离子体—质谱法》对残渣中的重金属含量进行测定;燃料热值用XRY-1A型氧弹热量计测量;燃烧在合肥科晶材料技术有限公司GSL-1500X管式加热炉中进行，烟气用崂应3012H型自动烟尘(气)测试仪分析。将盛有颗粒化燃料的坩埚放入加热炉，调节氧气流量为80mL/min，升温速率为15℃/min条件下，当炉温升到250℃时，将烟气接收管连接到加热炉烟气出口上，用烟气分析仪对污染物组分进行实时在线分析，从300℃时开始，每隔10℃记录一次烟气中污染物的浓度数据，直至烧至800℃为止。

　　2.1 充分了解废水的成分

　　化工废水难处理主要是因为废水中成分复杂，每类化工产品的副产物都不尽相同，掌握废水中成分再进行重点治理能达到事半功倍的效果，从而减少废水对环境的污染，实现废水处理的目标。掌握废水成分就需要企业的工作人员熟悉整个生产流程以及生产反应原理，根据实际工艺流程对接受池的水质变化规律进行仔细、确切的观察，准备的判断出废水中有害物质的成分及含量，以便根据废水中实际的成分与危害程度选择合理的方法来进行处理，达到保护环境的目的。

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　2.2 选择合理的处理方法

　　针对含不同成分的废水有不同的废水处理方法。一般采用物理处理法、化学处理法、物理化学法、生物处理法等方法，也有人通过研究发现缺氧水解工艺方法可以很好的处理废水，并达到比较理想的效果。缺氧水解工艺方法处理废水是通过化学作用来抑制好氧微生物的降解，从而使微生物无法存活，从而达到保护环境的目的。利用这一方法，可达到有效处理废水中有毒物质的目的。通过采用一类生化工艺“水解酸化+缺氧+好氧"联合工艺来处理废水具有抗冲击负荷能力高、污泥不易流失、效率高等特点，并且处理过的水可达到排放标准的要求，在环境保护方面起到了很大的作用，工艺稳定、可靠，并得到广泛的应用。

技术、生物处理技术、热解处理技术等多种油泥处理技术，实践表明，溶剂萃取技术、热洗处理技术和热萃取脱水处理技术对油泥的处理均不够生物处理技术条件要求苛刻，无法回收油品且难以实现工业化;焚烧处理后的油泥虽能达标排放，但是处理成本高、耗能大，还会产生二次污染。

　　油泥热解技术研究起步于20世纪80年代。Schmidt等利用循环流化床装置研究了油泥的热解特性，该装置的缺点是热解气带走大量显热，且处理的物料粒度需小于1cm;Karayildirim等分别利用热质联用和固定床热解处理油泥，研究了不同温度下的热解油、气及残渣的产率和品质差异;Dominguez等分别利用微波炉和电阻炉研究了不同炉型对油泥热解产物油成分的影响，微波炉热解处理油泥主要得到高热值的正构烷烃、芳香族化合物和长链脂肪族羧酸等物质，而电阻炉热解处理油泥主要得到菲、荧蒽、苯并芘等多环芳香烃产物。已有研究表明，油泥经热解技术处理后的体积减量化效果可以达到一半以上;油泥的热解过程还是一个促使重金属在残渣中不断富集的过程，重金属在热解残渣中富集后，其形态所具有的耐浸出性比在焚烧后底灰中的更高。因此，油泥的热解处理技术是一种非常有潜力的油泥处理技术，具有其他处理方式不可比拟的显著优势。但是国内由于之前政策宽松，油泥热解技术发展迟缓，多为实验研究阶段，存在着效率较低、处理不达标、二次污染严重等问题，急需进一步完善。针对目前油泥热解处理技术不成熟的问题，本课题以新疆某地区的油泥为例，通过对其基本物理化学性质和热解特性进行研究，得到该油泥热解处理过程的相关参数，为其无害化、减量化和资源化处理提供借鉴和参考。