油泥砂的处理方法及处理装置的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种油泥砂的处理方法，采用天然高分子复配组分对油泥砂进行改质处理，包括以下步骤：第一步，将油泥砂投放于水中，得到含有油泥混合物的稀释水体；第二步，将改质处理药剂溶解于稀释水体中，得到水溶液；第三步，对水溶液进行搅拌，静置后水溶液分层，上层为轻质油；中层为清澈的水相；下层为改质后的含重油污泥；第四步，将上层的轻质油溢流收集；通过机械脱水法对下层的含重油污泥进行脱水，得到泥饼。本发明通过对污泥进行改质，跳出依赖传统脱泥剂聚合物聚丙烯酰胺(PAM)的怪圈，在脱水环节就将含水率显著降低，能够减小后续污泥干燥的能耗，降低固定投资及其他相关运营费用。本发明还公开了一种油泥砂的处理装置。
【专利说明】
油泥砂的处理方法及处理装置
技术领域
[0001]本发明涉及一种油泥砂的处理方法。本发明还涉及一种油泥砂的处理装置。
【背景技术】
[0002]石油开采已经造成中国约3 %的国土面积的土壤污染，在“十三五”期间及后续，石油开采所产生的油泥砂必须做好分离和焚烧无害化处理工作，再不能像过去一样随意堆放、填埋处置，而历史原因堆积在环境中的老油泥砂，也必须逐步清理。
[0003]石油开采现场的原油储罐底部会沉积大量的油泥砂，油泥砂由重油、少量轻质油、泥土、砂子等组成，需要定期清理、处置。
[0004]油泥砂处理最理想的目标是将油、泥、砂分离开来。油泥砂处置的第一步是通过蒸汽加热曝气方式，将砂子分离出来，去除上部产生的油聚混合物。但是，前端蒸汽曝气产生的水相含有大量油泥很难处理，而且油田都采用聚合物聚丙烯酰胺(PAM)采油工艺，由于PAM的存在，油泥存在油包水、水包油的复杂结构，造成水相中的大量重油污泥很难沉降脱水，形成的泥饼含水率大于85 %，造成运输过程跑冒滴漏，焚烧处置能耗大，成本高。
【发明内容】
[0005]本发明所要解决的技术问题是提供一种油泥砂的处理方法，它可以减小后续污泥干燥的能耗，降低固定投资及其他相关运营费用。
[0006]为解决上述技术问题，本发明油泥砂的处理方法的技术解决方案为，采用天然高分子复配组分对油泥砂进行改质处理，包括以下步骤:
[0007]第一步，将油泥砂投放于水中，得到含有油泥混合物的稀释水体；
[0008]将油泥砂投放于水中之前，可以先对油泥砂进行预处理;所述预处理的方法为:通过蒸汽曝气方式脱除油泥砂中的大部分砂子和一部分油聚混合物。
[0009]油泥砂与水的重量比为1:2至1:20之间。
[0010]第二步，将改质处理药剂溶解于稀释水体中，得到水溶液；
[0011]所述改质处理药剂至少包括天然高分子复配组分、桥架试剂、pH调节剂；
[0012]所述天然高分子复配组分与稀释水体的体积百分比为1%。?5%0。
[0013]所述天然高分子复配组分包括多糖、蛋白质、多肽。
[0014]所述桥架试剂为聚合硫酸铁、聚合铝铁、聚合氯化铝、氧化钙、氢氧化钙中的一种或多种;所述桥架试剂所含阳离子总浓度在Immo I /L?20mmo I /L之间。
[0015]所述pH调节剂为氧化|丐、氢氧化|丐、氢氧化钠、氢氧化钾中的一种或多种;通过控制pH调节剂的使用量，使水溶液的pH值控制在7?13之间。
[0016]第三步，对水溶液进行搅拌，静置后水溶液分层，上层为轻质油；中层为清澈的水相;下层为改质后的含重油污泥；
[0017]所述搅拌方法为机械搅拌或曝气搅拌。
[0018]第四步，将上层的轻质油溢流收集;通过机械脱水法对下层的含重油污泥进行脱水，得到泥饼。
[0019]所述机械脱水法为真空抽滤、加压过滤、离心分离、螺杆挤压过滤、板框式压滤、带式压滤中的一种。
[0020]本发明还提供一种油泥砂的处理装置，其技术解决方案为:
[0021]包括沉降池I，沉降池I内设置有搅拌设备2，沉降池I通过加药管道连接加药设备；沉降池I的上部通过管道连接轻质油罐3，沉降池I的中部通过管道连接清水池4，沉降池I的下部通过管道连接机械脱水设备5的入口，机械脱水设备5的滤液出口通过管道连接泥水池6，机械脱水设备5的泥饼出口连接泥饼处理装置7。
[0022]本发明可以达到的技术效果是:
[0023]本发明通过对污泥进行改质，跳出依赖传统脱泥剂聚合物聚丙烯酰胺(PAM)的怪圈，在脱水环节就将含水率显著降低，能够减小后续污泥干燥的能耗，降低固定投资及其他相关运营费用。
