油泥生物处理技术.ppt

油田含油固体废物生物处理技术 史德青中国石油大学 华东 目录 一 含油固体废物的来源 三 含油固体废物生物处理技术 四 展望 二 含油固体废物的危害 一 含油固体废物的来源 含油固体废物 集输系统产生的油泥和油砂石油污染土壤 油气分离器 加热炉 电脱水器 好油罐 一次沉降罐 三相分离器 一次除油罐 二次除油罐 过滤器 回注 油砂 油砂 含泥 油泥 油田地面处理典型流程 油泥 落地油污染土壤 贮油罐渗漏 二 含油固体废物的危害 危害一 污染环境 石油污染物在环境中的迁移 危害二 巨额罚款 根据1998年7月1日实施的环发 1998 089号 国家危险废物名录 规定 废矿物油已被被列入名录中第HW08项 根据2003年7月1日起施行的 国家发展计划委员会 财政部 国家环境保护总局 国家经济贸易委员会第31号令 中 排污费征收标准管理办法 固体废物及危险废物排污费征收标准 不达标排放的危险废物排污费征收标准为每次每吨1000元 含油固体废物的处理方法 三 含油固体废物生物处理技术 生物修复技术 发展历史 含油固体废物的生物修复技术起始于上世纪80年代初 30多年来先后发展了多种修复手段与方法 在机理研究和工程应用方面都已逐渐成熟 目前已进入大规模应用阶段 国内在2000年后已有小规模的现场实验 2007年国家 863计划 中将石油污染土壤的生物修复技术及示范工程列入重点项目行列 生物修复技术是80年代以来出现和发展起来的清除和治理环境污染的生物工程技术 是依靠细菌 真菌 高等植物甚至动物以及细胞游离酶的自然代谢过程 降解并且去除环境污染物的生物技术 典型事例 1989年3月美国ExxonValdez号油船触礁 41000t原油泄漏 使阿拉斯加湾2100km的海岸线遭受污染 为清除污染 在大量试验的基础上 首先在120km的海岸线上进行了综合修复的尝试 到1990年 海岸的油污明显减少 生物修复成为主要措施并发挥了巨大作用 应用现状 欧美各国对生物修复技术非常重视 从事该项技术的研究机构和商业公司大约有近百个 自1982年以来 已利用环境生物技术治理并恢复了6000多处污染地 在欧洲 大约有30 的污染采用生物修复技术处理 生物修复原理 Oil Microbe CO2 H2O CO2 H2O CO2 H2O 微生物 吃掉 石油和其它有机污染物 微生物 消化 石油并将其转化为CO2和H2O 微生物释放出CO2和H2O 1 2 3 生物修复基本技术过程 生物修复分类 生物通气 预制床法 预制床的底面为渗透性低的物质 如高密度的聚乙烯或粘土 将污染土壤转移到预制床上 通过施肥 灌溉 翻耕 调节pH 还可加入微生物和表面活性剂 使其最适合污染物的降解 堆制法示意图 堆制处理法 将受污染的土壤从污染地区挖掘起来 运输到一个经过处理的地点 布置防止渗漏底 通风管道等 堆放 形成上升的斜坡 并进行生物处理 生物修复的影响因素 1 微生物的降解效率能降解石油中各种烃类的微生物共约70余属 200多种 一般认为 细菌分解原油比真菌 放线菌容易的多 不同种类 不同来源的细菌降解原油的速度也不同 在实际修复过程中 微生物之间存在复杂的关系 协同 竞争 演替和捕食等 这将在一定程度上影响其对石油烃类的降解速率 内因 2 污染物的组成 从烃分子类型看 链烃比环烃易降解 饱和烃比不饱和烃易降解 直链烃比支链烃易降解 多环芳香烃较难降解 沥青质最难降解 外因 环境因素的影响温度 温度高时 降解能力强 温度低时 降解能力弱 但有一最适温度 营养物质 土壤环境中氮 磷含量较低 需适当添加外源营养物 氧气浓度 生物修复处理技术都采用好氧过程 好氧过程降解速度比厌氧系统快得多 且最终产物为CO2和H2O pH值 土壤pH变化也影响微生物的活性 一般认为 中性至弱碱性的环境有利于微生物活性的发挥 土壤湿度 保持在最大持水量的50 80 可达到较好的降解效果 植物修复大量研究表明 在修复过程中种植适当种类的植物会促进生物修复过程的进行 这是因为植物和微生物之间存在复杂的 互惠的相互作用 另外 植物本身也会吸收 降解部分污染物 生物修复技术在胜利油田的应用 滨一污水站每天处理污水15000方 采用水质改性工艺 每天产生约3吨碱性含油污泥 由于没有成熟 经济的含油污泥处理工艺和技术 该站目前的污泥处置办法就是在露天堆放和填埋 2005年针对产生的污泥开展了生物修复技术的实验 含油污泥堆放现场 技术路线 预制床场地示意图 230d的修复后 石油降解率为48 9 而对照样仅为16 4 生物修复后油泥基本理化性质变化情况 修复后油泥持水能力大幅增加 营养物质含量增加 基本具备正常土壤的性质 生物处理后油泥中微生物群落 AWCD变化 AWCD值反映了微生物代谢功能多样性的情况 也反映出油泥中微生物群落多样性的情况 上图表明 修复后油泥中微生物群落数量明显增加 代谢石油组分的能力明显增强 植物修复阶段 微生物修复后 油泥的含油量仍然较高 为了进一步降低油泥的含油量 在预制床内种植多种不同种类的植物 以强化前期生物处理效果 根据前期筛选实验 选择了高羊茅 苜蓿 大豆 玉米与高梁等应用于植物修复 北 大豆 高粱 高梁 玉米 温室 苜蓿 高羊茅 玉米 高粱 含油污泥的植物强化修复 植物生长过程中土壤中石油烃类变化情况分析 各处理中的油含量由高到低依次为对照 高粱 玉米 高羊茅 苜蓿 大豆 石油降解率分别为13 70 20 13 23 09 26 62 28 47 34 19 植物修复后各处理油泥中石油不同组分的含量 修复后饱和烃含量明显降低 难降解的胶质沥青质所占比例大幅升高 修复后油泥生物毒性检测 测试油泥生物毒性的T3发光细菌 EC50值越高表明其生物毒性越小 经植物修复后 油泥的生物毒性大幅降低 采用微生物 植物联合修复工艺处理含油污泥是切实可行的 经生物修复处理 油泥中石油降解率达到70 以上 含油污泥的生物毒性明显降低 具体表现在修复前污染土壤上寸草不生 经过生物修复后多种植物生长良好 修复后油泥完全可作为绿化用土使用 以实现油泥的资源化利用 四 展望 油田生产过程中 每年产生大量的含油固体废物需要进行无害化处理 现有的各项处理技术各有优缺点 今后的发展方向是将不同的处理技术进行耦合 取长补短 实现固体废物中原油的回收和废物资源化利用的目的 谢谢