第13章 含油污泥处理技术-B

含油污泥处理技术,含油污泥的来源含油污泥的性质与危害含油污泥的处理技术,通过本章学习应掌握以下内容：,含油污泥是在石油开采、运输、炼制及含油污水处理过程中产生的含油固体废物。污泥中一般含油率在1050%，含水率在4090%，我国石油化学行业中，平均每年产生80104t罐底泥、池底泥，胜利油田每年产生含油污泥在10104t以上，大港油田每年产生含油污泥约15104t，河南油田每年产生5104m3含油污泥。含油污泥中含有大量的苯系物、酚类、蒽、芘等有恶臭的有毒物质，含油污泥若不加以处理，不仅污染环境，而且造成资源的浪费。含油污泥的处理一直是困扰油田的一大难题。,1原油开采产生含油污泥原油开采过程中产生的含油污泥主要来源于地面处理系统，采油污水处理过程中产生的含油污泥，再加上污水净化处理中投加的净水剂形成的絮体、设备及管道腐蚀产物和垢物、细菌(尸体)等组成了含油污泥。此种含油污泥一般具有含油量高、粘度大、颗粒细、脱水难等特点，它不仅影响外输原油质量,还导致注水水质和外排污水难以达标。,一、含油污泥来源,2油田集输过程产生含油污泥胜利油田含油污泥的主要来源于接转站、联合站的油罐、沉降罐、污水罐、隔油池底泥、炼厂含油水处理设施、轻烃加工厂、天然气净化装置清除出来的油沙、油泥，钻井、作业、管线穿孔而产生的落地原油及含油污泥。油品储罐在储存油品时，油品中的少量机械杂质、沙粒、泥土、重金属盐类以及石蜡和沥青质等重油性组分沉积在油罐底部，形成罐底油泥。,中原油田污泥产生主要是一次沉降罐、二次沉降罐、洗井水回收罐的排污。含油污泥本身成分复杂，含有大量的老化原油、蜡质、沥青质、胶体和固体悬浮物、细菌、盐类、酸性气体、腐蚀产物等，污水处理过程中还加入了大量的凝聚剂、缓蚀剂、阻垢剂、杀菌剂等水处理药剂。,在36年的油罐定期清洗中，罐底含油污泥量约占罐容的1%左右。罐底含油污泥的特点是碳氢化合物（油）含量极高。据调查测试发现，油罐底泥中大约25%为水，5%的无机沉淀物如泥沙，70%左右为碳氢化合物，其中沥青质占7.8%，石蜡占6%，污泥灰分含量4.8。,3炼油厂污水处理场产生的含油污泥炼油厂污水处理场的含油污泥主要来源于隔油池底泥、浮选池浮渣、原油罐底泥等，俗称“三泥”，这些含油污泥组成各异，通常含油率在1050之间，含水率在4090之间，同时伴有一定量的固体。,含油污泥成分极其复杂，主要由乳化油、水、固体悬浮物等混合组成，其成分与地质条件、生产技术、污水处理工艺、污水水质、加药种类、排污方式以及管理操作水平有关。含油污泥的比阻比一般污泥大40倍，其可压缩性系数大20倍，属难过滤性污泥，又由于其颗粒细小，呈絮凝体状，含水量高，体积庞大，因此不易实现油-水-泥的三相分离。我国大部分油田含油污泥的含水率一般为70%99%，油、盐成分含量较高，且含有重金属(铜、锌、铬、汞)和其它有害杂质(放射性核素)；炼油厂污泥还含有大量苯系物、酚类、芘、蒽等有毒物质。,二、含油污泥的性质与危害,含油污泥直接外排会占用大量土地，其含有的有毒物质会污染水、土壤和空气，恶化生态环境；直接用于回注和在污水处理系统循环时，会造成注水水质下降和污水处理系统的运行条件恶化，对生产造成不可预计的损失；同时大量石油资源被浪费。含油污泥己被列入国家危险废物目录中的含油废物类，国家清洁生产促进法和固体废物环境污染防治法也要求必须对含油污泥进行无害化处理。因此，无论是从环境保护、维护正常生产还是从回收能源的角度出发，都必须对含油污泥进行无害化、资源化处理。,二、含油污泥的性质与危害,为实现含油污泥的彻底处理和资源利用，国内外进行了大量研究并取得一定进展。含油污泥主要处理技术有：调质机械分离、生物处理、固化处理、焚烧、填埋与干化、回收油、调剖、生产建材、焦化法生产除油吸附剂、用于橡胶制品等。填埋与干化由于处理易产生二次污染和浪费了大量有用资源而逐渐被淘汰，目前较受重视的是调质机械脱水、生物处理、固化处理和综合利用技术。,三、含油污泥处理技术,1含油污泥无害化处理技术1.1含油污泥调质机械分离技术浓缩、化学调节（即调质）、脱水是含油污泥处理系统必不可少的三个环节。高含水量的含油污泥不能直接进行机械脱水操作，必须先进行调质；通过调质机械分离，使含油污泥实现油-水-泥的三相分离。污泥脱水过程实际上是污泥的悬浮粒子群和水的相对运动，而污泥的调质则是通过一定手段调整固体粒子群的性状和排列状态，使之适合不同脱水条件的预处理操作。