【摘要】：含油污泥包括原油開(kāi)采過(guò)程中產(chǎn)生的落地油泥、運(yùn)輸貯存過(guò)程中沉降在罐底的污油和煉油廠污水處理過(guò)程中的污泥。目前含油污泥生物處理技術(shù)不夠成熟,化學(xué)處理技術(shù)效率低、成本高,因?qū)儆谖ｋU(xiǎn)固體廢棄物不能直接填埋處理,符合環(huán)境要求的污油泥最終處置方式為焚燒,但是對(duì)于企業(yè)而言處理費(fèi)用過(guò)高,導(dǎo)致煉油廠堆存的含油污泥達(dá)到上億噸,長(zhǎng)期堆積會(huì)致使環(huán)境條件變差,對(duì)周?chē)巳寒a(chǎn)生危害,所以當(dāng)前對(duì)于含油污泥的資源回收綜合處置是石油化工行業(yè)的熱點(diǎn)課題。含油污泥經(jīng)過(guò)化學(xué)熱洗工藝處理后,剩余的泥餅殘?jiān)?jīng)鑒定屬于一般工業(yè)固廢類(lèi)。本課題通過(guò)對(duì)含油污泥殘?jiān)睦砘匦苑治?發(fā)現(xiàn)殘?jiān)泻吐市∮?%、含水率為17.2~22.7%、有機(jī)物熱值約為364~785kJ/kg,且殘?jiān)蠧u、Pb、Cr、Ni、Zn、Cd含量均遠(yuǎn)低于《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置制磚用泥質(zhì)》限值,各項(xiàng)指標(biāo)都滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的要求,為其作為制磚摻料的可行性提供理論依據(jù)。本文實(shí)驗(yàn)以污泥殘?jiān)蚎_3黃土為主體材料,粉煤灰、煤粉和燒結(jié)磚助劑為輔助摻料,經(jīng)攪拌、陳化、壓制、干燥和燒制等流程制得燒結(jié)磚。根據(jù)磚體的基本性能和力學(xué)性能檢測(cè)結(jié)果可知,當(dāng)污泥殘?jiān)鼡搅?0%后,會(huì)產(chǎn)生輕微泛霜現(xiàn)象。污泥殘?jiān)鼡搅俊?0%時(shí)磚坯產(chǎn)生裂紋,尺寸偏差在-2.0以內(nèi),磚體的抗壓強(qiáng)度MU10,平均吸水率20%,燒結(jié)磚外觀質(zhì)量顯著下降。設(shè)計(jì)正交實(shí)驗(yàn)分析污泥殘?jiān)鼡搅�、成型壓力和燒成溫度�?duì)磚體抗壓強(qiáng)度及吸水率兩個(gè)主要指標(biāo)的影響顯著性發(fā)現(xiàn),污泥殘?jiān)鼡搅繉?duì)燒結(jié)磚力學(xué)性能的影響顯著性遠(yuǎn)大于其他兩個(gè)因素。污泥殘?jiān)浔葹镾30時(shí)磚體力學(xué)性能合格,可以用于井場(chǎng)、道路的鋪設(shè)。通過(guò)分析不同燒結(jié)工藝參數(shù)對(duì)磚體力學(xué)性能的影響得出,同樣的配比下成型壓力增加、磚體抗壓強(qiáng)度加強(qiáng)、吸水率降低,體積密度不受影響;當(dāng)燒成溫度的升高時(shí),吸水率降低、磚體密度增加,而抗壓強(qiáng)度呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)。在相同燒制條件下,磚體抗壓強(qiáng)度和密度隨污泥殘?jiān)鼡饺肓康脑黾佣鴾p少、吸水率則隨之增加。在保證磚體抗壓強(qiáng)度和吸水率滿足標(biāo)準(zhǔn)的前提下,為遵循污泥殘?jiān)鼫p量化處理原則,最終確定最佳工藝參數(shù)為污泥殘?jiān)鼡搅?0%、燒成溫度1050℃、成型壓力20 MPa。得到成品抗壓強(qiáng)度為11.45MPa,吸水率為17.71%。在燒結(jié)磚性能指標(biāo)合格的前提下,對(duì)燒結(jié)前的磚坯和燒結(jié)后的兩組磚樣進(jìn)行浸出試驗(yàn)。在pH=4.5的浸提劑中連續(xù)浸出64天后對(duì)Cu、Pb、Cr、Ni、Zn、Cd六種浸出濃度進(jìn)行測(cè)定,發(fā)現(xiàn)燒結(jié)磚經(jīng)過(guò)高溫焙燒后,對(duì)重金屬固化效果較好,有效降低了重金屬釋放量,使用時(shí)不會(huì)造成環(huán)境的二次污染。研究結(jié)果表明,將含油污泥處理后的殘?jiān)糜跓Y(jié)磚的制備,既能做到低成本處理,又消納了廠區(qū)內(nèi)堆積的污泥殘?jiān)?降低了石油企業(yè)的環(huán)保的負(fù)擔(dān),同時(shí)在燒結(jié)過(guò)程中重金屬等有害物質(zhì)被固定于磚體中,有效實(shí)現(xiàn)了污泥殘?jiān)臏p量化、無(wú)害化及資源化利用,具有良好的經(jīng)濟(jì)、環(huán)境和社會(huì)效益。
【學(xué)位授予單位】：蘭州交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：X703
【圖文】：

