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油气田勘探开发过程中主要污染物处理技术简介

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油气田 勘探 开发 过程 主要 污染物 处理 技术 简介
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油气田勘探开发过程 主要污染物 处理技术 简介 2015 年 1 月 北京奥友兴业科技发展有限公司 1 / 30 目 录 一、 前言 1、 概述 2、 奥友科技能力及主要环保业务方向概述 3、 实现清洁生产的主要技术解决方案列表 二、 油气田勘探开发过程中主要污染物的构成 三、 油气田勘探开发过程中主要污染物的 处理现状 四、 奥友科技 油气田勘探开发过程中主要污水 处理 解决方案 简介 1、 压裂返排液处理技术 2、 酸化作业返排液处理技术 3、 钻井液不落地处理技术 五、 奥友科技油气田勘探开发过程中主要固废处理解决方案 简介 六、 奥友科技污水、固废处理工程应用简介 1、 污水处理案例 2、 固废处理案例 2 / 30 一、 前言 1、 概 述 污染源是指:导致环境污染的各种污染因子或污染物的发生源。通常是指向环境排放有害物质或对环境产生有害影响的场所、生产设备及装置的总称。污染源按污染物的形态可分为废气污染源、废水污染源、固体废渣污染源等。 油气田环境污染源, 按照生产过程分类,主要包括:油气勘探开发过程污染源、石油化工过程污染源和其他污染源。 以下主要介绍 的,是 奥友科技针对在油气田勘探开发过程中产生的 ,某些尚未大规模工程应用的 污染物 处理新技术。 2、 奥友科技能力及主要环保业务方向概述 北京奥友兴业科技发展有限公司是一个集研发、生产、销售及现场技术服务于一体的综合性技术公司。公司注册资金 2000 万元,建立了 001 质量管理体系及 4001 环境管理体系。 公司的主要业务方向: 油田高难度工业污水处理 、 油田开发现场服务 、 高新材料研制 。 多年来的经 验和技术以及新的管理确保了公司为油田提供高尖端的油田开发产品及技术,公司在全国主要油田都设有办事处,能为用户提供更快更简捷的服务。 公司现有教授级、博士以上科研人员 5 人,其中 3 人为环境工程、油田化学等相关专业,主要技术方向为油田高难度工业污水处理技术及系统的研发。 在北京、西安、宜兴等地,公司建立了多个研发实验室及设备生产基地。 公司先后在以下油气田采样进行了科研及现场试验、应用:  中石油 长庆油田 (瓜胶体系 压裂返排液 、 酸液返排液 、 压裂液除悬回注 )  中石油 克拉玛依油田(滑溜水体系压裂返排液、 酸压返 排液、 晒水池高含盐污水) 3 / 30  中石油 塔里木油田(晒水池高含盐污水、废弃钻井液、泥浆固废 、压裂返排液 、酸压返排液 )  中石油 华北油田(各体系压裂返排液、 酸压返排液、 废弃泥浆、泥浆固废、 水处理站污泥 )  中石化 江汉油田(各体系压裂返排液、 水处理站污泥 )  中石化 江汉油田万州采气厂( 采气井坑口污水、回注水 )  中石化 中原油田普光气田(各体系压裂返排液、采气污水、回注水)  中石化西北局(酸压返排液、压裂返排液) 经过 2 年时间的研发及现场实验,公司先后在压裂返排液 处理 、 酸液返排液处理、 油基 /水基泥浆处理 、物理法油气田回注水处理、难降解 除装置、油气田高含盐废水处理(零排放技术)等高难度油田工业废水处理领域取得了丰硕的项目应用成果,并在国内油气田行业的尖端环保技术方面处于领先地位。 