石化行业的原油储罐，每隔5年左右需清罐一次，即使经过二次蒸馏拔油处理，底层含油污泥的量至少仍占其储存容量的1%以上，再加上浮渣泥与落地泥，数量十分可观，而这种污泥中含有大量的苯系物、酚类等恶臭有毒物质，不能直接排放，处理不当还会造成二次污染。因为其巨大的危害，20世纪90年代以后，一些发达 除了对含油污泥实行严格的法规，还深入研究了其处理处置技术。总体来讲，含油污泥的生物处理技术处理周期长，工艺条件苛刻，物化处理技术简单，国内外学者研究较多，目前各油田对含油污泥初步处理采用药剂法较多。药剂法能回收油泥中的油，但药剂法处理后含水率高的油泥已成为该方法的遗留问题。本实验主要研究药剂法除油后的罐底泥泥渣与浮渣油泥混合，离心处理制成泥饼的优化条件，以脱水率为指标，确定达到较佳分离效果时的操作条件。

1 实验部分

1.1 实验原料及试剂

实验原料：某油田罐底泥和该油田污水处理厂的浮渣油泥，采样时间2012年8月和2013年4月，油泥理化性质如表1所示。

表1：某油田罐底泥和浮渣油泥

实验试剂：十二烷基苯磺酸钠，分析纯；碳酸钠，分析纯；聚丙烯酰胺。

1.2 实验设备

电热恒温鼓风干燥箱；电子天平；恒温水浴锅；离心机。

1.3 实验步骤

预处理是将罐底泥用复配化学药剂进行处理，静止分层回收浮油，得到处理后的泥渣与含有药剂的废水。具体方法如下：按照配方向罐底泥中依次投加十二烷基苯磺酸钠（4g/L），碳酸钠（1g/L），聚丙烯酰胺（30mg/L），其中药剂体积比为1:2:1，药剂与污泥液固质量比为6:1。50℃水浴条件下，搅拌20min，自然静置分层，除浮油，得到处理后的罐底泥的泥层（泥渣）与废水层（离心助剂）。以罐底泥的泥渣为实验对象。

将泥渣掺入一定量的浮渣油泥，适当搅拌后，离心处理，处理后的水可作为油田回注水，残渣可用于制煤。离心处理中考察以下影响因素：离心时间、离心速度、泥渣和浮渣油泥质量比、处理量和离心助剂用量。其中，离心助剂为化学药剂法处理后的含有药剂的废水（废水中含有十二烷基苯磺酸钠、碳酸钠、聚丙烯酰胺），加入离心助剂目的是加速含油污泥的破乳分层。其中，含水率的测定方法如下：

（1）取小坩埚若干个，放入温度为105℃的烘箱中，烘干1h后取出，放入干燥器中降至室温称重（ma）。

（2）分别称取5g左右处理后的泥渣或浮渣泥（mb）放入小坩埚中，放入105℃的烘箱中，烘干4h后取出，放入干燥器中降至室温后称重（mc）。

计算含油污泥的含水率公式如下：

W=[mb-(mc-ma)]/mb×100%

式中，ma为坩埚质量，g；mb为未处理污泥样品质量，g；mc为烘干后污泥样品和坩埚质量，g。

混合泥脱水率ξ计算公式如下：

ξ=(m0+m1+m2-m3)/(m1×W1+m2×W2)×100%

式中，m0为坩埚质量，g；m1为处理后的泥渣质量，g；m2为浮渣泥质量，g；m3为离心后混合泥与坩埚总质量，g；W1为处理后的泥渣含水率，%；W2为浮渣泥含水率，%。

2 结果与讨论

2.1 离心时间的考察

浮渣油泥和处理过的含油污泥泥渣各称取2.5g，混合后加入5mL离心助剂，为使离心助剂和含油污泥混合充分，连续搅拌5min后，倒入离心管中，离心转速3500r/min，污泥离心时间分别为10、15、20、25、30min，在不同的离心时间下处理含油污泥，做出离心时间-脱水率曲线，分析得出较佳离心时间。调质-离心技术能够提高含油污泥的脱水率，这是因为污泥颗粒上的水滴的附着力小于其做圆周运动的向心力，离心因此起到了泥水分离的作用。一般来说，离心时间越长，油、水、泥三相在离心力的作用下分离的越充分，离心时间从10min延长到20min，脱水率从50.72%增加到78.00%，离心时间为20min时脱水量达到峰值（脱水率78.00%），达到峰值后脱水率随离心时间延长增加并不明显。因此，较佳离心时间为20min。

