本发明涉及稠油污泥无害化和资源化处理技术领域，特别是涉及一种稠油污泥处理方法。
背景技术：
稠油污泥是一种典型的含油污泥，主要产生于稠油开采、运输、储存以及稠油废水处理等过程；含有蜡质、沥青质、胶体以及阻垢剂、凝聚剂和杀菌剂等化学药剂，是一种水包油和油包水型稳定体系。含油污泥若不经过处理而随意堆放或处置不当将严重危害环境和人体健康，已纳入危险废物管理体系。含油污泥中的有害物质，特别是高浓度的石油烃会毒害土壤微生物，降低土壤微生物种类和数量，进一步降低土壤转化酶活性，土壤生态多样性下降。含油污泥中的多环芳烃对生物有遗传毒性，若进入生物体会引起生态毒性效应。含油污泥中的重金属毒性强且具有生态积累效应，使得含油污泥的危害更大。含油污泥中的石油类碳氢化合物会在土壤中进行迁移，可下渗进地下水，进一步随着地下水的流动污染其他水系，造成水体溶解氧降低，影响水体生态环境，威胁水生生物。当含油污泥中的污染物大量进入河流或湖泊而超过其最大环境容量时，会严重影响水生生物生存，导致水生生物死亡，多样性减少。
稠油污泥的含油率一般高于20％，最高可达50％，回收价值高；但其成分复杂、黏度大、颗粒细、乳化程度高、脱水困难。溶剂萃取能回收大部分石油类物质，由于萃取剂价格昂贵，且在处理过程中有一定的损失，导致处理成本高；焚烧通常需要消耗助燃剂，成本高，且存在烟气二次污染风险。热解吸能有效回收油气，但对设备要求高，投资运行成本较高；固液分离法能回收油泥中大部分石油，工艺较容易实现，主要的研究方向是开发高效、低成本的破乳剂。
近几年随着油田环境保护力度的加大，稠油污泥的处理方法都有较好的发展，但都各有所长，有一定的局限性，仅靠一种工艺单独处理很难实现稠油污泥的无害化、资源化和减量化。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种稠油污泥处理方法，以解决现有技术的问题，实现稠油污泥资源化和无害化。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
本发明提供一种稠油污泥的处理方法，包括化学分离、气浮除油和植物修复三个步骤，具体如下：
(1)化学分离：将稠油污泥用3-5质量倍的水稀释，加热状态下搅拌，调节ph，加入破乳剂和絮凝剂，搅拌，静置分层，上层浮油进入储油罐，下层水和泥沙进行分离，得到离心液和泥饼；
(2)气浮除油：步骤(1)的离心液进行气浮除油，除油结束后，上层浮油进入储油罐，下层液体循环后用于化学分离中的稀释用水；
(3)植物修复：步骤(1)化学分离后的泥饼进行植物修复，播种景观植物种子，常规管理修复。
优选地，步骤(1)所述破乳剂为自制破乳剂，破乳剂常温下呈白色粉末状，易溶于水和酸，al2o3质量分数为20-25％，10-15％的水溶液的ph为3-5。
优选地，所述破乳剂的添加量为稠油污泥质量的0.3-0.5％。
优选地，所述絮凝剂包括聚丙烯酰胺或聚合硫酸铁。
优选地，所述絮凝剂的添加量为稠油污泥质量的0.5-0.7％。
优选地，步骤(1)的加热温度为70-80℃，调节ph至5-6。
优选地，步骤(1)中加入破乳剂和絮凝剂后搅拌20-30分钟。
优选地，所述气浮除油中气流量为2.5-3m3·m-3·h-1，气浮时间为20分钟-30分钟。
优选地，所述景观植物包括三叶草、细叶芒、斑叶芒、水仙。
本发明公开了以下技术效果：