3、 实现清洁生产的主要 技术 解决方案列表 解决方案 处理目标 压裂返排液 处理 回注 进入油田污水站处理系统 达标排放(国家一级排放标准) 回用、复配 酸液返排液 处理 回注 进入油田污水站处理系统 达标排放(国家一级排放标准) 回用、复配 钻井液 处理 除有害固相回用 回注 进入油田污水站处理系统 达标排放(国家一级排放标准) 污泥处理 减量化 +建材利用 减量化 +无害化 +土地利用 如上表所示,根据用户的实际清洁生产需求,我们在处理目标上,可以通过 4 / 30 现有成熟工艺技术的增减组合,满足各种不同程度的处理要求。 在商务合作模式上,我们接受如下各种方式:  设备及系统销售  撬装系统、场站系统 合作合资建设  撬装系统、场站 系统 、 油气田勘探开发过程中主要污染物的构成 油气田勘探开发过程中产生的主要污染物包括:  钻井过程产生的污染物  井下作业过程产生的污染物  油气开采过程产生的污染物  油气集输及储运过程产生的污染物 以上 油气田勘探开发 各工艺 过程所产生的主要污染物详见下表: 生产过程 工艺过程 主要污染物 其他污染物 油气勘探开发 钻井 废弃钻井液 井场污水 固控设备排屑、排泥 采油机烟气 震动及噪声 井喷事故污染 井下作业 废弃压裂返排液 洗井压井废水 废弃酸液返排液 泥浆砂、蜡、盐 落地原油 油气开采 采油采气污水 油砂 落地原油 烃类气体 油气集输及储运 含油污水 污水处理系统排泥 油砂油泥 烃类伴生气 5 / 30 三、 油气田勘探开发过程中主要污染物的处理现状 随着油气田勘探开发的技术与管理水平的不断提高与进步,加之国家环保部门的法律法规日益的完善与严格,各油气田在油气开发、集输与储运工艺环节中产生的主要污染物 ( 如含油污水、油泥油砂、烃类伴生气等 )的处理处置 已经普遍得到广泛的 应用,处理处置的工艺水平日益完善,处理效果也在不断提高,已达到或接近环保要求。 然而,在钻井与井下作业工艺环节,由于其自身具有点多、面广、分散、移动等特点,加之钻井与井下作业废液的处理难度很大, 单点废液量相对较少, 处理成本偏高,因此,在这两个生产环节所产生的主要污染物 的处理尚处于起步探索阶段,远远没有形成系统与规模。 因此,如何根据钻井与井下作业的生产特点,设计开发能够适用于现场的污水与固废处理技术,并形成规模化的工程应用,是我们亟待解决的现实问题。 以下简要介绍上表中红色加重字体部分的污染物处理技术。 四、 奥友科技油气田勘探开发过程中主要污水处理 解决方案 简介 压裂返排液处理技术 简介 1、国内油气田压裂返排液的主要种类及特点 田压裂返排液的定义及种类: 压裂是油气井增产的主要措施之一,为各油田普遍采用。 常规压裂施工所采用的压裂液体系, 以水基压裂液为主 。压裂施工后所产生的压裂废液主要来源于:一是施工前后采用活性水洗井作业产生的大量洗井废水;另一个方面就是压裂施工完成后从井筒返排出来的压裂破胶液,以及剩余原胶液(基液)。 不同种类的压裂液形成不同种类的压裂返排液。 根据分子量和 聚合物的多少主要有 冻胶压裂液 和 滑溜水 。 本文即是针对水基油气田压裂返排液进行的研究。包括洗井液、返排液和 6 / 30 部分原液。 田压裂返排液的特点: 油田压裂返排液是在增产作业返排的过程中产生的,其中不仅仅有 原油、压入的聚合有机物、陶粒砂(或石英砂)、还含有地层中的渗入水、渗入的岩硝、地层中的各种腐生菌尤其是危害明显的 。 总体来讲具备以下特点: ( 1)成份复杂、种类多、含量高 : 该类污水的主要成份是高浓度胍胶 /冻胶(包含破胶的和未破胶的)、高分子聚合物以及地缝隙中的油类等,其次是 酸盐还原菌、硫化物和总铁等,总铁和总硫含量一般在 20mg/l 左右。 ( 2)粘度大、乳化程度高: 其中放喷液体的粘度很高,平均为 段返排由于受到地层压力和温度影响较小,即使我们打入了过硫酸铵的破胶剂,由于未达到催化温度 49℃ ,该段的返排液基本上就是打入的压裂液。即 油田压裂返排液是在增产作业返排的过程中产生的,其中不仅仅有 原油、压入的聚合有机物、陶粒砂(或石英砂)、还含有地层中的渗入水、渗入的岩硝、地层中的各种腐生菌尤其是危害明显的。 总体来讲具备以下特点: 使是初段、中段和后段混合后的液体也具有乳化严重,粘度高的特性。 ( 3)处理难度大: 油类和悬浮物是该类污水处理过程中最难达标的项目,污水中复杂的成份及不同矿区的独特性又决定了其具备更高的处理难度。 2、压裂返排液处理的目的 放: 7 / 30 即以达到 级排放标准为目的的水处理工艺。 其核心指标是排放水的 00。适用于水源充足且具备排放条件的地区,目前多数油田仍处在研发和调试状态。 用: 复配 /有效回注 复配: 即在对该类污水进行除油除悬浮物并且对盐类进行严格控制后,能够复配井场需要的各种液体。 有效回注: 指经过处理后的污水达到石油回注标准回注到地层中增加采油量的方式,目前也是普遍采用的处理方式。 3、各类压裂返排液处理的难点 常规水基压裂返排液的处理难点: A、 迅速氧化破胶环节: 返排液综合粘度大,一般的井场又不能使用 浓硫酸等强氧化剂,因此作为此类污水处理的第一个环节快速降粘非常重要。 粘度大会影响药剂的传质、增加运行时间、增加反冲洗量、增加滤料板结速度,减少反冲洗时间间隔等,对整个运行成本造 成严重影响。 B、 在少加或不加入离子的情况下除油除悬浮物: 即使加入了氧化性絮凝剂和多介质过滤,但是顽固的具有强稳定油滴和破胶残留物的粒径大都在 5米之间,此类有机物的去除是这一环节的难点。 C、 深度氧化降解 水处理绕不开的一个问题就是达标排放问题,而对于达标排放而言 必须面对的,因此将 降到 100 以下即深度氧化问题就显得极其重要了, 8 / 30 鉴于我们返排液有机物成份的复杂性,造成了这一个阶段的难度。 D、 深度除盐: 不管是排放、回注还是复配瓜胶体系的压裂液对盐份的要求都很高,一级排放对钙镁有明确的指标,回注对二价铁离子有严格的规定,复配对一价以上的离子的控制更是严格。正常情况下一次性的深度除盐不能满足要求而是通过预除盐 +后面的深度处理才能完成。 4、我们的解决方案 速氧化破胶环节: 井口取压裂返排液: 对水基冻胶 /瓜胶压裂返排液来说其具有粘度高( 含油含悬量大、含盐量高以及伴生酸气和天然气等特点。我司确认了 三相分离器 +节+氧化 +电化学 预除盐 组合的预处理工艺路线。 对于低粘度滑溜水粘度在 2 左右,则不需要 节和氧化工艺。如果粘度在 2 以上且含盐量高于 10000 则需要采用与上述相同的工艺路线。 储水池中取压裂返排液 对水基冻胶 /瓜胶压裂返排液来说:因其具有粘度高( 含油含悬量大含盐量高等特点。我司在不断总结和研发的基础上,确认了 节 +氧化 +电化学 预除盐组合的预处理的工艺路线。 少加或不加入离子的情况下除油除悬浮物: 对于预处理出水基本上到达了一个 无差异共性处理阶段,接下来要面对的是在少加离子或不加离子状态下的除油除悬浮物的阶段。 对达标排放和复配冻胶压裂液来说: 5米左右顽固存在的油滴以及破胶残余是我们不可回避的难点。我司在长期的应用和试验过程中确认了 一体化 9 / 30 净水器 或者 斜板气浮 为主的除油除悬工艺。 对复配滑溜水 /回注来说: 尽量采用 超声波 +氧化 +精密过滤 的工艺即完成整个链条。 