,含油污泥的脱水含油污泥中的水有以下四种形态：自由水（freewater）、间隙水（interstitialwater）、附着水（vicinalwater）或表面水surfacewater、化学结合水（chemical-boundwater）。,常用含油污泥的脱水方法及效果,脱水性能污泥的脱水性能与污泥性质、调理方法及条件等有关，还与脱水机械种类有关。在污泥脱水前进行强处理，改变污泥粒子的物化性质，破坏其胶体结构，减少其与水的亲和力，从而改善脱水性能，这一过程称为污泥的调理或调质。,调质要根据含油污泥的性质、脱水机械的性能和滤饼的后续处理方法等因素选择合适的调节剂。研究发现，无机絮凝剂中，PAC的效果最好；有机絮凝剂中，阳离子型聚丙烯酰胺（PAM）由于具有正电荷中和与吸附架桥的双重作用，絮凝效果比非离子型聚丙烯酰胺（CPAM）好。有机和无机絮凝剂都有投加量适度的问题，投加量过大会使污泥比阻升高，水分难以去除。经絮凝处理的含油污泥，加入合适的助滤剂CaO可降低污泥的比阻。,脱水的关键是通过解吸附和破乳来降低含油污泥中油的含量。因此，含油污泥的调质，除投加混凝剂、助凝剂外，还必须投加表面活性剂、破乳剂、pH调节剂等，同时辅以加热等强化手段，以改善污泥的脱水性能。调质机械脱水工艺回收油的专利技术：通过投加表面活性剂、稀释剂(葵烷等)、电解质(NaCl溶液)或破乳剂(阴离子或非离子)、润湿剂、pH值调节剂等，并辅以加热减粘(最佳为50以上)等调质手段，实现了油-水-泥三相分离。,机械脱水主要技术有真空过滤、加压过滤、滚压过滤和离心过滤，其原理是在过滤介质两面产生压差，使固体颗粒被截留而水分通过。目前国内主要使用板框压滤机和带式过滤机，而国外最广泛使用的是带式压滤机和卧式螺旋卸料沉降离心机。集污泥浓缩、油水分离于一体的三相卧螺沉降离心机是今后含油污泥处理设备的发展方向。带式压滤机在使用中取得较好的脱水效果，调质污泥依次经过重力区、楔形区、中压区和高压区，先在重力区脱除部分水，接着在楔形区脱去大部分水，最后进入中压区和高压区，脱除油和水，脱水后的泥饼外运。,1.2生物处理技术对于经过石油提取处理的剩余含油污泥，部分微生物可以将其中的石油和有机物降解，最终转化成无害的CO2、H2O等，同时增加土壤腐殖质含量，其处理方式包括堆肥处理法、土壤耕作法、微生物降解等。,微生物对含油污泥中的石油和有机物有很强的降解能力。Mishra等采用原位生物修复技术研究了微生物对炼油厂含油污泥的处理能力。加入培养好的菌种与营养物质55d和120d后，原来含油量最高（99.2g/kg）的A区污泥中含油率分别下降83.5%和90.2%。许增德等进行的微生物处理技术研究表明，使用培育的假单胞菌和芽孢杆菌对含油污泥经厌氧处理再进行好氧脱油处理，含油23000mg/kg的含油污泥4h内脱油率可达53.4%；添加混合菌可显著提高堆肥效果，且时间越长，油去除率越高，当处理时间为60d时，含油量降至4100mg/kg，接近农用污泥中污染物控制标准（GB428484）中规定的含油量不高于3000mg/kg的标准值。,土壤耕作法自1954年以来被用于炼油厂含油污泥处理，并于20世纪70年代成为美国石油公司主要的含油污泥处理技术之一，1984年公布的资源修复法（ResourceConservationandRecoveryAct,RCRA）使该方法的使用受到限制，但该方法目前仍是热带干旱地区含油污泥的主要处理技术。研究表明，在炎热干旱条件下，影响土壤耕作法处理效果的因素有温度、湿度、微生物的数量和组成、营养物质和耕作条件等，其中耕作条件和土壤中营养物质的多少是影响生物降解效果的关键因素。耕作条件包括合适的耕作方法、次数和深度；营养物质能增加微生物活性，提高直链烷烃的降解效果，但营养物质过多会引起土地板结；土壤中过多的水中含有大量氧，会降低生物降解效率，水分过少则会降低微生物的活性，适宜的含水率为1.6%4.9%；夏季温度高导致土壤中水分减少使微生物数量降低，较冷的季节微生物数量较多，但活性有所降低。研究同时显示，生物降解并不是土地耕作法中碳氢化合物降解的唯一机理，风化作用在降解中起重要作用。,从炼油废水处理厂得到的活性污泥中不仅含有可用于生物降解的微生物，而且可作为生物降解中营养物的来源（主要是N源），将其添加到含油污泥中会显著提高碳氢化合物的去除率，而从城市污水处理厂中得到的污泥则无法用作添加剂处理含油污泥。