含油污泥主要是在原油采集、运输和炼制过程中产生的，如钻井及作业、管线穿孔而产生的落地原油污泥；接转站、联合站的油罐、沉降罐、污水罐、隔油池底泥；炼厂含油污水处理设施、轻烃加工厂和天然气净化装置清除出来的油沙或油泥[1]。
含油污泥体积庞大，若不加以处理而直接排放，不但占用大量耕地，而且对周围土壤、水体和空气都将造成污染，并伴有恶臭气体产生。污泥还可能含有大量的病原菌、寄生虫(卵)，铜、锌、铬和汞等重金属。因此，含油污泥已被列入《国家危险废物目录》中的废矿物油类，在排放之前，必须对其进行无害化处理，如果条件允许，可以进一步资源化处理利用[2]。
热化学洗涤是将含油污泥加水稀释后再加热，同时投加一定量化学试剂，使油从固相表面脱附后聚集分离的污泥处理方法。该方法单独处理很难达到要求，一般还需与其他方法联合应用，如经热化学洗涤后再加上离心分离或微生物处理等，这样处理效果会更好。赵虎仁等人[3]采用“热化学洗涤+生物处理”工艺对炼油厂含油污泥进行处理，研究发现，洗涤剂OST-11效果最好，污油回收率可以达到92.2%，再经好氧生物处理后，石油类去除率可达95%。
该方法的优点是处理效果好，缺点是化学试剂消耗量大，成本较高，若与微生物处理技术相结合，处理周期长。以后的研究方向将是研发高效的化学试剂。
焦化处理含油污泥实质就是对重质油的深度热处理，其反应是烃类物质的热转化过程，即重质油的高温热裂解和热缩合。张巧灵、韩专等人[4]采用催化焦化技术实现对高含油污泥的达标处理。现场试验结果表明，大港油田含油污泥焦化处理后残渣中的含油量和重金属含量均低于GB4284-1984《农用污泥中污染物控制标准》的要求。
该方法的优点是回收的液相产品性能较好，可直接作为燃料油使用或作为深加工原料，工艺简单，操作条件容易控制，适合处理含油量较高的污泥。缺点是要求设备耐高温，能耗高。
微生物处理技术是指向含油污泥中添加能降解石油烃类的微生物和营养物质(C、N、P)等，通过微生物的生长繁殖来降解污泥中的油。微生物处理技术主要包括：堆肥法、生物反应器法、生物强化技术等。堆肥法已大量运用，生物反应器法和生物强化技术还处于试验研发阶段。该技术的优点是工艺简单，处理费用低，缺点是处理周期长。培养和驯化高效降解石油烃的微生物菌剂是该技术的关键[5]。
堆肥法(也称堆腐法)是利用污泥中的微生物进行发酵的自然生物过程。在含油污泥中加入一定比例的调理剂和膨松剂(如锯木屑、碎稻草及秸秆等)，以增加持水性、透气性，强化生物降解。
微生物反应器法是将含油污泥稀释于营养介质中，使之成为泥浆状，通过人为的控制充氧、温度和营养物质等操作条件来处理含油污泥的生物过程[6]。微生物反应器法以水相为主要处理介质，传质速度快，反应条件便于控制在最佳状态，而且消除了自然环境变化的影响。
微生物强化法是向含油污泥中投加高效降解石油烃的微生物菌剂。该法可同时降解含油污泥中脂肪烃和芳香烃，已开发出许多新型高效菌种，处理范围也相应拓宽。
固化技术是指将含油污泥中的有害物质固化后直接填埋或利用的一种无害化处理技术。常用的固化剂有水泥、石灰石等。研究表明：固化产品浸出液的COD、含油量、有毒元素随水泥量的增加而减少。优化水泥与污泥配比，可满足GB 8978-1996《污水综合排放标准》要求。添加适量添加剂，能缩短固化所需时间和增加固化产品的抗压强度。
李鹏华、李岩涛等人[7]在对马寨含油污泥成分分析的基础上，用固化技术对马寨含油污泥进行无害化和资源化研究。加入水硬性固化剂，将含油污泥中的油、硫化物、有机和无机有害物质固化包裹在惰性固化基材中，大幅度降低了含油污泥中有害离子及有机物对环境的污染。固化后的固化体抗压强度接近国家一级烧结砖的标准，能满足部分建筑用砖要求，实现了马寨含油污泥的资源化利用。
该技术的缺点是固化产品若作填埋处理，将占用大量土地；另外，固化效果能保持多长时间也让人担心。因此，开发新型固化剂和添加剂，实现固化产品作为建筑材料，铺路材料再利用，并考察固化产品对环境造成的影响是未来的研究方向。
焚烧技术是指含油污泥经预处理后，在有氧、高温和助燃剂存在的条件下燃烧的处理技术，一般还包括净化烟气设备和除尘设备等辅助设施。李彦超，张元法等人[8]对胜利油田含油污泥理化性质进行了分析，提出了含油污泥高温燃烧利用技术。该技术利用特殊锅炉将水煤浆与含油污泥掺和燃烧，通过流化床处理、烟气处理系统及粉尘回收系统，实现了含油污泥无害化处理，解决了环境污染问题。