度氧化降解 对于达标排放来说: 该工艺段肩负着将 2500 降解到 100 以内的艰巨任务。我司确认的工艺为: 解装置 +生物反应器 。至此达标排放链条完成。 对于复配滑溜水 /回注来说 : 上一步氧化 +超声波 +精密过滤 即已达标。 对于复配冻胶 /瓜胶压裂液来说: 此环节的功效是为了减少对去离子装置的压力,必不可少。 度除盐: 对于达标排放来说: 无深度除盐必要。 对于复配滑溜水 /回注来讲 : 第二步氧化 +超声波 +精密过滤 即已达标。 对于复配瓜胶压裂液来讲: 此环节目的明确就是除盐,降低由于盐分过高对复配的影响。 工艺 流程图 10 / 30 酸化作业返排液处理技术 简介 酸化作业返排液的水质参数 , 除 呈较高酸性值外,其余与压裂返排液很类似,而压裂返排液处理工艺的前段(沉淀与 需要加入酸液进行调节以后处理。因此,压裂返排液处理工艺去掉酸液调节工序,即为酸化作业返排液的处理工艺。 工艺流程见下图。 酸化作业返排液处理工艺流程图 钻井废弃泥浆不落地及处理技术 简介 1、概况 井废物的现状和存在的隐患问题: 钻井废物是钻井生产过程中的主要废弃物,是一种多相稳定胶态悬浮体系,含粘土、加重材料、各种化学处理剂、污水、污油及外屑等,钻井废物危害环境的主要成份是:各种悬浮物、重金属等。其中各类聚合物是造成钻井废物 种深度添加剂如磺化类物质是造成钻井废液呈 黑褐色、色度高的重要原因,也是钻井废物难以达标外排的原因之一,钻井岩屑对环境造成污染的主要物质是岩屑相混杂的钻井液和石油类物质。 钻井废物产生的主要原因是: 1、钻井钻出地层所携带出的岩屑,如盐岩、石膏、芒硝、硫物等; 2、由钻液循环系统跑冒滴漏而排出的钻井液; 3、钻井施工过程中产生的废水(包括地层出水); 4、固井、完井时井筒内被清水、水泥浆 11 / 30 替代出的钻井液 ; 5、在钻井过程中因部分不合格而被排放的钻井液; 6、被更换的不适于钻井工程和地质要求的钻进液。 以塔里木油田为例,每口井在中途施工和完井后将排放 钻井液 1500~2000中 700~ 1200具有回收利用价值的优质泥浆,有约 800钻井废液和钻屑不具备回收价值,只能放在现场的泥浆池中,对环境带来了污染隐患。 从目前油钻井泥浆处置现状来看,主要采用就地填埋、固化处理及异地集中处理,这些都无法消除污染隐患目标,给油田环保工作造成极大的被动。 内外钻井废物主要处置方法 国内外对钻井废弃泥浆的处理,在方法种类上没有太大差别,差别在于对某种方法、种类使用的频率及承包商技术成熟度的高低。目前、国内钻井泥浆处理技术主要有: 简单处理排放、注入安全地层或井的环形空间、异地集中处理、回填、坑内密封、土地耕作、固化、固 烧、微生物处理等。 从上述方法比较看,传统的处理方法基本上都存在一个经济效益与环境效益不能两全的问题,同时,对于不同泥浆体系采用的处理方法也不相同,而钻井液废弃泥浆不落地及处理技术真正实现了以经济效益与环境效益的有效结合,并且同样具有对于各种废弃泥浆的广泛适用性。 要性 国内各油田在解决废弃钻井液对环境产生危害上已经开展了一系列的工作,为了符合环境保护管理的新要求,特别是新的危险废物管理办法实施后,各油田投入了大量资金积极采取处理工程措施, “钻井液废弃泥浆不落地及处理技术 ”符合目前清洁生产及环境保护需要,该技术通过物理及化学等处理方法很好的降低了处理成本满足甲方对钻井液处理不同程度的要求,处理后的废水可回用于钻井循环利用。 