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1、油田含油固体废物生物处理技术,史德青 中国石油大学（华东）,目 录,一、含油固体废物的来源,三、含油固体废物生物处理技术,四、展望,二、含油固体废物的危害,一、含油固体废物的来源,含油固体废物,集输系统产生的油泥和油砂 石油污染土壤,油气分离器,加热炉,电脱水器,好油罐,一次沉降罐,三相分离器,一次除油罐,二次除油罐,过滤器,回注,油砂,油砂,含泥,油泥,油田地面处理典型流程,油泥,落地油污染土壤,贮油罐渗漏,二、含油固体废物的危害,危害一：污染环境,石油污染物在环境中的迁移,危害二：巨额罚款,根据1998年7月1日实施的环发1998089号 国家危险废物名录规定，废矿物油已被被列入名录中第H
2、W08项。,根据2003年7月1日起施行的“”国家发展计划委员会、财政部、国家环境保护总局、国家经济贸易委员会 第31号令” 中排污费征收标准管理办法-固体废物及危险废物排污费征收标准，不达标排放的危险废物排污费征收标准为每次每吨1000元 。,含油固体废物的处理方法,三、含油固体废物生物处理技术（生物修复技术）,发展历史：含油固体废物的生物修复技术起始于上世纪80年代初，30多年来先后发展了多种修复手段与方法，在机理研究和工程应用方面都已逐渐成熟，目前已进入大规模应用阶段。国内在2000年后已有小规模的现场实验，2007年国家“863计划”中将石油污染土壤的生物修复技术及示范工程列入重点项目
3、行列。,生物修复技术是80年代以来出现和发展起来的清除和治理环境污染的生物工程技术，是依靠细菌、真菌、高等植物甚至动物以及细胞游离酶的自然代谢过程，降解并且去除环境污染物的生物技术。,典型事例：1989年3月美国Exxon Valdez号油船触礁，41000t原油泄漏，使阿拉斯加湾2100km的海岸线遭受污染。为清除污染，在大量试验的基础上，首先在120km的海岸线上进行了综合修复的尝试。到1990年，海岸的油污明显减少，生物修复成为主要措施并发挥了巨大作用。,应用现状： 欧美各国对生物修复技术非常重视，从事该项技术的研究机构和商业公司大约有近百个。自1982年以来，已利用环境生物技术治理并恢
4、复了6000多处污染地。在欧洲，大约有30%的污染采用生物修复技术处理。,生物修复原理,Oil,Microbe,CO2+H2O,CO2+H2O,CO2+H2O,微生物“吃掉”石油和其它有机污染物,微生物“消化”石油并将其转化为CO2和H2O,微生物释放出 CO2 和 H2O,1.,2.,3.,生物修复基本技术过程,生物修复分类,生物通气,预制床法：预制床的底面为渗透性低的物质，如高密度的聚乙烯或粘土。将污染土壤转移到预制床上，通过施肥、灌溉、翻耕、调节pH，还可加入微生物和表面活性剂，使其最适合污染物的降解。,堆制法示意图,堆制处理法：将受污染的土壤从污染地区挖掘起来，运输到一个经过处理的地点
5、（布置防止渗漏底，通风管道等）堆放，形成上升的斜坡，并进行生物处理。,生物修复的影响因素,（1）微生物的降解效率 能降解石油中各种烃类的微生物共约70 余属、200 多种。一般认为，细菌分解原油比真菌、放线菌容易的多。不同种类、不同来源的细菌降解原油的速度也不同。在实际修复过程中，微生物之间存在复杂的关系（协同、竞争、演替和捕食等），这将在一定程度上影响其对石油烃类的降解速率。,内因,（2）污染物的组成,从烃分子类型看，链烃比环烃易降解，饱和烃比不饱和烃易降解，直链烃比支链烃易降解，多环芳香烃较难降解。沥青质最难降解。,外因：环境因素的影响 温度：温度高时，降解能力强，温度低时，降解能力弱，但
6、有一最适温度。 营养物质： 土壤环境中氮、磷含量较低，需适当添加外源营养物。 氧气浓度：生物修复处理技术都采用好氧过程，好氧过程降解速度比厌氧系统快得多，且最终产物为CO2和H2O。 pH值：土壤pH变化也影响微生物的活性。一般认为，中性至弱碱性的环境有利于微生物活性的发挥。 土壤湿度：保持在最大持水量的50%80%可达到较好的降解效果。,植物修复大量研究表明，在修复过程中种植适当种类的植物会促进生物修复过程的进行，这是因为植物和微生物之间存在复杂的、互惠的相互作用。另外，植物本身也会吸收、降解部分污染物。,生物修复技术在胜利油田的应用,滨一污水站每天处理污水15000方，采用水质改性工艺，每
7、天产生约3吨碱性含油污泥，由于没有成熟、经济的含油污泥处理工艺和技术，该站目前的污泥处置办法就是在露天堆放和填埋。2005年针对产生的污泥开展了生物修复技术的实验。,含油污泥堆放现场,技术路线,预制床场地示意图,230d的修复后，石油降解率为48.9% ，而对照样仅为16.4%,生物修复后油泥基本理化性质变化情况,修复后油泥持水能力大幅增加，营养物质含量增加，基本具备正常土壤的性质。,生物处理后油泥中微生物群落（AWCD变化）,AWCD 值反映了微生物代谢功能多样性的情况，也反映出油泥中微生物群落多样性的情况。上图表明，修复后油泥中微生物群落数量明显增加，代谢石油组分的能力明显增强。,植物修复
8、阶段,微生物修复后，油泥的含油量仍然较高，为了进一步降低油泥的含油量，在预制床内种植多种不同种类的植物，以强化前期生物处理效果。根据前期筛选实验，选择了高羊茅、苜蓿、大豆、玉米与高梁等应用于植物修复。,北,大豆,高粱,高梁,玉米,温室,苜蓿,高羊茅,玉米,高粱,含油污泥的植物强化修复,植物生长过程中土壤中石油烃类变化情况分析,各处理中的油含量由高到低依次为对照高粱玉米高羊茅苜蓿大豆，石油降解率分别为13.70%、20.13%、23.09%、26.62%、28.47%、34.19%,植物修复后各处理油泥中石油不同组分的含量,修复后饱和烃含量明显降低，难降解的胶质沥青质所占比例大幅升高,修复后油泥生物毒性检测,测试油泥生物毒性的T3发光细菌,EC50值越高表明其生物毒性越小。经植物修复后，油泥的生物毒性大幅降低。,采用微生物-植物联合修复工艺处理含油污泥是切实可行的。经生物修复处理，油泥中石油降解率达到70以上；含油污泥的生物毒性明显降低，具体表现在修复前污染土壤上寸草不生，经过生物修复后多种植物生长良好。修复后油泥完全可作为绿化用土使用，以实现油泥的资源化利用。,四、展望,油田生产过程中，每年产生大量的含油固体废物需要进行无害化处理，现有的各项处理技术各有优缺点，今后的发展方向是将不同的处理技术进行耦合，取长补短，实现固体废物中原油的回收和废物资源化利用的目的。,谢 谢 ！,