活性污泥中的微生物可有效降解含油污泥中的直链烷烃；在含油污泥中添加NH4NO3或经高温杀菌处理的污泥滤出液能有效降解含油污泥中的多环芳烃，但不能有效去除烷烃，说明活性污泥中对多环芳烃起主要作用的是其中的NO3离子而不是微生物。该方法相对于在含油污泥中添加无机营养物成本较低。,生物处理技术操作方便，作用持久，无二次污染（最终产物为CO2和H2O），处理成本低，已在国外得到广泛的商业化应用，并将成为未来含油污泥无害化处理的主要方式之一。但目前仍存在着选择合适的菌种困难，处理周期长，对环烷烃、芳烃、杂环类处理效果差，对高含油污泥难适应等问题。,固化技术是在含油污泥中加入一定组分的固化剂，使其发生一些稳定的、不可逆的物理化学反应，固化其中的部分水分和有毒物质，并使其有一定强度，以便堆放、储存和后续处理。理想的固化产物应该具有良好的机械性能和抗浸透、抗浸出、抗干湿、抗冻、抗融等特性。,1.3含油污泥固化技术,固化剂的作用是将含油污泥中的有害物质(污油、有害气体等)固定或封闭在惰性物质中，大幅降低有害物质的渗透性和溶出率。固化剂分有机固化剂和无机固化剂。有机固化剂包括脲醛树脂、聚酯、环氧乙烷、丙烯酰胺凝胶体、聚丁二烯等。目前使用较多的是以水硬材料为主体的无机固化剂，如波特兰水泥、波特兰水泥混合物、磷石膏、河沙等。,1.3含油污泥固化技术,含油污泥固化实验表明，污泥、固化剂、促凝剂之比为4:1:0.01时，一般在1d内达到一定的强度，3d后基本较硬，10d后基本达到最大硬度；污泥固化后，矿化度下降了46%，含油量从未固化时的40000mg/L降至0.4mg/L，硫化物含量仅为0.4mg/L，将固化产物作为建筑材料和进行填埋都可满足环保要求。水泥固化实验研究表明，水泥的添加量越多、固化时间越长，固化物硬度越高，但增容比较大，可通过减少水泥的添加量控制增容比和pH。固化浸出液测试结果表明，除pH稍大于国家标准外，浸出液中石油物质、悬浮物、COD含量都能满足国家工业废水排放标准的要求。,固化处理是一种较为理想的含油污泥无害化、减量化处理技术，近年来对该技术的研究受到重视。但固化后的污泥堆放占用了大面积土地，造成了资金的浪费，且加入有机固化剂可能带来二次污染。因此，只有将固化后的污泥进行资源再利用，才能从根本上解决污染问题。,国内炼油厂通常采用焚烧技术处理含油污泥。法国、德国的石化企业将含油污泥焚烧后的灰渣用于修路或填埋，焚烧产生的热量用于供热发电。常用的焚烧炉有固定床式、流化床式、回转流化床式、耙式、窖式和方箱式等。,1.4焚烧处理技术,含油污泥采用流化床式焚烧炉进行焚烧后，燃烧率CO2/(CO2+CO)可达98.5%;去除率可达99%(输入质量输出质量)/输入质量；固体残留物中的重金属含量很低，可直接填埋处理。在茂福炉中进行的含油污泥焚烧实验表明，干化后的污泥通过喷射天然气可进行彻底焚烧，焚烧炉的温度、通风情况以及是否搅拌对污泥在炉内的停留时间有较大影响，含水率对停留时间的影响不大。,1.4焚烧处理技术,焚烧技术适用于各种成分的含油污泥，是一种较好的污泥无害化和减量化处理方式。但该方法成本和操作费用较高，含油污泥中的大量石油资源被浪费，焚烧产生的热量不能充分利用，且焚烧产生的SO2、CO及粉尘会对空气造成严重污染。,1.4焚烧处理技术,2含油污泥资源化利用技术2.1回收油技术在含油污泥回收油方面，目前主要技术有：溶剂萃取法、热洗涤法、热处理法、回收油加热法、化学破乳法和固液分离法等。,（1）溶剂萃取法萃取法是利用“相似相溶”原理，选择一种合适的有机溶剂作萃取剂，将含油污泥中的原油回收利用的方法。溶剂萃取法被广泛应用于回收污油，其特点是能回收大部分石油类物质，溶剂可循环使用。超临界萃取技术是一种正在研究中的新技术，它将常温常压下的气态物质经高压达到液态用作萃取剂，其溶解能力大、易于回收循环，常用的超临界萃取剂有丙烷、三乙胺、重整油和临界液态CO2等。但是由于萃取剂价格较高，且处理过程中有一定的损失，较高的成本阻碍了该技术的应用。目前溶剂萃取法的关键在于开发性价比合理的萃取剂。,(2)热处理技术热处理技术是利用全封闭式固控设备循环系统，将含油污泥加热到一定温度，使烃类物质解吸并回收烃类物质的方法，处理后的剩余泥渣能达到BDAT（BestDemonstratedAvailableTechnology，美国环保局按指定的最佳示范有效技术的处理标准）的要求。该技术包括高温处理技术和氧化热处理技术。在高温处理工艺中加入合适的催化剂和添加剂可缩短反应时间，降低反应温度，提高液体产品质量，减少固体残渣含量。