2、工艺技术目标及方案 12 / 30 井废弃泥浆处理目标 钻井废弃泥浆的处理包括岩屑处理,钻井生产过程中的跑冒滴漏污水处理及钻井液的处理等环节,因此废弃物不落地的零排放才是我们处理的标准和目标,整个工艺环节应包括如下部分:  钻井过程中岩屑收集  钻井生产过程中跑冒滴漏及设备清洗产生污水、污油的收集  油基泥浆含油岩屑的清洗及清洗液的处理  钻井液的储存(再利用)  废弃物的达标处理 井废弃物处理方案 未来钻井废弃物的处理标准是钻井生产过程中废物不落 地及废弃泥浆处理达到有害物质“零”排放标准,要达到这个标准,只采用化学药 剂处理废弃物的固液分离不彻底的,未来要走物理机械方法和化学方法相结合的道路来处理钻井作业过程中产生的废弃物。目前国处的钻井废弃物处理装置,例如日本 国 司橇装污水处理装置 ,乌克兰石油联合公司研制的 井污水处理装置,委内瑞拉井场橇装污水处理装置都非常注重物理机械和化学结合的方法,着重改善钻井废弃物前期 脱水效果,提高固态废物的脱水能力。 本思路 ( 1)现场建设可拆卸式软体泥浆池,取消传统开挖泥浆池。 ( 2)把钻井现场产生岩屑和 废弃泥浆不落地收集,废弃泥浆经处理去除其中的有害固相成份,保留其中的有用成份,现场重新回用到配制泥浆。具体是:采用高频振动筛和离心设备去除废弃泥浆中的大颗粒有害固相达到重复利用。 ( 3)分离出来的岩屑及固相物质可拉运集中处理,也可就地制作成水泥砖或筑路材料,达到硬度和环保要求,用于铺设井场和井场道路,就地实现固废的资源化利用。 13 / 30 体目标 ( 1)实现井场的钻井液及分离固相不落地处理; ( 2)实现废弃钻井液循环利用 ; ( 3)实现固体废物循环利用; ( 4)处 理能力: 50~ 80m3/d。 术原理 钻井废物处理主要包含两部分一是钻井过程中的固态废物处理;二是完井后液态废弃物处理。 固态废物处理主要是固态废物的收集及固态废物的脱水(针对油基泥浆配有固态废物的清洗去油及重金属),通过机械处理的方式来实现,通过我公司的叠螺机及板压机等设备实现固态废弃物的脱水及成型。 叠螺机 完井后大量的液态钻井液如果需要进行无害化处理排放,主要通过机械、化学及电化学等方法相结合最终达到国家排放水标准进行无害化排放。 1、钻井液是稳定复杂的胶体体系,通过化学方法降低 通过高效净化设备进行固液分离,达到降低 清除部分固相目的; 14 / 30 2、利用我公司专利产品 解装置进行 度处理以达到国家标准。 3、废弃钻井液中含有大量的有害离子通过电化学及相关置换反应去除高价离子达到国家标准。 4、通常情况下,废弃钻井液中有效成份加重剂颗粒表面不带电,更易 于保留在体系内重复利用。 一体化净水器 高效 解 艺流程 行标准 《地表水环境质量标准》 14848 《地下水质量标准》 《土壤环境质量标准》 《危险废物签别标准 — 浸出毒性签别》 《污水综合排放标准》 299 固体废物 浸出毒性浸出方法 硫酸硝酸法(试行) 工艺流程描述及相关设备 为确保做到零排放,整个工艺分三个单元: 15 / 30 第一单元:固废处理单元。 首先将井场循环沟污水全部引向园井,将园井中污水泵入储液池,所有固控设备下设传送带,固态岩屑直接进入叠螺机进行脱水,脱出水进入储液池,固态送入板压机进行成型,成型后的固废可码放一边集中堆放,也可进行井场铺路建设。 第一单元主要设备构成  300 方废弃泥浆储存池 1 座。用于暂存废弃泥浆。钻井完成后用于后续压裂施工,储存压裂液和压裂返排液,数量不足时另行增建。  叠螺机一台。用于对岩屑进行脱水。  岩屑泥浆收集分离槽。在钻井固控系统的振动筛下设置,同时把除泥器、除砂器、离心机等产生的固相收集进来。经传送装置送入叠螺机,大部分的大颗粒固相被分离出来传送到板压机(或固化设备),泵入 300 方废弃泥浆储存池。  40 方水泥浆软体罐 1 座。固井时产生的水泥浆直接泵入该罐中,加入缓凝剂后暂存,可作为水泥成份,用于制作水泥砖。 