CN107176778A - 一种含油污泥掺烧微藻生物质脱除重金属的方法 - Google Patents

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Abstract

一种含油污泥掺烧微藻生物质脱除重金属的方法，属于固体废弃物资源化利用领域。其特征在于：将含油污泥和微藻均匀混合、干燥、造粒得到的混合燃料焚烧处理；焚烧过程产生的烟气，经除尘装置、脱硫装置、脱销装置处理，洁净烟气经烟囱排放到环境中；收集焚烧处理后产生的底渣，进行再利用。含油污泥掺烧微藻生物质可以提高燃烧稳定性和燃烧效率，并且微藻中富含多种钝化捕集重金属的有效成分，含油污泥掺烧微藻生物质可以实现重金属无害化转化。经掺混微藻焚烧处理，可实现绝大部分重金属回收，底渣可用于建筑材料、催化剂等；本发明实现了含油污泥和微藻两种固体废弃物资源化和无害化协同处置。

Description

一种含油污泥掺烧微藻生物质脱除重金属的方法
技术领域
一种含油污泥掺烧微藻生物质脱除重金属的方法，属于固体废弃物资源化利用领域。
背景技术
石油不仅被称为“黑色的黄金”，而且被誉为“工业的血液”，石油化工行业在社会发展、国防建设等方面发挥着巨大作用。但是在不断发展的同时，石油石化行业也面临着诸多挑战，一方面原油供给过剩、全球经济复苏缓慢和国内经济结构调整等因素造成行业波动，一方面生物质能、海洋能等新能源发展给行业业务带来冲击，另一方面资源浪费和环境污染问题亟待解决，含油污泥是石油化工行业中常见的污染物之一，也是具有回收价值的危险废弃物，我国平均每年产生80万吨罐底泥、池底泥。含油污泥中含有大量老化的原油、蜡质、沥青质，以及苯系物、酚类、蒽类、重金属等物质，如果处理不当，不但造成资源浪费，还会带来二次污染尤其是重金属物质，会污染水体、空气、土壤，甚至造成人类、动植物死亡。
我国对含油污泥的研究开始较晚，含油污泥处理技术与国外差距较大。大部分油田和石油相关产业通过简单的露天堆放和填埋处理含油污泥，这样不仅浪费了资源，并且对当地环境造成了较大污染。目前，含油污泥处理工艺主要有物理化学处理技术、无害化处理技术、生物降解技术、热处置技术、新型处理技术等。其中，热处置技术中的焚烧法具有工艺简单、占地面积小、处理周期短、处理彻底等优势，因而得到比较广泛的应用。
含油污泥焚烧处理过程中，容易产生污染性气体以及重金属物质，造成环境破坏，资源浪费。随着人类环保意识的增强，相关法律法规的出台，含油污泥的减量化、无害化、资源化处理技术成为发展趋势。微藻生物质作为一种可再生资源，因其具有易燃、生长速度快、生长周期短、环境适应性强、生长过程不需要占用耕地等特点，被视为优质替代燃料，引起了广泛关注。含油污泥掺烧微藻生物质可以提高燃烧稳定性和燃烧效率，并且微藻中富含多种钝化捕集重金属的有效成分，含油污泥掺烧微藻生物质可以实现重金属无害化转化。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种含油污泥资源化、无害化利用的含油污泥掺烧微藻生物质脱除重金属的方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该含油污泥掺烧微藻生物质脱除重金属的方法，其特征在于，处理过程为：
1）将微藻和含油率25%~35%、含水率20%~30%的含油污泥均匀混合、干燥、粉碎、造粒，得到含油污泥掺混微藻混合燃料；所述含油污泥和微藻掺混质量比为1:0.8~1.3；
2）将含油污泥掺混微藻混合燃料进行焚烧处理；焚烧过程产生的烟气，经除尘、脱硫、脱硝处理排放；
3）收集焚烧处理后产生的底渣。
本发明提供了一种掺烧微藻生物质协同处理含油污泥的方法，含油污泥掺烧微藻生物质可以提高燃烧稳定性和燃烧效率，并且微藻中富含多种钝化捕集重金属的有效成分，含油污泥掺烧微藻生物质可以实现重金属无害化转化。经掺混微藻焚烧处理，可实现绝大部分重金属回收，底渣可用于建筑材料、催化剂等；本发明实现了含油污泥和微藻两种固体废弃物资源化和无害化协同处置。
优选的，步骤2）中所述的焚烧处理在循环流化床锅炉内进行。循环流化床锅炉内的焚烧换进对本发明最为适应，焚烧效果最好，最彻底。
优选的，步骤1）中所述的含油污泥为油田开采、油气集输、石油炼化或原油泄漏过程中产生的含油污泥。含油污泥的来源对本发明的影响不大，本发明可以对各种含油污泥实现良好的焚烧处理。上述优选的含油污泥底渣更适合作为建筑材料或催化剂。
优选的，步骤1）中所述的微藻为经化学萃取法处理油脂的雨生红球藻。优选的微藻对石油污泥中重金属无害化转化最彻底。
优选的，步骤1）中所述的含油污泥掺混微藻混合燃料的粒度范围为0.1mm ~10mm。作为焚烧处理的染料，颗粒大小影响燃烧效率，当粒度范围为0.1mm ~10mm时所达到的燃烧效率符合微藻中重金属的速率，对重金属无害化转化最彻底。
优选的，步骤2）中所述焚烧处理的焚烧温度900℃~1000℃，过量空气系数1~1.3。优选的焚烧制度进焚烧效果最好，最彻底。
优选的，步骤2）中所述除尘所用的装置为一级旋风分离器。一级旋风分离器在本发明的烟气处理中能够更好地达到除尘效果。
优选的，步骤1）中所述含油污泥和微藻掺混质量比为1:1~1.1；优选的质量比可以提高燃烧稳定性和燃烧效率。
优选的，步骤1）中所述含油污泥的含油率为29%~33%、含水率为23%~26%。
所述焚烧处理后产生的底渣可以用于建筑材料以及催化剂。