,Shie等用廉价的铁化合物和铝化合物代替普通催化剂，对含油污泥高温催化降解进行了研究。实验表明，Fe2O3和Fe2(SO)3nH2O可提高油的质量；Al和Fe2(SO)3nH2O可提高油的产量；加入添加剂后，650710K之间的反应速度提高。对炼油厂含油污泥进行的催化热解试验表明，以Na2CO3为催化剂、CH2Cl2为萃取剂，产油率随温度的升高而增加。含油污泥经高温处理后得到的气态产物（298K）包括CO2（50.85%）、碳氢化合物（25.23%）、HO（17.78%）、CO（6.11%）；液态产物成分接近柴油，但含有9.57%的固态杂质；液体产物热值为45311kJ/kg。,氧的存在对含油污泥热处理后得到的液体产品质量有较大的影响。对含油污泥氧化热处理动力学原理的研究发现，高温分解和氧化热分解在处理过程中并存，在613K以下，高温分解为主要反应；可以用5个平行的反应阶段来描述氧化热处理的反应过程，得到的反应动力学方程为含油污泥热处理系统的设计提供了依据。热处理技术效果较好，但操作复杂，反应条件要求高。该技术已在国外广泛应用，国内目前仍处于研究阶段。,(3)热洗涤法热洗涤法是美国、英国、荷兰、加拿大等国家广泛采用的含油污泥处理方法。将含油污泥用70的热碱水和洗涤剂反复洗涤，在液固比值为2:1的条件下，洗涤20min，可将油含量为30%的含油污泥洗至残油率为0.3%。国内对热洗涤法处理含油污泥的研究证明，含油污泥经化学热洗涤后呈中性，残油率在3%以下，处理后的污泥可固化填埋，或通过生物处理技术和做型煤填料进行最终处理。,2.2含油污泥用于注水井调剖含油污泥与地层有良好的配伍性，可将其用作调剖剂。利用含油污泥中的泥组分、油组分，采用化学处理方法，加入适量的各种悬浮剂、分散剂和增粘剂，能使悬浮其中的固体颗粒延长悬浮时间、增加注入深度，提高封堵强度，同时使油组分分散均匀，形成均一、稳定的乳状液。,2.2含油污泥用于注水井调剖由含油污泥配制成的乳化悬浮液调剖剂用于油田注水井调剖，在地层中到达一定的深度后，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，并通过它们粘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，迫使注入水改变渗流方向，提高注入水波及体积。通过优化施工工艺，可使含油污泥只封堵住高渗透地带，而不污染中、低渗透层。,对河南油田含油污泥的室内实验和现场试验证明，经过化学药剂处理后的含油污泥可泵性好，粘度低于300mPa.s，悬浮性能好，沉降时间在4h以上，作为调剖剂用于注水井调剖在技术上是可行的；增油效果明显，可减少无效注水量，解决了含油污泥外排造成的环境污染问题，提高了注入水水质，经济效益和社会效益明显。,2.3含油污泥生产建筑材料将含油污泥作为原料，采用一定工艺可生产建筑材料，如用于铺设路面或墙体材料以及筑坝等。该技术可以较彻底的解决含油污泥对环境的污染，并能产生一定的经济效益，是近年来含油污泥资源再利用和无害化处理的一个研究方向。Mansurov等将含油污泥处理后用作道路建设材料。加热后石油中的轻质组分挥发，剩余的重质组分（主要是沥青质）粘附在固体残渣上。将冷却后的固体残渣（40%50%）与沙子（27%35%）及粉末状石灰石（20%25%）混合，然后加入热的液态沥青（3%5%），混合15min后即可得沥青混凝土建筑材料。,童辉等利用中原油田含油污泥烧结制作建筑材料，并对其中的影响因素进行了讨论。将含油污泥和粘土按一定的重量比混合均匀，控制物料总含水率在8%左右，在630MPa压力下压制成试样，经烘干和自然干燥后，高温炉中煅烧12h然后随炉冷却，得抗压强度为49.1MPa的产品。实验发现，污泥含量大于30%时，CaCO3分解会产生明显的体积倒缩现象，影响试块的容重和强度；污泥粒度大于60目时，试样易炸裂；污泥中可溶盐含量大于0.5%时将对强度产生影响；烧结过程中，污泥中的CaCO3分解后与粘土中的活性SiO2反应生成主晶相为硅灰石的稳定矿物，SiO2的存在对污泥中CaCO3的分解有明显的诱导作用。,2.4焦化法制备含碳除油吸附剂含油污泥可用作焦化装置的原料，用其生产的浮油吸附材料可以高效地清除溢油污染和回收浮油。