第二单元:钻井液再利用 为降低成本,完井后钻井液除有 害固相及原油后可以在下口井使用,本单元利用机械设备去要去除钻井液中的固相以满足再利用。本单元相对简单目前在国内油田普遍使用。 第二单元主要设备构成  40 方软体罐 2 座。用于储存再生泥浆。处理后的泥浆,随时回用固控系统,消化不完的拉运至其它钻井使用。  高频振动筛或离心机。对 300 方废弃泥浆储存池中的废弃泥浆进行处理,用于分离其中的大颗粒固相成份,固相进入岩屑泥浆收集分离槽,液相进入电化学装置。 16 / 30  电化学装置。主要是电吸附原理,用于去除泥浆中的有害的细微固相:固相进入岩屑泥浆收集分离槽,液相进入 40 方软体罐,随时回用和拉运。 离心机 电化学 第三单元:钻井废弃泥浆处理 本单元采用化学、物理及电化学法综合处理,达到国家排放水的标准,主要目的是除色、除味、去除有害离子、降 单元关键在于降 通过加入化学药剂进行絮凝除去悬浮物如气浮除悬 (有必要时可利用臭氧进入气浮)等,同时,也能达到降低 作用(悬浮物可通过高效悬浮物分离塔进行他离),再通过化学氧化反应初步降解 到进入下一设备的标准,通过电化学反应实现有害离子去除,同时,进一步降解 进入 解设备最终达到相关国家标准要求,最终通过净水器,及其它设备完成出水。对于高含盐的水可增加 终实现出水达标。 气浮装置 第三单元主要设备构成 本单元属于水处理单元,由2~3台橇装设备构(设备大小由处理量决定)  气浮设备:除去废液中的油和机杂。  化学处理装置:专利技术设备,对废弃钻井液进行电破乳和电絮凝,使有 17 / 30 机物开环断链,然后添加一定化学药剂进行絮凝沉降,去除水中有机物,降低 水变清。  高效悬浮物分离装置:有效分离水中的絮凝物和固体物质。  解装置:专利产品能有效将 解 50 以下,完全满足国家排放水标准。  电化学处理装置:处理 2 价以上离子,有有毒有害离子去除。  浓水处理装置:对反渗透产生的浓水,采用 发技术进行处理,产生的蒸汽或水外排,能耗低、效率高 用液体技术指标 1) : 7~ 9 2)密度: <)含砂量: 4)固相含量: <5% 5) 漏斗粘度(小漏斗): <25 秒 6)塑性粘度: <)色度:无要求 8)再生钻井液性能保持时间: 1~ 3 个月 三、结论及建议 1. 本工程符合国家的产业的政策,满足了环境保护需要,符合资源综合利用政策,属于国家鼓励发展的领域。 2. 方案工艺先进,技术适用,效果明显,能够切实有效地解决井场废弃物的不落地收集、处理、钻井液循环回用和固体废物资源化利用的问题,从真正意义上实现了“零”排放。 废弃泥浆: 70~ 80%回用于本井场钻井,其余约20%用于下一口井钻井或深度处理后就地排放;岩屑:全部拉运集中处理制作成水泥砖,或者在井场制作成水泥砖,全部达到固体废物无害化要求和水泥砖的强度要求。 18 / 30 3. 在井场就地处理和资源化利用废弃钻井液,具有显著的环保效益效果,完善地解决了钻井作业中全过程中的污染废水、废渣的达标处理,并且实现了所有污染物的资源化利用,节约 成本显著,经济效益较好。 4. 本方案设备便于运输,也可将钻井废弃物集中处理,有利于降低生产成本。 五、 奥友科技油气田勘探开发过程中主要固废处理技术简介 我国 污泥无害化处理的滞后,关键原因是缺乏适用技术,由此带来了运行效果不佳,投资和运营成本巨大的突出问题。根据住建部和发改委联合颁布的《城镇污水处理厂污泥处理处置技术指南(试行)》,国内污泥处理处置现行的技术路线主要有:( 1)厌氧消化 +土地利用;( 2)生物干化 +土地利用;( 3)工业窑炉协同焚烧;( 4)热干化 +焚烧;( 5)石灰稳定 +填埋;( 6)深度脱水 +填埋。 