与现有技术相比，本发明采用化学、物理和生物方法相结合处理稠油污泥，含油污泥是一种油包水和水包油的乳化体系，本发明中的破乳剂可以有效破坏油水乳化体系，实现油水泥分层。首先将稠油污泥用3-5质量倍的水稀释，70-80℃加热状态下搅拌，加热可提高体系中分子运动，增加粒子碰撞频率，利于乳化体系脱稳，另外加热会降低油泥的粘度，利于后续破乳剂混合均匀发挥最大效应；气浮除油主要是一种物理处理，向油泥乳状液中曝入普通空气，让油泥乳化液中直径为0.25～25μm油粒从泥砂中脱落下来，主要是分散油和乳化油随着气泡到达乳状液表面，这一步的主要作用是进一步降低泥饼中的石油类物质，为后续的生物处理做准备；最后的生物处理就是利用植物的吸收降解，植物修复过程中土壤中的微生物与植物的根系发生共生作用，两者相互依赖。一方面石油类物质对植物的毒性非常大，由于根系的微生物对石油类物质的降解、代谢作用，使植物收到的毒害作用大大降低，植物分泌物对微生物提供基质和营养物质，降低了石油类物质对微生物的毒性。该工艺处理成本低，操作性强，处理过程中无废液排放，环保卫生，处理后的泥饼可以种植三叶草等景观植物，可有效实现稠油污泥资源化和无害化。
具体实施方式
现详细说明本发明的多种示例性实施方式，该详细说明不应认为是对本发明的限制，而应理解为是对本发明的某些方面、特性和实施方案的更详细的描述。
应理解本发明中所述的术语仅仅是为描述特别的实施方式，并非用于限制本发明。另外，对于本发明中的数值范围，应理解为还具体公开了该范围的上限和下限之间的每个中间值。在任何陈述值或陈述范围内的中间值以及任何其他陈述值或在所述范围内的中间值之间的每个较小的范围也包括在本发明内。这些较小范围的上限和下限可独立地包括或排除在范围内。
除非另有说明，否则本文使用的所有技术和科学术语具有本发明所述领域的常规技术人员通常理解的相同含义。虽然本发明仅描述了优选的方法和材料，但是在本发明的实施或测试中也可以使用与本文所述相似或等同的任何方法和材料。本说明书中提到的所有文献通过引用并入，用以公开和描述与所述文献相关的方法和/或材料。在与任何并入的文献冲突时，以本说明书的内容为准。
在不背离本发明的范围或精神的情况下，可对本发明说明书的具体实施方式做多种改进和变化，这对本领域技术人员而言是显而易见的。由本发明的说明书得到的其他实施方式对技术人员而言是显而易见得的。本发明说明书和实施例仅是示例性的。
关于本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等等，均为开放性的用语，即意指包含但不限于。
本发明所述自制破乳剂常温下呈白色粉末状，易溶于水和酸，al2o3质量分数为20-25％，10-15％的水溶液的ph为3-5。
实施例1
(1)稠油污泥取于东北某油田采油公司，稠油污泥含水率、含油率和泥沙含量分别为8.23％，41.32％和50.45％。称取50g稠油污泥于250ml烧杯中，加入200ml水稀释，加入硫酸调节ph为5，加入油泥质量分数0.7％自制破乳剂(al2o3质量分数为20％)，0.5％聚丙烯酰胺。搅拌升温80℃条件下缓慢搅拌分离25分钟。分离完成后静置分层，最上层浮油进入储油罐，下层水和泥沙进行离心机分离，离心液进一步进入气浮除油，泥饼进入植物修复，泥饼含油率为1.7％。
(2)气浮除油：化学分离的离心液经过换热系统成常温后进行气浮除油，气流量为以3m3·m-3·h-1，气浮时间为25分钟，除油结束后，上层浮油进入储油罐，下层液体循环用于化学分离中的稀释用水。
(3)植物修复：化学分离后的泥饼进行植物修复，将泥饼与常规土壤1:1混合均匀，播种三叶草种子，常规管理修复120天，完成后土壤含油率为0.36％。
实施例2
