作者：张林
目前，我国石油石化行业平均每年产生80万t罐底泥、池底泥。含油污泥中含有大量苯系物、酚类、蒽、芘等有恶臭的有毒物质。如果不加以处理直接排放，不仅严重污染环境，而且造成资源的浪费。
目前，国外比较成熟的含油污泥处理方法主要有萃取法、离心分离法、干燥焚烧法、生物处理法等方法。其中，生物处理法是目前处理效果及经济效益良好的一种处理手段，通过筛选菌种对含油污泥进行高效降解，其难点是菌种的培育。
针对含油污泥物性复杂的特点，笔者提出一种新方法——含油污泥的多元无害化处理技术，该处理方法综合多种单一含油污泥处理方法，充分做到污泥处理的减量化、资源化、无害化。该方法既回收了污泥残油，又使残留的污泥得到了生态处理和利用，杜绝了焚烧、坑埋等处理方法的二次污染。
1设计方案
1.1化学前处理
1.1.1 含油污泥成分分析
根据油田含油污泥组成复杂的特点，对不同组分的分析采用不同的方法，含油量分析采用淋浸法，含水量分析采用蒸馏法。根据以上的方法简单测量胜利油田孤东采油厂含油污泥的油、水、泥沙的比例分别为50. 1%、2%和47. 9%
为了更好地回收污泥中的原油，利用芳烃化合物色一质谱图测量了污泥中原油中烃类化合物的组成，如表1所示。
由表1中可以看出，含油污泥中的原油轻质烷烃的比例较大，有很大的经济价值。
1.1.2含油污泥的化学前处理
含油污泥的化学前处理就是利用汽油或其他有机溶剂在添加部分表面活性剂的基础上对含油泥砂反复进行冲洗，直到清洗到泥砂达到预定的标准，然后将泥砂和有机溶剂进行分离。将含有原油的有机溶剂进行加热蒸馏，提取原油的同时回收有机溶剂重新利用。进行含油污泥化学前处理的目的是回收多数的原油，降低含油量，方便下步含油污泥的处理。
由于化学前处理过程中加有表面活性剂，为了达到最佳的处理效果，实验过程中测定了化学前处理的最适宜温度和最适宜pH，如图1所示。
由图1可以看出，随着温度的升高，经化学前处理后污泥残余量急剧下降，当温度超过50qC时，下降趋势明显减缓，最佳处理温度约为65℃；污泥残余量随pH增加呈现出先增后减再增趋势，最适宜处理pH在9附近。
在含有污泥的化学前处理过程中，砂水质量比的大小对其处理效果也有明显影响。试验中，取油泥5.4 kg，均分为9份，选取9组不同砂水质量比，分别为1:2、1:3、1:4、1:5、1:6、1:7、1:8、1:9、1: 10,补水量均为400 mL，采用淋浸萃取法测定处理后污泥含油量，结果如图2所示。
由图2可以看出，随着砂水质量比的逐渐增大，处理后原油残存量越大，即砂水质量比越小，处理效果越好，最佳砂水质量比为1：9。其内在原因为化学用水量越大，淋浸萃取过程中有利于泥砂与原油分层。
根据多次实验结果，含油污泥经化学前处理后，含油量在3. 6010—4%之间，不符合国家规定的排放标准。化学前处理室内处理效果对比如图3所示。
1.2 生物处理
生物处理方法就是通过人工筛选细菌，利用细菌的代谢活动，分散剥离或者降解泥砂中的原油，从而实现含油污泥处理的技术。
1.2.1 菌种筛选
为了能在短时间内筛选出高效降解石油污染物菌种，结合现有的实验条件，从一开始就从长期被原油污染的土壤进行筛选，然后用原油培养基进行驯化优化，不断增强其降解石油污染物性能。具体采用的筛选过程如图4所示。
1.2.2菌种复筛
菌种复筛即选取对目标物质有较高降解率的菌株进行后续实验。为了强化所分离菌株对石油污染物的降解能力，对所筛选出的单一菌株进行以某种石油烃类为唯一碳源的降解性能研究。由于菌种降解石油具有选择性，则首先需要对上述所筛菌株进行进一步驯化与优化。
经过菌种筛选、分离和纯化，共筛选出降解原油的细菌89株。通过比较培养体系前后原油含量的变化，复筛得出17株原油降解率在50%以上的单一菌种，可用于降解性能实验研究，其中13株菌种7d原油降解比较明显，降解率达到65%以上；其中的6株菌种7d原油降解率超过80010。如表2所示。
1.2.3含油污泥生物处理室内试验