1、 “厌氧消化 +土地利用 ”,该路线中厌氧技术由于投资、技术门槛高等原因,被普遍认为最适用于大规模污水处理厂的污泥处理( 100 吨 /日以上)。 “指南 ”对其投资成本的评估为 20元 /吨,运行成本约 200 元 /吨。厌氧系统复杂度很高,因此对于技术的要求高,操作难度大。厌氧技术在欧美国家有很多成功案例,但国内的泥质与国外相差甚远(有机质含量低、泥沙含量高等),因此国内的厌氧案例多数存在运行问题,例如沼气产量不稳定,沼气纯度低等。另外厌氧消化后的沼渣仍需进行无害化处理,从实质上讲,厌氧消化 +土地利用的技术路线在我国应 用不成功。 2、 “生物干化 +土地利用 ”,该路线以其投资低( 15元 /吨),直接运行成本较低(不超过 200 元 /吨),工艺操作简单的特点越来越受到人们的关注。污泥生物干化技术充分利用污水处理厂脱水污泥中有机物成分含量高,并且含有大量 N、 P 等营养元素和部分植物生长所必需的微量元素,在无害化、减量化、稳定化前提下,突出资源化特点,而且技术门槛和经济门槛较低,适用范围广阔。 3、 “热干化 +焚烧 ”和 “工业窑炉协同焚烧 ”:该路线由于其投资(国产设备30元、进口设备 50元)和运行成本(约 400 元 /吨) 很高,目前仅在经济发达地区的大规模污水厂(产泥量大、土地极度稀缺)有运行项目。与厌氧 19 / 30 消化技术类似的是,由于国内泥质的原因,国内热干化 +焚烧的案例多数也存在运行问题,因此实际运行中运行成本超过 500 元 /吨,若考虑尾气(含二噁英)处理的问题,运行成本还要提高( 600 元 /吨左右)。此工艺投资大,运行成本高,县级财政无法承受。 4、 “石灰稳定 +填埋 ”和 “深度脱水 +填埋 ”两条路线因不能实现污泥的无害化处理,被《 “十二五 ”全国城镇污水处理及再生利用设施建设规划》定义为近期过渡处理处置方式,无法作为无害化处理设施的选择工 艺。 综上分析,在几种工艺类型中,生物干化 +土地利用投资和直接运行成本较低,工艺操作简单,最适合我国中等规模污泥无害化处理。 但现行的生物干化技术,由于占地大、臭味大、辅料添加量大等弊端,极大地限制了其推广,且当面临污水厂处理厂污泥中混杂有工业污水而造成重金属超标、有机质含量偏低等因素时,无法正常发酵。 高温生物干化技术的核心菌种是公司的专利菌种高能嗜热菌(称为其对有机物具有超强降解能力,释放的生物热可使物料温度最高达到127℃,实现污泥、垃圾、畜禽粪便、动物尸体、工业废渣等有机固废减 量化和无害化处理,同时降低处理成本。该技术被住建部鉴定为“国际领先”,并列入了科技部的火炬计划。 其主要特点:  无害化彻底。 升温快,持续时间长,可杀灭各种病原体,实现深度腐熟。  作业环境和周边环境友好。 能有效解决好氧发酵处理臭气污染的难题。  减量化明显。 含水率可降低到 30%以下,减容率达 70%以上。  经济可靠。 无需添加辅料,处理效果更好;与焚烧、热干化工艺相比,投资和运行成本大幅降低。全年不受外界气温影响,冬季也可稳定运行。 20 / 30  应用广泛。 广泛应用于各种有机固废的无害化、减量化处理。 指标对比 高温生物干化法 普通高温好氧发酵工艺 发酵周期 15 30 最高温度 80℃ 不超过 70℃ 高温持续时间 80℃ 续 8 天以上 55℃ 续 5 含水率 可降到 30%以下 40%臭气 主要为氨气,无恶臭 恶臭严重 辅料用量 无需辅料 较大,≥ 20% 病原菌杀灭率 99%以上 95%左右 减量化 70%以上 50%种子发芽率 ≥ 80% 60%左右 腐熟度 完全腐熟 不能完全腐熟 主要应用范围:  好氧堆肥 +土地利用 适用于重金属不超标的生活污水处理厂的污泥。 