圖 1.1 含油污泥熱解處理工藝流程Figure 1.1 pyrolysis process of oily sludge熱解法處理油泥技術(shù)已在國(guó)外得到應(yīng)用與發(fā)展和廣泛使用，聯(lián)邦德國(guó)于 1983 年在巴伐利亞州的 Ebenhausen 建立了第一座熱解廠，美國(guó) RLC Tchnologies 公司的技術(shù)也較為成熟，其中有代表性是利用鍋爐廢氣的余熱對(duì)含油污泥進(jìn)行干燥的專(zhuān)利和挪威石油公司的熱處理方法[11]。國(guó)內(nèi)對(duì)含油污泥熱解處理也進(jìn)行了大量的研究和實(shí)驗(yàn)，典型熱解過(guò)程包括：干燥脫氣、輕質(zhì)油揮發(fā)析出、重質(zhì)油熱解析出、半焦炭化和礦物質(zhì)分解[12]。2018年丁安軍等人研發(fā)的可移動(dòng)式熱處理裝置應(yīng)用對(duì)尼日利亞邦尼含油污泥的熱解處理，實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)對(duì)含油污泥的處理效果顯著，而且處理后泥餅中平均含油量為 12mg/L，處理后的殘?jiān)挥米鳟?dāng)?shù)氐氖姓缆蜂佋O(shè)[13]。（2）焦化法焦化法處理含油污泥實(shí)質(zhì)就是對(duì)油泥中的烷烴、環(huán)烷烴、芳香烴、烯烴、膠質(zhì)及瀝青質(zhì)等的一種利用高溫進(jìn)行裂解和縮合的處理方式，其反應(yīng)實(shí)質(zhì)是烴的熱轉(zhuǎn)化過(guò)程[14]。其反應(yīng)過(guò)程大致如下：

圖 1.1 含油污泥熱解處理工藝流程Figure 1.1 pyrolysis process of oily sludge熱解法處理油泥技術(shù)已在國(guó)外得到應(yīng)用與發(fā)展和廣泛使用，聯(lián)邦德國(guó)于 1983 年在利亞州的 Ebenhausen 建立了第一座熱解廠，美國(guó) RLC Tchnologies 公司的技術(shù)也較熟，其中有代表性是利用鍋爐廢氣的余熱對(duì)含油污泥進(jìn)行干燥的專(zhuān)利和挪威石油公熱處理方法[11]。國(guó)內(nèi)對(duì)含油污泥熱解處理也進(jìn)行了大量的研究和實(shí)驗(yàn)，典型熱解過(guò)括：干燥脫氣、輕質(zhì)油揮發(fā)析出、重質(zhì)油熱解析出、半焦炭化和礦物質(zhì)分解[12]。2018安軍等人研發(fā)的可移動(dòng)式熱處理裝置應(yīng)用對(duì)尼日利亞邦尼含油污泥的熱解處理，實(shí)果發(fā)現(xiàn)對(duì)含油污泥的處理效果顯著，而且處理后泥餅中平均含油量為 12mg/L，處的殘?jiān)挥米鳟?dāng)?shù)氐氖姓缆蜂佋O(shè)[13]。（2）焦化法焦化法處理含油污泥實(shí)質(zhì)就是對(duì)油泥中的烷烴、環(huán)烷烴、芳香烴、烯烴、膠質(zhì)及瀝等的一種利用高溫進(jìn)行裂解和縮合的處理方式，其反應(yīng)實(shí)質(zhì)是烴的熱轉(zhuǎn)化過(guò)程[14]。應(yīng)過(guò)程大致如下：

固相的含油污泥中傳質(zhì)到液相的萃取劑內(nèi)的過(guò)程[22]。首先選擇與石油結(jié)構(gòu)相同的溶劑萃取劑，經(jīng)攪拌和離心后，含油污泥中的原油被萃取劑提取出來(lái)回收利用，通過(guò)蒸餾講萃取劑混合物中回收出來(lái)重復(fù)利用[23]，在萃取油類(lèi)的同時(shí)還可以去除含油污泥中有污染物[8]。ávila Chávez、Marco Antonio 等人應(yīng)用超臨界流體萃取技術(shù)處理原油罐罐含油污泥，選擇乙烷作為萃取劑，處理效果顯著[24]。趙歡等人以汽油為萃取劑，使用聲強(qiáng)化萃取法對(duì)含油污泥進(jìn)行處理，得出了最佳的萃取工藝參數(shù)，在此條件下原油回率達(dá)到了 83.7%[25]，該方法優(yōu)于單溶劑萃取和蒸餾法，但還沒(méi)有應(yīng)用實(shí)例。萃取技術(shù)主要難點(diǎn)在于研發(fā)出一種經(jīng)濟(jì)高效的萃取劑，能夠更大程度地將原油回利用，多級(jí)分離萃取和超臨界流體萃取是當(dāng)下研究的熱點(diǎn)。國(guó)外將萃取技術(shù)用于處理油廠的含油污水，大部分萃取后的污泥渣都能達(dá)到 BDAT 的要求。含油污泥需要多次取處理，第一次主要將污泥中的原油萃取回收，第二次萃取芳香烴類(lèi)物質(zhì)，第三次對(duì)次萃取劑進(jìn)行萃取，整個(gè)萃取過(guò)程形成一個(gè)閉環(huán)，萃取后殘留物可以用于固化或填埋理[26]。溶劑萃取法與物化處理法相比雖危險(xiǎn)性小，但是萃取劑費(fèi)用高、時(shí)間長(zhǎng)、處理較小，在實(shí)際應(yīng)用時(shí)考慮到處理成本較高和處理量較低，我國(guó)煉油廠實(shí)際生產(chǎn)中并未取溶劑萃取法。

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本文編號(hào)：2806602