焚烧处理技术的优点是污泥经焚烧后，多种有害物几乎全部被除去，减少了对环境的危害，废物减容效果好，处理比较安全，缺点是焚烧过程中产生了二次污染，需要一些辅助设备来处理二次污染，设备费用高，能耗高等。
调剖技术是指利用采出水中的含油污泥与地层具有良好的配伍性，以含油污泥为基本原料，采用化学处理方法，加入适量的添加剂，悬浮其中的固体颗粒、延长悬浮时间，并使油组分分散均匀，形成均一、稳定的乳状液。由含油污泥配成乳化悬浮液调剖剂，应用于油田注水井调剖，在地层到达一定深度后，受地层水冲释及地层岩石的吸附作用，乳化悬浮体系分解，其中的泥质吸附胶沥质和蜡质，并通过它们黏联聚集形成较大粒径的团粒结构，沉降在大孔道中，使大孔道通径变小，封堵高渗透层带，增加注入水渗流阻力，迫使注入水改变渗流方向，提高注入水波及体积。
肖传敏[9]提出了利用含油污泥开展深度调剖技术，通过对含油污泥组分和颗粒粒径分布测试分析，研制出合适的含油污泥深度调剖剂。室内研究表明：该调剖剂抗剪切能力强，热稳定性好，适用于80 ℃以下油藏，可提高驱油效率31.8%，不仅提高了注水开发效果，而且为解决油田含油污泥污染环境问题提供了一个途径。但污泥作为调剖剂的配方，注入速度、注入量、堵剂强度和污泥调剖后对油层的影响等有待于进一步研究。
植物修复技术是近年兴起的一种利用植物和太阳能清除土壤中有机污染物的新技术，植物在生长过程中可直接或间接地吸收、分离或降解有机污染物，从而起到消除有机污染物的作用。植物生长过程中根系的微生物也可和植物协同降解或固化有机污染物。
史德青、张建等人[10]对胜利油田滨一污水站产生的含油污泥经俄罗斯菌剂修复后含油量仍较高，为进一步降低其含油量，采用了植物修复技术。在总面积为1000 m2的含油污泥修复场地上，分别种植了高羊茅、苜蓿、大豆、玉米和高粱，进行了120天的植物修复。检测了植物修复前后含油污泥的含油量、基本理化性质、生物毒性、微生物数量和代谢功能多样性。对比发现，植物修复后含油污泥的石油降解率最高可达34.09%，持水率提高，生物毒性下降，微生物数量增加及代谢功能多样性增强。
实验说明，植物修复技术适合处理含油量较低的油泥，处理费用低廉、处理效果好、无二次污染，是处理含油污泥的有效方法之一。
超声波处理技术是指含油污泥在超声波的辐射下，污油在声空化作用下，从固体颗粒表面脱附的过程。声空化作用可以产生强大的射流，射流的速度可达到400 km/h。污泥在高冲击波作用下，分解为颗粒状，污油就从污泥颗粒的表面脱离。
王新强、杨志钢等人[11]在试验室里用超声处理含油污泥。结果表明：超声空化状态对含油污泥的除油效果有很大影响, 最佳除油的空化状态为弱空化状态；通过正交实验得出超声处理含油污泥的最佳条件为:超声频率40 kHz、功率50 W、作用时间20 min、作用温度50 ℃，在该条件下，含油污泥除油率达90%以上。
杜杰，张帆等人[12]采用“热化学洗涤-超声波分离”工艺对含油污泥进行处理。含油污泥的含油率从处理前的48.9%降到处理后的2.0%，除油率达到95.9%，除油效果较好。由于超声波处理技术是最近才出现的新技术，还处于试验室试验阶段，所以要把该技术应用到现场，还需经过中试等不断放大与优化的过程。
低温热解技术是指在缺氧、较低温度的条件下，含油污泥转变为固、液、气三相的过程。气相为甲烷、二氧化碳等；液相以常温燃油、水为主；固相为无机矿物质与残炭。其显著特点是有利于污泥中能源物质的回收利用和无机矿物的再生利用。
王万福，杜卫东等人[13]通过含油污泥热解处理室内实验，测定了回收油气的组成、热解残渣含碳量和Al2O3含量；对热解残渣沥青的吸附性能和再生处理的絮凝性能进行了测试分析；开展了水平回转炉用于含油污泥热解处理的现场中试评价。结果表明，含油污泥热解处理具有较好的油气回收和残渣再生利用价值。
王万福、金浩等人[14]根据含油污泥的理化性质和实验结果，提出了低温热解技术的机理，建立了相应的数学模型，并分析了温度、加热速率、反应时间等因素对热解反应的影响。他们最后指出低温热解技术很快就会成为石油污泥处理的最主要、也是最通用的技术方法。