21 / 30  生物干化 +建材利用 适用于重金属超标,周边建材企业拥有需求。  生物干化 +焚烧 适用于重金属超标,本地热电厂、垃圾发电厂等企业可以协同焚烧。  生物干化 +填埋 适用于拥有卫生填埋库容资源的地区  板框压滤污泥无害化处理 适用于板框压滤后的污泥,含水率 60强碱性,加入 剂实现无害化,含水率降至 40%以下, 中性。  厌氧沼渣生物干化 便于资源化利用或最终处置。  动物尸体降解 彻底降解尸体,无需外加热源。  八、工业废渣(及污泥)减量化 有机质含量超过 30%的工业废渣,降低含水率,实现大幅度减量化。如抗生素废渣、食品轻工行业废渣、石油行业废渣等。 高温生物干化技术包括混料、曝气、翻抛、返混等工艺环节,降解有机废物的同时释放生物热,物料温度 80℃ 不产生臭味。根据物料在槽体内是否移动分为静态和动态两种模式, 污泥等有机 固废 混料 发酵 出料 处置 翻抛 曝气 剂 返混料 22 / 30 适用于小规模的 物干化工程,占地少,投资及运营成本低,操作简便 厂房总览 行 车通道 拌混区 暂存区 发酵槽 发酵槽 23 / 30 工艺流程图示 温度检测 发酵成品 装载机入料 转载机拌混 装载机倒槽 发酵过程 24 / 30 六、 工程应用简介 案例一 克拉玛依油田根据致密油压裂返排液的特点和自身需要,形成了回收处理的要求。目的是对低盐滑溜水进行复配。甲方给出的指标如下: ( 1)油井压裂返排液回收系统处理速率> 200m3/h; ( 2)液体回收率 90%,分离除砂率 100%; ( 3)返排液处理后悬浮物含量不高于 50(核心指标); ( 4)处理后水质粒径中值< 30 ( 5)系统为撬装设备。 压裂液混合液 物理法除悬系统(现场评价样机) 出水 25 / 30 案例二 川庆钻探长庆井下作业公司: 瓜胶体系压裂返排液回用及排放处理系统。 甲方要求如下: ( 1)油井压裂返排液回收系统处理速率: h; ( 2)液体回收率 90%,可重复配制压裂液; ( 3)返排液处理后可以达到国家一级排放标准; ( 4)系统为撬装设备; 撬装设备外观 内部工艺设备 乌审旗项目现场 内部工艺设备运行 26 / 30 现场实际进出水数据对比表 井号 进 /出水 6水 841 8850 水 9 970 82 苏 36水 070 8790 水 5 920 54 固平 41水 100 2800 40水 1 830 21 27 / 30 案例三 王新庄污水处理厂污泥处理工程 工程地址:河南省郑州市 建成时间: 2012 年 6 月 技术路线: 高温生物干化技术 +土地利用 工程规模: 50 吨 /日 技术指标:发酵平均温度高达 80℃ ,最高可达 108℃ ,发酵后污泥含水率低于 30%。 28 / 30 案例四 厦门市污水处理厂污泥处理工程 工程地址:福建省厦门市 建成时间: 2013 年 8 月 技术路线: 高温生物干化技术 +土地利用 工程规模:一期 100 吨 /日,二期 400 吨 /日 技术指标:发酵平均温度高达 80℃ ,最高可达 106℃ ,发酵后污泥含水率低于 30%。 29 / 30 案例五 北京排水集团污泥处理工程(在建) 工程地址:北京市顺义区 技术路线: 高温生物干化技术 +土地利用 工程规模: 540 吨 /日 设计标准:发酵平均温度 80℃ ,最高可达 106℃ ,发酵后污泥含水率低于 30%。
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