与现有技术相比，本发明的一种含油污泥掺烧微藻生物质脱除重金属的方法所具有的有益效果是：本发明提供了一种掺烧微藻生物质协同处理含油污泥的方法，含油污泥掺烧微藻生物质可以提高燃烧稳定性和燃烧效率，并且微藻中富含多种钝化捕集重金属的有效成分，含油污泥掺烧微藻生物质可以实现重金属无害化转化。经掺混微藻焚烧处理，可实现绝大部分重金属回收，底渣可用于建筑材料、催化剂等；本发明实现了含油污泥和微藻两种固体废弃物资源化和无害化协同处置。本发明提出了含油污泥掺混微藻混合焚烧处理的方法，实现了含油污泥资源化、无害化利用。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步说明。其中实施例1为最佳实施例。
实施例1
含油污泥为东营市胜利油田孤岛采油厂落地油泥，微藻为经化学萃取法处理过油脂的雨生红球藻；含油污泥的工业分析及元素分析：Mar（26.55%）、Var（28.47%）、Aar（42.27%）、FCar（2.71%）、Car（29.52%）、Har（4.25%）、Oar（6.53%）、Nar（0.84%）、Sar（1.31%）、Qnet,ar（8536.15kJ·kg1）；微藻的工业分析及元素分析：Mar（25.12%）、Var（36.99%）、Aar（28.34%）、FCar（9.56%）、Car（25.44%）、Har（5.33%）、Oar（1.16%）、Nar（5.64%）、Sar（0.33%）、Qnet,ar（13366.8kJ·kg1）；
含油污泥和微藻进行干燥48h，使得含油污泥的含油率为31%、含水率25%，然后均与混合、粉碎、造粒，含油污泥掺混微藻比例为1:1；均匀混合、干燥、粉碎、造粒，得到粒度范围为1mm ~4mm的含油污泥掺混微藻混合燃料，利用进料机将含油污泥掺混微藻混合燃料送入循环流化床锅炉，进行焚烧处理，焚烧处理的焚烧温度950℃，过量空气系数1.2。对脱尘后的烟气进行监测；对照空白组，掺混微藻的含油污泥综合燃烧特性指数提高了24%，NOX排放浓度降低了93%，SO2排放浓度降低了99.86%，重金属Cr、Cd、Cu、Zn、Hg等绝大部分都富集在底渣中。
实施例2
含油污泥为油气集输过程中落地油泥，微藻为经化学萃取法处理过油脂的雨生红球藻；
含油污泥和微藻进行干燥48h，使得含油污泥的含油率为29%、含水率26%，然后均与混合、粉碎、造粒，含油污泥掺混微藻比例为1:1.2；均匀混合、干燥、粉碎、造粒，得到粒度范围为3mm ~7mm的含油污泥掺混微藻混合燃料，利用进料机将含油污泥掺混微藻混合燃料送入循环流化床锅炉，进行焚烧处理，焚烧处理的焚烧温度950℃，过量空气系数1.1。对脱尘后的烟气进行监测；对照空白组，掺混微藻的含油污泥综合燃烧特性指数提高了22%，NOX排放浓度降低了91%，SO2排放浓度降低了99.82%，重金属Cr、Cd、Cu、Zn、Hg等绝大部分都富集在底渣中。
实施例3
含油污泥为石油炼化过程中落地油泥，微藻为经化学萃取法处理过油脂的雨生红球藻；
含油污泥和微藻进行干燥48h，使得含油污泥的含油率为33%、含水率23%，然后均与混合、粉碎、造粒，含油污泥掺混微藻比例为1:0.95；均匀混合、干燥、粉碎、造粒，得到粒度范围为0.5mm ~4mm的含油污泥掺混微藻混合燃料，利用进料机将含油污泥掺混微藻混合燃料送入循环流化床锅炉，进行焚烧处理，焚烧处理的焚烧温度950℃，过量空气系数1.2。对脱尘后的烟气进行监测；对照空白组，掺混微藻的含油污泥综合燃烧特性指数提高了21.3%，NOX排放浓度降低了91.5%，SO2排放浓度降低了99.80%，重金属Cr、Cd、Cu、Zn、Hg等绝大部分都富集在底渣中。
实施例4
含油污泥为油气集输过程中落地油泥，微藻为经化学萃取法处理过油脂的雨生红球藻；
含油污泥和微藻进行干燥48h，使得含油污泥的含油率为25%、含水率30%，然后均与混合、粉碎、造粒，含油污泥掺混微藻比例为1:0.8；均匀混合、干燥、粉碎、造粒，得到粒度范围为3mm ~10mm的含油污泥掺混微藻混合燃料，利用进料机将含油污泥掺混微藻混合燃料送入循环流化床锅炉，进行焚烧处理，焚烧处理的焚烧温度1000℃，过量空气系数1~1.3。对脱尘后的烟气进行监测；对照空白组，掺混微藻的含油污泥综合燃烧特性指数提高了20.2%，NOX排放浓度降低了90.3%，SO2排放浓度降低了99.76%，重金属Cr、Cd、Cu、Zn、Hg等绝大部分都富集在底渣中。
实施例5
含油污泥为油气集输过程中落地油泥，微藻为经化学萃取法处理过油脂的雨生红球藻；
含油污泥和微藻进行干燥48h，使得含油污泥的含油率为35%、含水率20%，然后均与混合、粉碎、造粒，含油污泥掺混微藻比例为1: 1.3；均匀混合、干燥、粉碎、造粒，得到粒度范围为0.1mm~3mm的含油污泥掺混微藻混合燃料，利用进料机将含油污泥掺混微藻混合燃料送入循环流化床锅炉，进行焚烧处理，焚烧处理的焚烧温度900℃，过量空气系数1~1.3。对脱尘后的烟气进行监测；对照空白组，掺混微藻的含油污泥综合燃烧特性指数提高了20%，NOX排放浓度降低了90%，SO2排放浓度降低了99.78%，重金属Cr、Cd、Cu、Zn、Hg等绝大部分都富集在底渣中。
对比例1
含油污泥为油气集输过程中落地油泥，微藻为经化学萃取法处理过油脂的雨生红球藻；
含油污泥和微藻进行干燥48h，使得含油污泥的含油率为31%、含水率25%，然后均与混合、粉碎、造粒，得到粒度范围为0.1mm ~10mm的含油污泥燃料，利用进料机将含油污泥燃料送入循环流化床锅炉，进行焚烧处理，焚烧处理的焚烧温度950℃，过量空气系数1~1.2。对脱尘后的烟气进行监测；作为空白组。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (9)