(1)稠油污泥取于东北某油田采油公司，稠油污泥含水率、含油率和泥沙含量分别为8.67％，39.65％和51.68％。称取50g稠油污泥于250ml烧杯中，加入200ml水稀释，加入硫酸调节ph为6，加入油泥质量分数0.6％自制破乳剂(al2o3质量分数为25％)，0.7％聚丙烯酰胺。搅拌升温75℃条件下缓慢搅拌分离30分钟。分离完成后静置分层，最上层浮油进入储油罐，下层水和泥沙进行离心机分离，离心液进一步进入气浮除油，泥饼进入植物修复，泥饼含油率为1.8％。
(2)气浮除油：化学分离的离心液经过换热系统成常温后进行气浮除油，气流量为以2.5m3·m-3·h-1，气浮时间为30分钟，除油结束后，上层浮油进入储油罐，下层液体循环用于化学分离中的稀释用水。
(3)植物修复：化学分离后的泥饼进行植物修复，将泥饼与常规土壤1:1混合均匀，播种三叶草种子，常规管理修复120天，完成后土壤含油率为0.40％。
实施例3
(1)稠油污泥取于东北某油田采油公司，稠油污泥含水率、含油率和泥沙含量分别为8.35％，42.21％和49.44％。称取50g稠油污泥于250ml烧杯中，加入200ml水稀释，加入硫酸调节ph为5，加入油泥质量分数0.7％自制破乳剂(al2o3质量分数为22％)，0.5％聚丙烯酰胺。搅拌升温80℃条件下缓慢搅拌分离25分钟。分离完成后静置分层，最上层浮油进入储油罐，下层水和泥沙进行离心机分离，离心液进一步进入气浮除油，泥饼进入植物修复，泥饼含油率为1.7％。
(2)气浮除油：化学分离的离心液经过换热系统成常温后进行气浮除油，气流量为以3m3·m-3·h-1，气浮时间为20分钟，除油结束后，上层浮油进入储油罐，下层液体循环用于化学分离中的稀释用水。
(3)植物修复：化学分离后的泥饼进行植物修复，将泥饼与常规土壤1:1混合均匀，播种细叶芒种子，常规管理修复120天，完成后土壤含油率为0.38％。
对比例4
(1)稠油污泥取于东北某油田采油公司，稠油污泥含水率、含油率和泥沙含量分别为8.47％，41.75％和49.78％。称取50g稠油污泥于250ml烧杯中，加入200ml水稀释，加入硫酸调节ph为6，加入油泥质量分数0.7％自制破乳剂(al2o3质量分数为25％)，0.6％聚丙烯酰胺。搅拌升温80℃条件下缓慢搅拌分离25分钟。分离完成后静置分层，最上层浮油进入储油罐，下层水和泥沙进行离心机分离，离心液进一步进入气浮除油，泥饼进入植物修复，泥饼含油率为1.7％。
(2)气浮除油：化学分离的离心液经过换热系统成常温后进行气浮除油，气流量为以2.5m3·m-3·h-1，气浮时间为25分钟，除油结束后，上层浮油进入储油罐，下层液体循环用于化学分离中的稀释用水。
(3)植物修复：化学分离后的泥饼进行植物修复，将泥饼与常规土壤1:1混合均匀，播种斑叶芒种子，常规管理修复120天，完成后土壤含油率为0.42％。
实施例5
(1)稠油污泥取于东北某油田采油公司，稠油污泥含水率、含油率和泥沙含量分别为8.09％，45.25％和46.66％。称取50g稠油污泥于250ml烧杯中，加入200ml水稀释，加入硫酸调节ph为5，加入油泥质量分数0.6％自制破乳剂(al2o3质量分数为22％)，0.6％聚丙烯酰胺。搅拌升温80℃条件下缓慢搅拌分离25分钟。分离完成后静置分层，最上层浮油进入储油罐，下层水和泥沙进行离心机分离，离心液进一步进入气浮除油，泥饼进入植物修复，泥饼含油率为1.7％。
(2)气浮除油：化学分离的离心液经过换热系统成常温后进行气浮除油，气流量为以3m3·m-3·h-1，气浮时间为25分钟，除油结束后，上层浮油进入储油罐，下层液体循环用于化学分离中的稀释用水。