[0024]本发明所采用的天然高分子复配组分带有大量的功能性基团，具有三维协同作用，在桥架试剂中阳离子的作用下，在合适的PH值范围内，通过“桥连”、“电性中和”及化学反应，借助离子键、氢键、范德华力，同时吸附多个粒子，在颗粒间产生架桥，能够使难降解的固体悬浮物颗粒、菌体细胞及胶体网捕在网状三维结构上，从而迅速凝集，与水相清晰分离。
[0025]本发明利用天然高分子复配组分与桥架试剂、pH调节剂的配合作用，能够对含重油污泥产生明显的改质作用，通过离心或压滤脱水，比普通絮凝剂如PAM、聚合氯化铝等形成的泥饼含水率低至少10%，方便外运焚烧，后续焚烧无害化处理单位干泥的能耗大大降低，并且单位体积焚烧炉单位时间的处理量会增加，后续处理效率大大提高。
[0026]本发明所分离出的水相清澈，固含量低，可多次重复使用。
[0027]本发明的处理方法中，桥架试剂及pH调节剂的用量是传统方法用量的20%以下。
[0028]本发明的工艺简单，对设备要求低，不需要加热，只要水体不结冰即可。
【附图说明】
[0029]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步详细的说明:
[0030]图1是本发明污水处理固体废弃物的处理装置的示意图。
[0031]图中附图标记说明:
[0032]I为沉降池，2为搅拌设备，
[0033]3为轻质油罐，4为清水池，
[0034]5为机械脱水设备，6为泥水池，
[0035]7为泥饼处理装置。
【具体实施方式】
[0036]本发明油泥砂的处理方法，采用天然高分子复配组分对油泥砂进行改质处理，包括以下步骤:
[0037]第一步，将油泥砂投放于水中，得到含有油泥混合物的稀释水体；
[0038]油泥砂与水的重量比为1:2至1:20之间；
[0039]该油泥砂为石油开采现场的原油储罐中的沉积物；
[0040]可以将油泥砂直接投放于水中；也可以先对油泥砂进行预处理，然后再投放于水中；
[0041]预处理可以是通过蒸汽曝气方式脱除油泥砂中的大部分砂子和一部分油聚混合物；
[0042]第二步，将改质处理药剂溶解于稀释水体中，得到水溶液；
[0043]改质处理药剂至少包括天然高分子复配组分、桥架试剂、pH调节剂；
[0044]其中，天然高分子复配组分与稀释水体的体积百分比为1%。?5%0;
[0045]天然高分子复配组分包括多糖、蛋白质、多肽等组分；
[0046]桥架试剂包括聚合硫酸铁、聚合铝铁、聚合氯化铝、氧化钙、氢氧化钙中的一种或多种；
[0047]桥架试剂所含阳离子总浓度在lmmol/L?20mmol/L之间；
[0048]pH调节剂包括氧化妈、氢氧化妈、氢氧化钠、氢氧化钾等；
[0049]通过控制pH调节剂的使用量，使水溶液的pH值控制在7?13之间；
[0050]第三步，对水溶液进行搅拌，静置后水溶液分层，上层为C2?C4轻质油；中层为清澈的水相，排入清水池4，该水相可重复利用；下层为改质后的含重油污泥；
[0051 ]搅拌方法可以采用机械搅拌或曝气搅拌；
[0052]第四步，将上层的轻质油溢流收集；中层水相可重复利用，也可以用于洗砂;通过机械脱水法对下层的含重油污泥进行脱水，得到泥饼;脱泥产生的泥水排入泥水池6;
[0053]机械脱水法可以是真空抽滤、加压过滤、离心分离、螺杆挤压过滤、板框式压滤、带式压滤等方式。
[0054]本发明所得的泥饼性状改变，含水率低于75%，其体积比85%以上含水率的泥饼体积小很多，不会跑冒滴漏，方便外运处置。
[0055]本发明所采用的天然高分子复配组分可自行降解，无二次污染问题，对人和动物无任何副作用。
[0056]本发明采用如图1所示的油泥砂的处理装置，包括沉降池1，沉降池I内设置有搅拌设备2，沉降池I通过加药管道连接加药设备;加药管道上可设置计量栗，实现定量向确定体积的稀释水相中加药；
[0057]沉降池I的上部通过管道连接轻质油罐3，沉降池I的中部通过管道连接清水池4，沉降池I的下部通过管道连接机械脱水设备5的入口 ；机械脱水设备5设有两个出口，其中一个为滤液出口，另一个为泥饼出口；机械脱水设备5的滤液出口通过管道连接泥水池6，机械脱水设备5的泥饼出口连接泥饼处理装置7;
[0058]搅拌设备2包括搅拌叶轮，搅拌叶轮设置于旋转轴的底端，旋转轴的顶端连接驱动电机;驱动电机能够驱动旋转轴旋转，从而带动搅拌叶轮在沉降池I内进行搅拌。
[0059]实施例1:
[0060]某油田采油产生油泥砂