超临界水氧化技术(Super Critical Water Oxidation，简称SCWO)是近年来发展起来的一门新兴污染处理技术，该技术是以超临界水为反应介质，空气、氧气或过氧化氢等为氧化剂，高温高压下的自由基反应。SCWO是一个放热反应，当初始有机物质达到一定的量，放出的热量可以维持自身的需求。由于SCWO氧化有机物具有完全、污染物降解彻底、热能可回收利用等特点，受到许多科技工作者的瞩目。
荆国林，霍维晶等人[15]实验研究了SCWO技术处理油田含油污泥，实现含油污泥无害化处理。考察了反应温度、反应压力、停留时间、pH值等条件对含油污泥COD去除率的影响。实验结果表明：一氧化碳和醋酸是中间产物，二氧化碳是最终产物。当反应温度为440 ℃、反应压力为24 MPa、反应停留时间为10 min、pH值为10时，含油污泥中的COD去除率可达到98%以上。
由于含油污泥经预处理后的主要成分是CaCO3, 而CaCO3又是制作橡胶的主要填料剂，所以设想用含油污泥来代替CaCO3制作橡胶填料剂。岳明，欧天雄等人[16]以中原油田含油污泥为研究对象，根据高分子理论化学和橡胶工程理论，论证了油田含油污泥开发含油橡胶填料剂的理论基础。经粉体加工，将含油污泥制备成实验用橡胶填料剂，通过橡胶工程实验及产品测试。结果得出：采用含油污泥制备橡胶填料剂时，橡胶制品性能与污泥是否洗盐没有明显相关性，且污泥组成的不均匀性不会明显影响橡胶品质；与正在使用的普通碳酸钙和纳米碳酸钙填料剂相比，含油污泥制备的填料剂对橡胶制品的性能没有明显的影响；在分散性、橡胶网状分子的交联性、磨耗、回弹性等方面，较普通碳酸钙和纳米碳酸钙的填充效果稍优，证明该项研究成果能将废弃含油污泥无害化与资源化，既有经济效益，也有良好的环保效益。
(1) 含油污泥的处理技术很多，每种技术都有各自的优缺点和使用范围。含油污泥的成分复杂，各种物理化学和生物化学性质都有所不同，所以在实际应用过程中要根据含油污泥性质和经济技术条件选择合适的处理技术。一般来讲，对于含油较高的污泥宜选用热化学洗涤、焦化处理、焚烧技术等方法来处理；而对于含油较低的污泥，则宜选用微生物处理技术、固化技术等方法来处理。如果实际条件允许，还可以选用一些无害化及资源化新技术，如植物修复技术、调剖技术、超声波处理技术、低温热解技术、超临界水氧化技术、制作橡胶填料剂等。
(2) 一般来讲，单独选用一种处理技术来处理，很难处理达标。因此，在实际应用过程中，常常需要几种技术联合运用，如热化学洗涤技术+超声波处理技术、热化学洗涤技术+微生物处理技术、超声波处理技术+植物修复技术等。因为化学处理技术和微生物处理技术所需的工艺简单、费用低廉、技术可行性高，所以化学-生物联合调理技术将是今后的主要攻关方向。
(3) 在采用植物修复技术来处理含油污泥时，如果污泥含有的有害物质较高，不利于植物生长，可以考虑向污泥中掺混一定比例的优质土壤后，再种植植物，这样效果可能会更好。还有在采用固化技术来处理含油污泥时，固化效果能保持多长时间，填埋固化产品的场地应该怎样设计等问题都需要我们进一步思考。
(4) 因为含油污泥中大部分成分是泥，所以在回收油的同时应着重考虑泥的资源化利用，如回收油后的泥可以用来生产砖、水泥和铺路材料等。国外在这方面的技术很成熟，但是目前国内相关的研究还很少，所以这是一个很好的资源化研究方向。
(5) 含油污泥的压榨过滤技术是指向含油污泥中添加一定量的过滤介质，然后再对混合污泥施加一定的压力、过滤，最终实现液相和固相的分离。国内也进行了相关的研究，由于没有找到合适的过滤介质，最终该技术没能工业化应用。但是该技术属于物理操作技术，简单可行，易于工业化，所以也是一个可以继续尝试的研究方向，重点是研究一种适用的过滤介质。
(6) 要想减小含油污泥的污染，必须从源头抓起，即在石油开采、炼制过程中，采用“绿色工艺”，尽量减少含油污泥的生成量和毒性。另外，无害化、减量化、资源化将始终是我们研发新处理技术的总目标，当然，还需结合技术和经济上的可行性。
2011, Vol. 40 Issue (3): 313-317
2011, Vol. 40 Issue (3): 313-317