(3)植物修复：化学分离后的泥饼进行植物修复，将泥饼与常规土壤1:1混合均匀，播种水仙种子，常规管理修复120天，完成后土壤含油率为0.41％。
上述实施例稠油污泥修复完成后，经过常规管理(常规浇水，施肥等)，完成后再取土壤进行含油率的测定，土壤含油率均低于0.5％，已经可以用于农用。
对比例
化学分离步骤同实施例1，区别仅在于，将步骤(1)中的自制破乳剂替换为十二烷基苯磺酸钠，化学分离结束后的泥饼含油率为11.9％。
对比例2
化学分离步骤同实施例2，区别仅在于，将步骤(1)中的自制破乳剂替换为氯化亚铁，化学分离结束后的泥饼含油率为10.5％。
对比例3
化学分离步骤同实施例3，区别仅在于，将步骤(1)中的自制破乳剂替换为聚乙烯醇，化学分离结束后的泥饼含油率为12.3％。
对比例4
化学分离步骤同实施例4，区别仅在于，将步骤(1)中的自制破乳剂替换为司盘-80，化学分离结束后的泥饼含油率为11.8％。
对比例5
化学分离步骤同实施例5，区别仅在于，将步骤(1)中的自制破乳剂替换为op-10，化学分离结束后的泥饼含油率为12.9％。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
技术特征：
1.一种稠油污泥的处理方法，其特征在于，包括化学分离、气浮除油和植物修复三个步骤，具体如下：
(1)化学分离：将稠油污泥用3-5质量倍的水稀释，加热状态下搅拌，调节ph，加入破乳剂和絮凝剂，搅拌，静置分层，上层浮油进入储油罐，下层水和泥沙进行分离，得到离心液和泥饼；
(2)气浮除油：步骤(1)的离心液进行气浮除油，除油结束后，上层浮油进入储油罐，下层液体循环后备用；
(3)植物修复：步骤(1)化学分离后的泥饼进行植物修复，播种景观植物种子，常规管理修复。
2.根据权利要求1所述的一种稠油污泥的处理方法，其特征在于，步骤(1)所述破乳剂为自制破乳剂，破乳剂常温下呈白色粉末状，易溶于水和酸，al2o3质量分数为20-25％，10-15％的水溶液的ph为3-5。
3.根据权利要求2所述的一种稠油污泥的处理方法，其特征在于，所述破乳剂的添加量为稠油污泥质量的0.5-0.7％。
4.根据权利要求1所述的一种稠油污泥的处理方法，其特征在于，所述絮凝剂包括聚丙烯酰胺或聚合硫酸铁。
5.根据权利要求4所述的一种稠油污泥的处理方法，其特征在于，所述絮凝剂的添加量为稠油污泥质量的0.5-0.7％。
6.根据权利要求1所述的一种稠油污泥的处理方法，其特征在于，步骤(1)的加热温度为70-80℃，调节ph至5-6。
7.根据权利要求1所述的一种稠油污泥的处理方法，其特征在于，步骤(1)中加入破乳剂和絮凝剂后搅拌20-30分钟。
8.根据权利要求1所述的一种稠油污泥的处理方法，其特征在于，所述气浮除油中气流量为2.5-3m3·m-3·h-1，气浮时间为20分钟-30分钟。
9.根据权利要求1所述的一种稠油污泥的处理方法，其特征在于，所述景观植物包括三叶草、细叶芒、斑叶芒、水仙。
技术总结
本发明公开了一种稠油污泥处理方法，属于稠油污泥无害化和资源化处理领域，包括：化学分离、气浮除油和植物修复，具体如下：将稠油污泥用水稀释后的混合液加热，加入硫酸调节pH，加入自制破乳剂和商品混凝剂，搅拌下进行化学分离，分离完成后静置分层，最上层浮油进入储油罐，下层水和泥沙进行离心机分离，离心液进一步进入气浮除油，泥饼进入植物修复。经过植物修复后的泥饼含油率低于0.5％。该方法采用化学、物理和生物法相结合处理稠油污泥，实现稠油污泥的资源化和无害化。
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