[0061 ]该油泥砂在中国具有普遍性和代表性，目前没有很好的办法处理，处理效率特别低，特别是去除砂和油聚混合物后产生的大量水体由于还是含有重油、聚合物、少量砂、泥，很难处置，只有将含重油污泥和水清晰分离后，才方便含重油污泥后续处理，而水可以重复利用，不带含重油污泥的水经过多次利用后也可去油田污水处理厂处置。采用本发明的处理工艺，可将含重油污泥的含水率降低到75%以下。
[0062]工艺流程:前期按照油泥砂:水=1:3的重量比例混合稀释，总重量为4吨，通过蒸汽曝气去除大部分砂和油聚混合物；中间含重油污泥水体先后加入天然高分子复配组分、聚合硫酸铁、氢氧化钙，其中天然高分子复配组分为1%。(体积百分比)，聚合硫酸铁合铁总浓度4.5mmol/L，用氢氧化|丐调节pH值至7.5 ；机械搅拌5min ；静置40min后，刮去上层轻油，中间层清水排出洗砂，下层含重油污泥通过卧螺离心机脱水。
[0063]结果:经第三方检测，含重油污泥产生的泥饼含水率75%;经目测，泥饼与初期的油泥砂形态截然不同，不再是糊状粘稠浆体，易于运输、焚烧处置。
[0064]实施例2:
[0065]某油田历史遗留老化油泥砂
[0066]该老化油泥砂由于老化时间长，硬化度高，非常难处理，首先需要将老化油泥砂粉碎细化，然后与水按照一定比例稀释浸泡，最后按照新油泥砂的处理工艺处置。
[0067]工艺流程:取10g粉碎的老化油泥砂和900g水，混合溶解在IL烧杯中，充分搅拌；先后加入天然高分子复配组分、聚合硫酸铁、氢氧化钙，其中天然高分子复配组分1.2%。(体积百分比)，聚合硫酸铁合铁总浓度6mmol/L，用氢氧化钙调节pH值至7.5;机械搅拌2min;静置40min;下层沉淀通过真空抽滤方式脱水。
[0068]结果:经干燥及干燥前后沉重，抽滤方式脱水后泥饼含水率为75%;滤饼呈网状龟裂，颜色由黑色变为褐色，说明改质效果明显。
【主权项】
1.一种油泥砂的处理方法，其特征在于，采用天然高分子复配组分对油泥砂进行改质处理，包括以下步骤: 第一步，将油泥砂投放于水中，得到含有油泥混合物的稀释水体； 第二步，将改质处理药剂溶解于稀释水体中，得到水溶液； 所述改质处理药剂至少包括天然高分子复配组分、桥架试剂、PH调节剂； 第三步，对水溶液进行搅拌，静置后水溶液分层，上层为轻质油；中层为清澈的水相；下层为改质后的含重油污泥； 第四步，将上层的轻质油溢流收集;通过机械脱水法对下层的含重油污泥进行脱水，得到泥饼。2.根据权利要求1所述的油泥砂的处理方法，其特征在于:所述第一步将油泥砂投放于水中之前，先对油泥砂进行预处理;所述预处理的方法为:通过蒸汽曝气方式脱除油泥砂中的大部分砂子和一部分油聚混合物。3.根据权利要求1所述的油泥砂的处理方法，其特征在于:所述第一步中油泥砂与水的重量比为1:2至1:20之间。4.根据权利要求1所述的油泥砂的处理方法，其特征在于:所述天然高分子复配组分与稀释水体的体积百分比为I %。?5%o。5.根据权利要求1所述的油泥砂的处理方法，其特征在于:所述天然高分子复配组分包括多糖、蛋白质、多肽。6.根据权利要求1所述的油泥砂的处理方法，其特征在于:所述桥架试剂为聚合硫酸铁、聚合铝铁、聚合氯化铝、氧化钙、氢氧化钙中的一种或多种;所述桥架试剂所含阳离子总浓度在1_01凡?20mmol/L之间。7.根据权利要求1所述的油泥砂的处理方法，其特征在于:所述pH调节剂为氧化钙、氢氧化钙、氢氧化钠、氢氧化钾中的一种或多种;通过控制pH调节剂的使用量，使水溶液的pH值控制在7?13之间。8.根据权利要求1所述的油泥砂的处理方法，其特征在于:所述第三步的搅拌方法为机械搅拌或曝气搅拌。9.根据权利要求1所述的油泥砂的处理方法，其特征在于:所述第四步中的机械脱水法为真空抽滤、加压过滤、离心分离、螺杆挤压过滤、板框式压滤、带式压滤中的一种。10.—种油泥砂的处理装置，其特征在于，包括沉降池，沉降池内设置有搅拌设备，沉降池通过加药管道连接加药设备;沉降池的上部通过管道连接轻质油罐，沉降池的中部通过管道连接清水池，沉降池的下部通过管道连接机械脱水设备的入口，机械脱水设备的滤液出口通过管道连接泥水池，机械脱水设备的泥饼出口连接泥饼处理装置。
【文档编号】C02F11/14GK105906175SQ201610288828
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年5月3日
【发明人】葛丽莎, 朱海雷, 周汉涛
【申请人】上海幸使环保科技有限公司