1.一种含油污泥掺烧微藻生物质脱除重金属的方法，其特征在于，处理过程为：
1）将微藻和含油率25%~35%、含水率20%~30%的含油污泥均匀混合、干燥、粉碎、造粒，得到含油污泥掺混微藻混合燃料；所述含油污泥和微藻掺混质量比为1:0.8~1.3；
2）将含油污泥掺混微藻混合燃料进行焚烧处理；焚烧过程产生的烟气，经除尘、脱硫、脱硝处理排放；
3）收集焚烧处理后产生的底渣。
2.根据权利要求1所述的一种含油污泥掺烧微藻生物质脱除重金属的方法，其特征在于：步骤2）中所述的焚烧处理在循环流化床锅炉内进行。
3.根据权利要求1所述的一种含油污泥掺烧微藻生物质脱除重金属的方法，其特征在于：步骤1）中所述的含油污泥为油田开采、油气集输、石油炼化或原油泄漏过程中产生的含油污泥。
4.根据权利要求1所述的一种含油污泥掺烧微藻生物质脱除重金属的方法，其特征在于：步骤1）中所述的微藻为经化学萃取法处理油脂的雨生红球藻。
5. 根据权利要求1所述的一种含油污泥掺烧微藻生物质脱除重金属的方法，其特征在于：步骤1）中所述的含油污泥掺混微藻混合燃料的粒度范围为0.1mm ~10mm。
6.根据权利要求1所述的一种含油污泥掺烧微藻生物质脱除重金属的方法，其特征在于：步骤2）中所述焚烧处理的焚烧温度900℃~1000℃，过量空气系数1~1.3。
7.根据权利要求1所述的一种含油污泥掺烧微藻生物质脱除重金属的方法，其特征在于：步骤2）中所述除尘所用的装置为一级旋风分离器。
8.根据权利要求1所述的一种含油污泥掺烧微藻生物质脱除重金属的方法，其特征在于：步骤1）中所述含油污泥和微藻掺混质量比为1:1~1.1。
9.根据权利要求1所述的一种含油污泥掺烧微藻生物质脱除重金属的方法，其特征在于：步骤1）中所述含油污泥的含油率为29%~33%、含水率为23%~26%。
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