测定微生物的数量有多种不同的方法，本实验中采用比浊法测定。由于细菌悬液的浓度与光密度（OD值）成正比，因此可利用分光光度计测定菌悬液的光密度来推知菌液的浓度。
将筛选出的2株单一菌种H和F由斜面接入各自的葡萄糖发酵培养基中，摇床培养24 h，按10%的接种量接种到无机盐培养基，在30℃、160 r/min条件下摇床培养，将经过室内化学前处理的低含油污泥放在图5所示的简易实验装置中，进行含油污泥生物处理对比实验。每隔10 h取样1次，用721可见分光光度计测定菌体量OD600。。值，UV -2100测定吸光度A，获得菌株生长与石油降解率的关系。其OD600值和降解率与时间的关系分别如图6所示。
由图6可以看出，菌株H和菌株F的生长规律类似，在死亡期之前他们的生长趋势和对石油的降解过程是同步的，表明该菌能利用石油生长并对石油有较好的降解作用。在最初的20 h，菌株处于适应期，生长极其缓慢，对石油降解也较弱；在20~50 h期间，菌株处于对数生长期，菌株利用石油合成自身生长所需要的营养物质，菌体量增加较快，对石油降解作用加强；50~ 60 h菌株的生长和对石油的降解均达到最佳状态，处于最稳定生长阶段；然后在接下来的时间里OD值几乎不变，说明菌种经历减数增长期后开始进入内源呼吸阶段。在60 h之后，菌株开始进入衰退状态，对石油的降解极其缓慢，此时培养时间的增加对石油的降解效果影响不明显。
综上所述，在60 h内达到如此高的降解效果（70%以上），说明菌种对石油的降解能力非常强。另外在降解过程中，2株菌在后几天降解过程中出现了明显的菌胶团，呈现出乳白色的小团粒，使得周围液体反倒变得较为澄清，这也是其OD600。。值下降的原因之一。
1.2.4含油污泥多元无害化处理现场试验
在室内实验成功以后，利用孤东采油厂现场油泥（主要有高含油、低含油和落地油泥）进行了现场试验，试验结果如图7所示。从图7中可以看出，生物处理对于初始含油质量分数高的污泥处理效果最好，在较短的周期内即达到了国家规定的排放标准。而对于地含油污泥及落地油泥，相应处理周期较长。
1.3 含油污泥生化处理技术经济可行性分析
含油污泥生化处理经济分析如表3所示。
假定每吨含油污泥中的含油量为45%，则经过生化处理后可以回收其中95%的原油，当前的油价为3700元／t，则回收的原油可以收入1631.7元，扣除含油污泥生化处理技术的成本107元，总计处理每吨含油污泥的收入是1524.7元。
1.4含油污泥调剖回注
污泥调剖是利用采出水中的含油污泥与地层有良好配伍性，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，增加注入深度，有效地提高封堵强度，并使油组份分散均匀，形成均一、稳定的乳状液，从而进行调剖的方法。经过化学前处理的含油污泥达不到排放国家标准，尤其是初始含油量较低的污泥进行生物处理周期较长，成本相对较高。应用于油田调剖，不仅解决了含油污泥处理问题，同时经过化学前处理的污泥，由于含油量明显下降，与油田注水井周围地层的含油量相当，因此进行调剖时地层有更好的配伍性，调剖效果相对于常规调剖方法有明显的提高。
2结论
(1)通过试验研究对比确定了化学前处理最佳处理温度及pH分别为65℃和9，砂水质量比越小，处理效果越好，最佳砂水质量比在1：9附近取得。
(2)通过测定菌体量OD600 nm值，得出生物处理中，在最初的20 h，菌株处于适应期，生长极其缓慢，对石油降解也较弱；在20—50 h期间，菌株处于对数生长期，菌株利用石油合成自身生长所需要的营养物质，菌体量增加较快，对石油降解作用加强；50~ 60 h菌株的生长和对石油的降解均达到最佳状态，最优降解速率约为70%。
提出了一种新型含油污泥处理技术。通过实验确定了化学前处理最佳处理温度及pH，砂水比[m（砂）：（水）]越小，处理效果越好，最佳砂水比为1:9;生物处理中最佳降解速率出现在50—60 h处，最大降解速率约为70%；处理后污泥作为调剖剂回注或进行烧结处理，实现了含油污泥的减量化、资源化及无害化处理。