含油污泥中的矿物油重质组分沉积居多，利用焦化法处理含油污泥的实质是对重质油的深度热处理，即重质油的高温裂解和热缩合，其反应如下：,将含油污泥注入焦化装置，可以充分利用焦化过程的废弃热量或过剩余热使污泥中的有机组分经高温热裂解变为焦化产品，同时含油污泥可以作为骤冷介质在清焦前对热焦炭进行冷却，既消除了含油污泥的污染，又得到有用的焦化产品。,e.g.焦化反应制备含碳吸附剂的研究。将预处理过的含油污泥与强度添加剂和炭化添加剂混合后送入已预热至一定温度的焦化反应器中，恒温加热进行焦化反应。当混合物温度达到泡点时，轻组分汽化生成的蒸汽经管线引出后冷凝，冷凝产物经分离得到回收油，可继续加工利用。反应结束后，反应器中的固体剩余物即为生成的焦炭。实验证明，温度太低、加热时间太短，固相产物焦化不完全，无法起到吸油作用；温度过高、时间过长，焦炭强度和吸油率降低，反应温度以400为宜。加入添加剂可提高焦炭的机械强度和吸油率。,粗粒化除油技术的关键是粗粒化载体。研究发现，碳-无机吸附剂比陶粒和聚丙烯的粗粒化除油效果好，但因其孔结构不如活性炭的孔结构均匀、致密，所以除油效果略差于活性碳。碳-无机吸附剂是亲油性材料，除油过程包括吸油润湿粗粒化和重力沉降除油，属于“湿润聚结”原理，所以投加PAM能提高出油率，投加PAC则使后续除油效果变差。含油污泥制备含碳除油吸附剂，含油污泥处理彻底，生产的焦炭应用广泛，产生的轻质液态烃可回收用作燃料，是一种有应用前景的炼油厂含油污泥最终处理方法；但该方法工艺复杂，成本较高，生产的焦炭除油率还有待提高。,2.5含油污泥在橡胶制品中的应用我国部分油田产出的污水水质矿化度高、SRB高、H2S高、CO2高、pH低，对注水系统的设备和管道腐蚀严重，为此在处理中加入生石灰乳以中和酸性污水，但此方法会产生大量被原油污染的CaCO3膏状沉淀。因此可将含油CaCO3污泥制备成橡胶填料剂和补强剂，代替陶土和轻钙在橡胶制品中使用。,由于含油污泥中原有的原油极性不够强，直接用作填料效果不理想，因此中国科学院等有关院所用苯丙乳液对油田CaCO3固体废渣进行了表面改性，利用碳氢化合物和苯丙乳液都是有机物，容易相互吸附反应的特点，使羧基键合或吸附到碳氢化合物表面，形成以羧基为主要极性基团的改性活化CaCO3填料，其性能优于有机物对CaCO3的改性。具体方法为：在油田固体废渣中加入质量为20%的苯丙乳液，投入混合机中充分搅拌30min后，进入压滤机中压出水分，再进入旋转闪蒸干燥机中进行喷雾干燥，用布袋收集器收集其干燥粉体。该产品用于PVC管材、PVC地板革等建材制品，产品性能符合国家相关规定。含油污泥用于橡胶制品充分利用了其中的CaCO3资源，制得的污泥填料价格低廉，能降低橡胶制品的成本，同时可消除环境污染。但该技术只适用于CaCO3含量较高的含油污泥，其使用受到污泥成分的制约。,简单处理：含油污泥直接填埋或固化后填埋都具有简单易行的特点。含油污泥直接填埋是目前多数国内油田采用的主要含油污泥处置方法，但这种既方法浪费了其中的宝贵能源，还有可能导致环境污染。其中，固化后填埋的方法可降低环境危害，但多数不能满足现行的环保要求。,简单处理：含油污泥直接填埋或固化后填埋都具有简单易行的特点。含油污泥直接填埋是目前多数国内油田采用的主要含油污泥处置方法，但这种既方法浪费了其中的宝贵能源，还有可能导致环境污染。其中，固化后填埋的方法可降低环境危害，但多数不能满足现行的环保要求。,物理化学处理：各类物理化学处理方法多以回收原油为目的，因此主要适用于含油量较高的含油污泥，处理过程通常需要加入化学药剂，需要专门的处理设施，处理过程复杂，成本较高。原油价格居高不下和含油污泥排放征收较高排污费，使这一方法仍有诱人的前景。该方法的缺点是，油回收不彻底，存在废水和废渣二次污染物问题，仍需考虑进一步处理或综合利用。另外，油田含油污泥产生面广，多是断续产生，不同来源的含油污泥性质各异，限制了该处理方法在油田的全面使用和推广。,生物处理技术：由于生物处理法具有节约能源、投资少、运行费用低等优点，目前受到国内外环保产业界人士普遍关注和重视。通过生物处理技术实现含油污泥的固液分离和油的去除，剩余残渣达到污泥排放标准。优点是不需加入化学药剂，消耗能源较少，绿色环保，但土地耕作法和堆肥法需大面积土地，生物反应器法仍有废渣排放，且处理时间长，操作复杂。,焚烧法：焚烧必须在专门建立的焚烧炉中进行，可比较彻底地消除含油污泥中的有害有机物，如不考虑燃烧热能的综合利用，会造成能源浪费。,作燃料：作燃料是利用含油污泥中所含能源的一种综合利用方式，但不能提取其中的原油，在利用这种方法时应从经济和环境两个方面进行综合考虑。