目前,国内外应用较多并且比较典型的含油污泥联合修复技术包括筛分流化-调质-机械脱水技术、电化学生物耦合修复技术、污泥离心脱水-超热蒸汽喷射处理技术、热洗耦合处理技术、微生物-植物联合修复技术等。通过运用这些联合处理技术,将每年产生的大量含油污泥无害化处理、资源化利用,减少含油污泥中油蒸发导致的大气污染,以及因堆放发生渗漏导致的土壤和水污染。
电化学生物耦合处理技术有以下特点:1)有电场作用的装置,可以产生电热,可为微生物生长提供适宜的环境,利于污染物去除;2)电菌同时处理方法更有利于为微生物生长提供适宜的pH;3)电菌同时表层污泥原油去除率为59.74%,底层去除率为88.89%,去除率比其他工艺高,具有很大利用价值;4)温度、湿度严重影响石油的去除率,在处理过程中调整好温度、湿度,对去除率有很大的提升;5)底层污泥的原油去除率都要高于表层[21,25-27]。
曹亚祥[28]于2010—2011年在吉林油田建立了一套采用超热蒸汽喷射处理技术的移动式罐底泥处理装置,在超热蒸汽温度为500~550 ℃,旋风分离器温度为350~370 ℃,污泥进给速度为4~6 Hz,离心机差转速为2~5 r∕min,絮凝剂浓度为0.5‰~1‰条件下,处理后含油污泥含水率为65%~80%,残渣含油率≤0.3%,固体残渣中含水率低于10%,重金属浓度达标。林海波等[29]将含油污泥离心脱水,并在600 ℃以上的超热蒸汽下气化分离,处理后回收的油中含水率低于0.5%;残渣含油率可控,最低可达到0.3%,含水率低于10%,从而达到含油污泥的减量化和无害化。李颖等[30]针对超热蒸汽喷射处理技术能耗大的缺点进行节能优化设计,通过增设余热回收换热器和换热流程使余热回收效率达到12.7%,预计节约处理费用70 400元∕a,投资回收期仅为2个多月,具有经济可行性。这种工艺处理过程采用密闭流程,从而提高安全和清洁性,流程短、能耗低、全自动控制、实用性强,可以处理落地含油污泥、清罐含油污泥、浮选浮渣等,含油污泥处理后残渣中的含水率降至10%以下,可用作建筑材料添加或直接外排,不产生二次污染。但工艺复杂,生产周期长,处理过程中所需目标温度难控制[28,29,30,31,32]。
3 结论与展望
(1)筛分流化-调质-机械脱水技术处理后污泥中的含油率均小于2%,达到了DB23∕T 1413—2010的设计标准,但未达到农用标准。而随着含油污泥处理技术越来越成熟,对填埋要求越来越高,筛分流化-调质-机械脱水技术只能作为含油污泥的预处理技术。
(2)电化学和生物联合处理提高了含油污泥降解率和电化学处理的成本效益,但在现场应用时,受到温度、湿度、pH等因素影响,该技术目前尚停留在室内试验阶段,如果要想在油田现场推广此技术,还需进一步深入研究。
(3)微生物-植物联合修复效果优于单一的微生物或植物修复效果,但还面临很多亟待解决的问题:如联合修复研究大部分还停留在实验室的状态,大规模运用到工程中的很少,而现场条件较实验室复杂得多,实验室研究成果可能并不完全适用于现场应用。大部分石油污染区的土著植物、微生物对石油的耐受能力和降解能力较低,无法满足修复石油污染的需要。此时,需要引进外源生物以达到预期的修复效果。引进的外源生物会同土著生物竞争生存空间,威胁土著生物的生存,应考虑优化微生物菌株和植物品种以及植物和微生物间的有效搭配问题。
原标题:含油污泥联合处理技术的应用现状与展望
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