2.2 离心转速的考察

设定离心转速分别为2000、2500、3000、3500、4000r/min，在不同转速下处理含油污泥。离心转速由2000r/min增加到3000r/min时，脱水率从49.86%增加到83.33%，根据Stock公式，当离心速度增大时，沉降速度也随之增加，从而使分离效果增强。随离心速度增加，脱水率达到极值后基本保持不变。综合考虑，某油田污泥在实验室小试时，较佳离心转速为3000r/min。

2.3 离心助剂加入量的考察

对两次取样的某油泥进行测定，密度分别为0.75g/cm³和1.2g/cm³，自然状态下的含油污泥状态稳定，类似于胶体物质。药剂法处理时油泥中加入的复配药剂中含有絮凝剂，离心分离出来的水层就含有絮凝剂，实验将其作为分离的助剂加入离心油泥中，目的是促进油泥絮凝固体的形成，利于离心分离，同时可以节约药剂用量。离心助剂的加入体积分别为4、6、8、10、12mL。

离心助剂加入量从4mL增加到8mL时，脱水率从46.42%增加到86.04%，这是因为，离心助剂量增加，对污泥颗粒的絮凝作用增强，污泥颗粒粒径增大。根据Stock公式，可知污泥颗粒粒径增大，沉降分离效果提高。离心助剂加入体积由8mL增加到12mL，脱水率的增加幅度在2%～3%，考虑到投入离心助剂量的增加同时增加能耗，因此，较佳离心助剂加入量为10mL。

2.4 前处理对离心的影响

离心前的搅拌处理属于调质，在不同的搅拌时间3、5、7、9、11min时，测定含油污泥脱水率。搅拌前处理能够提高含油污泥的脱水率，搅拌3min时，含油污泥脱水率仅为40.52%，搅拌时间延长到5min以上，脱水率能提高30%～40%，而且离心前处理搅拌时间越长，搅拌越充分，药剂与油泥接触越彻底，污泥颗粒的絮凝作用越强，从而使污泥颗粒粒径增大。另外，搅拌可以加速含油污泥表面泥沙的脱落，有利于油滴从含油污泥中分离，实验证明含油率为10.08%的罐底油泥和浮渣油泥经离心处理后含油率为5.24%。综合考虑，离心前的搅拌处理时间为9min。

2.5 处理量的考察

浮渣泥和处理过的含油污泥泥渣按质量比1:1混合，然后分别取2、4、6、8、10g混合后的污泥处理。对于小型实验用的离心机（分离因数1960）来说，处理量在2～4g时，脱水率在88.11%～87.54%；但当处理量由4g增加到10g，脱水率迅速降低至49.93%。由此可见，进行工程试验时，为了获得较好的脱水效果，需要进行处理能力的考察。另外，离心机的处理量增大也会增加电力消耗。综合考虑，对应小型实验用的离心机来说，处理量选为4g。

2.6 泥渣与浮渣泥配比对脱水率的影响

加入离心助剂处理后随泥渣的比例增加，脱水率随之增加，这是因为处理后泥渣中还有一定量的药剂。实验不考察浮渣泥的脱油率，因为相对罐底泥来说，浮渣泥含油率较低，脱水后的污泥将制作型煤，留有一定量的油可以提高煤的热值。因此，综合考虑，药剂法处理后的泥渣与浮渣泥质量比为4：1，此时脱水率达到92.17%。

3 结论

处理后的罐底泥泥渣含水率86.84%，浮渣泥含水率52.37%。将处理后的罐底泥泥渣掺入一定量的浮渣泥，离心助剂采用药剂法分离出来的上层液，适当进行搅拌后，离心处理，离心较佳工艺条件：加入离心助剂量为10mL，预处理搅拌时间为9min，离心处理量为4g，罐底泥处理后泥渣与浮渣泥质量比为4:1，离心时间为20min，离心转速为3000r/min。在此较佳工艺条件下，脱水率可达92.17%。