,固-液的分离：,我们都知道，沉淀的速度受几个参数的影响(如颗粒以及液相物质的物理特性）颗粒尺寸越大,沉淀速度越快.固态颗粒与液相的密度差越大,沉淀速度越快.液相物质的粘性越低,沉淀速度越快.存在离心力,即G力,悬浮颗粒的沉淀速度将由于离心力的作用而增加。由离心机产生的离心力是重力的几倍。用来分离几种不同比重的不可混合的物质。,为了能使两种或更多种的物态被分离，它们必须为：不同的密度和粘性，而且互相之间是不可混合的。.作为物态，至少应为一种液态物质，以及分散在其中的一种或两种固态颗粒。更简单地，我们可以从一种或两种固相中分离出液态，甚至从一种固相中分离出两种液态物质。当不同大小的固体颗粒悬浮于液相中时，在重力的作用下沉淀。经过某个时间以后，它们的速度达到一个恒定值。,Immobilisation固定aimisareductionofthetoxicityofcontaminantsandmobilityaswellasanimprovementintheengineeringpropertiesofthestabilisedmaterial目的是减少污染物的毒性和迁移性，又改进稳定物质的工程性质Stabilisation:contaminants(e.g.heavymetals)arefullyorpartiallyboundbytheadditionofsupportingmedia,bindersorothermodifiers(e.g.clayparticles,activatedcarbon,humicorganicsubstances)稳定化：污染物（如：重金属）被支撑介质、凝固剂或其它改造剂等填充介质完全或部分包裹（如：粘土颗粒、活性炭、腐殖有机质）Solidification:usesadditivestochangethephysicalpropertiesofthewaste(e.g.cement,lime)固化处理：使用添加剂来改变废物的物理特性（如：水泥、石灰）usedfortheremediationofhazardouswastesites,treatmentofwastefromothertreatmentprocesses,.用于有害废物处置场所的维护，处理从其它处理工艺中产生的废物,Dewatering脱水increasesthedrysolidscontentofsludge增加污泥中干固体的含量chemicalconditioningcanimprovedewateringperformance化学调理能改进脱水性能filterorplatepresses,centrifuges,.过滤或盘式压滤机，离心分离机等Hightemperaturedrying高温干燥aims:removalofthewatercontent,concentrationofwastecomponents(e.g.metalcompounds),raisingtheheatingvalue,useofthewasteheatinotherprocesses(e.g.fordistillation)目的：去除水分，浓缩废物成分（如：金属化合物），提高热值，在其它工艺中使用废物的热量,Dewatering脱水increasesthedrysolidscontentofsludge增加污泥中干固体的含量chemicalconditioningcanimprovedewateringperformance化学调理能改进脱水性能filterorplatepresses,centrifuges,.过滤或盘式压滤机，离心分离机等Hightemperaturedrying高温干燥aims:removalofthewatercontent,concentrationofwastecomponents(e.g.metalcompounds),raisingtheheatingvalue,useofthewasteheatinotherprocesses(e.g.fordistillation)目的：去除水分，浓缩废物成分（如：金属化合物），提高热值，在其它工艺中使用废物的热量,Solvent-Extraction溶出forthetreatmentofsediments,sludgesandsoilscontaminatedwithvolatileorganiccompounds(VOC),petroleumwastePCBsandhalogenatedsolvents用于处理沉淀物、污泥和被挥发性有机物污染的土壤、石油废物、多氯联苯和卤化溶剂organicsolventssuchaspropane,butane,carbondioxide,aliphaticamines,areemployedtoextractcontaminantsfromthesoil有机溶剂，如：丙烷、丁烷、CO2、脂族胺、从土壤中提出的污染物Excavationandremovalofcontaminatedsoil挖掘和去除污染土壤typicallycarriedoutaspartofothertreatmentprocesses典型的使用是作为其他处理方法的一部分Bottomashtreatment底灰处理improvesslag/bottomashqualityandthereforecanhelptoimproveitsopportunitiestobeusedasconstructionmaterial改善炉渣或底灰的质量，因此使它们有机会用做建筑材料,Soilwashing清洗土壤toseparatethedecontaminatedfractionsandpollutants将被净化部分和污染物分离ex-situ,waterbasedprocess移动修复dissolvingorsuspendingcontaminantsinthewashsolution在洗液中污染物消溶或处于悬浮状态concentratingthem(throughparticlesizeseparation,gravityseparation,.)浓缩（通过颗粒离析、重力分离）Additivesaresometimesusedtoimprovetheseparationefficiency(e.g.chelatingagents)添加剂有时用来提高分离效率(如：螯合剂),Soilwashing清洗土壤toseparatethedecontaminatedfractionsandpollutants将被净化部分和污染物分离ex-situ,waterbasedprocess移动修复dissolvingorsuspendingcontaminantsinthewashsolution在洗液中污染物消溶或处于悬浮状态concentratingthem(throughparticlesizeseparation,gravityseparation,.)浓缩（通过颗粒离析、重力分离）Additivesaresometimesusedtoimprovetheseparationefficiency(e.g.chelatingagents)添加剂有时用来提高分离效率(如：螯合剂),Undergroundlandfill深埋,usingcavitiesfromminingforthedisposalofwaste使用采矿的洞穴处置废物particularlyinevaporite(saltcavities)特别是在蒸发岩（盐洞）Advantages优点:hugenaturalbarrier巨大的自然屏障verydistantfromthosezones,inwhichthetransportofcontaminantsaffectshumans离那些区域远，转移影响人类污染物thesurfaceareacanbere-cultivatedandused表面能再耕种和使用canalsobeusedaspackingtoimprovethestabilityofthecavities改善洞的稳定性,Typesofundergroundlandfills深埋类型,3.Landfillbodybelowgroundwatertable填埋垃圾在地下水层以下saltcavitiessituatedinalayerwhichisimpermeableforwater盐洞位于不透水层,Tabasaran,1997,p.202f,Landfillbodyabovegroundwatertable填埋垃圾在地下水层以上ifthetopsideandthesidesofthelandfillbodyaresealedbylayerswhichareimpermeableforwater如果填埋废物的上面和侧面被不渗水层密封ifthegroundwaterleveldoesnotriseinthelongrun如果地下水位始终不上升,2.Landfillbodyinaquiferouslayer填埋垃圾在蓄水层中noeffectiveseparationcanbeachievedlong-term不能达到长期的有效分离canonlybeusedforwastes,ifanelutiondoesnotcauserelevantchangesinthecompositionofthegroundwater(i.e.forwater-insolublewaste)仅仅能用于这样的废物，如果洗堤不会导致地下水成分发生相关变化,Undergrounddisposalofwasteincavitiesfrommining废物在矿业洞穴中的地下处置,Tabasaran,1997,p.203,wasteispermanentlyexcluded废物永不回收duringoperatingphase:accessible,wastecanberetrieved操作阶段期间：可到达处，废物能重新得到separatestorageofwasteaswellasstorageincontainersispossible废物分开存储，象存在容器中也是可能的particularsectionscanbesealed特殊截面起密封作用pitsintheaquiferousoverlyingrockcanbesealed在含水的上部岩石中的深坑能密封,Deepwellinjection深井灌注,Tabasaran,1997,p.203,wasteispermanentlyexcluded废物永不回收wastescannotberetrieved废物不能被重新得到boreholecanbesealedintheaquiferouslayer地上凿洞被含水层封住wastecanonlybedisposedincavitieswhichhavebeenpumpeddrybefore在洞穴中仅仅能处置废物onlyfree-flowingandpumpablewastecanbedisposedbymeansofin-situsolidification仅仅自由流动和可用泵抽送的废物能用现场修复固化的方法处置separatedisposalofwasteswithinonecavityisnotpossible在一个洞穴中的废物不可能分开处置,Example:Undergrounddisposalincavities(Sondershausen,Germany)实例：地下洞穴处置（Sondershausen，德国）,ABF-BOKU,64,6.1.3污泥中的水分及其影响,污泥中的水分：游离水、毛细水、内部水和附着水游离水(又称间隙水)：存在于污泥颗粒间隙中的水，约占污泥水份的70%左右，一般可借助重力或离心力分离：毛细水：存在污泥颗粒间的毛细管中，约占20%，需要更大的外力；内部水：存在于污泥颗粒内部(包括细胞内的水)附着水：粘附于颗粒或细胞表面的水污泥处理方法的选择常取决于污泥的含水率和最终处理的方式。,65,6.2污泥处理与处置方法概述,6.2.1污泥的处理污泥的最终出路主要是部分或全部利用或以某种形式再返回自然环境中去；污泥的利用：主要是农业上的利用污泥的最终处置方法：填埋、焚烧、海洋投放、地下投放等填埋：必要的前处理、稳定化处理；地下洞穴、废矿、深井中等焚烧：大幅度减容、灭菌、尾气处理、运行费用贵；海洋投放：,66,6.2.2污泥处置前的预处理,污泥,浓缩,消化,调理,脱水,处置,消毒,67,6.3污泥浓缩,降低污泥含水率，减容、降低后处理费用的有效方法；浓缩的对象是70%的游离水；重力浓缩法，气浮浓缩法和离心浓缩法。在选择方法时，还应考虑污泥的来源、性质以及最终的处置方法等。,68,6.3.1重力浓缩法,一、间歇式污泥混缩池,69,二、连续式污泥浓缩池,70,6.3.2气浮浓缩法,适用于密度接近于1、疏水的污泥，或易发生膨胀的污泥；压力溶气气浮,71,6.3.3离心浓缩法,利用固、液有密度的不同，在高速旋转的离心机中具有不同的离心力而使二者分离；连续工作，HRT仅为3min,出泥含固率可达4%以上,72,6.4污泥的调理,污泥调理的方法有：化学调理法、热处理法、冷冻法6.4.1化学调理法在污泥中加入带有电荷的无机或有机调理剂，使污泥液体颗粒表面发生化学反应，中和颗粒表面的电荷，使水游离出来，同时使污泥颗粒凝聚成大的颗粒絮体