申请日2008.12.26
公开(公告)日2010.06.30
IPC分类号C04B28/00; C04B14/06; C04B18/30
摘要
本发明涉及一种油田污水处理残渣的无害化处置，并利用其制作建筑材料的方法。本发明首先采用生物降解和物理预处理方法将油田污水处理残渣制成低含油的残渣干粉，后与与碎石子、沙子、水泥和特制的残渣固化剂按照残渣干粉30～50%、碎石子20～40%、沙子0～20%、水泥10～25%、残渣固化剂3～8%的重量比例充分混合，经过压制成型、养护固化、浸润处理和二次养护制成建筑材料，并将浸出水简单处理后回注，真正实现油田污水处理残渣的无害化处置与资源化利用。本发明残渣用量大，处置工艺简单，设备投资少、易于实施;生产的建筑材料强度高、无污染，不返霜，成本低，用途广，可应用于普通建筑墙体、围墙、人行道、井场道路、公路护坡、水利设施等工程。
权利要求书
1.一种油田污水处理残渣的处置与利用方法，其特征在于采用残渣生物、物理预处理→加入残渣固化剂→与碎石子、沙子和水泥混合陈化→压制成型→养护固化→浸润处理→自然干化→浸润水回注的残渣处置与利用工艺。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于对原油含量≥5%的油田污水处理残渣需要根据含油量加入0.1～0.3%的微生物菌剂对其进行生物物理预处理;而对原油含量≤5%的油田污水处理残渣，只需进行物理预处理即可。
3.根据权利要求1的方法，其特征在于残渣固化剂主要原料的重量配比是：磷铝酸盐10～30%、硫酸钙10～30%、氧化钙10～30%、碳酸盐0～20%、木质素磺酸盐0～10%、烷基苯磺酸钠0～10%。
4.根据权利要求1的方法，其特征在于残渣固化处置与利用的主要原料重量配比是：残渣干粉30～50%、碎石子20～40%、沙子0～20%、水泥10～25%、残渣固化剂3～8%。
5.根据权利要求1的方法，其特征在于产品压制成型并经过养护固化后再进行浸润处理，并将浸润水回注。
说明书
一种油田污水处理残渣的处置与利用方法
技术领域
本发明涉及一种油田污水处理残渣的无害化处置，并利用其制作免烧砖建筑砖的方法。
技术背景
污水处理是油田生产的一个重要环节，在此过程中产生的残渣由于成份复杂且产出量巨大，无法得到经济有效的处置与利用，各污水站被迫将压滤处理后的残渣运输到专门设置的残渣堆放场。随着残渣量的不断增加，堆放场地早已渣满为患。残渣长期露天堆放并经风干日晒，不仅引起周边空气的粉尘污染，而且遇到雨水冲淋后其中的可溶盐及少量有害物质常会随雨水流到场外，对附近的土壤、地表水和浅层水产生污染，加之部分油区残渣乱填、乱倒现象时有发生，残渣堆放引起的环境污染问题日益突出，已经严重影响到油田的正常生产和油区的生态环境。
尽管油田各污水站已经采用了低残渣油田污水处理技术，残渣产出量较过去有了大幅度下降。但是，由于油田污水中固有的杂质和有害粒子必须去除干净，才能保证处理后的注水水质全面稳定达标，因而依靠污水处理技术工艺改进来降降残渣产出量具有一定的局限性，污水处理残渣的产出与堆集数量的增加在所难免。据统计，中原油田目前拥有污水处理站13座，平均日处理污水近12×104m3，产出压滤后(含水约50%)的残渣近200m3，按干渣比重1.5g/cm3计算，每年产生的污水处理残渣达5.48×104t。
为了彻底解决污水处理残渣的处置问题，国内各大油田都相继开展了污水处理残渣处置与利用技术研究，并在利用油田污水处理残渣烧制石灰、铺路、固化处理、焙烧建筑砖、残渣回注、调剖、开发为橡胶填料剂等多项工艺技术研究和应用试验方面取得进展，特别是在焙烧建筑砖、残渣回注和开发为橡胶填料剂方面进行了试验应用，取得了一定效果。但是，由于油田污水处理残渣成份复杂且产出量巨大，上述技术工艺仍然存在着残渣处理量小、综合处理费用高、引起二次污染、甚至需要对残渣进行洗盐预处理等问题，使得残渣的最终处置及利用受到限制。
发明内容
本发明借鉴国内油田近年来大量污水处理残渣处置试验研究结果，综合国内外先进的污水处理残渣处置技术工艺，结合国内相关行业目前的产业政策和市场需求，在对油田污水处理残渣成份进一步分析认识的基础上，提出并公开了一种油田污水处理残渣的处置与利用方法，就是利用油田污水处理残渣固化技术生产免烧免蒸建筑砖，广泛应用于普通建筑墙体材料、各种围墙、小区人行道、油区井场道路、公路路边护坡、农田水利设施等建设工程，真正实现油田污水处理残渣的无害化处置与资源化利用。
本发明的基本思路是：首先采用生物和物理方法对油田污水处理残渣进行预处理，以降低其中的污油含量，并对其进行干燥粉化处理使其形态满足工艺要求，再通过经济合理的配方对其进行压制成型和养护固化，最后对其进行浸润处理和二次养护固化，最终通过检验并符合标准要求后成为合格的固化建筑材料产品。固化产物浸润处理后的浸出水经过处理后回注地层，真正使残渣处置形成一个密闭工艺而不产生任何二次污染。
为达到上述目的，本发明采用以下技术工艺：
1)将油田污水处理残渣分批摊置于经过硬化和防渗处理的平整场地，根据残渣中含油量的多少和处置需要选择性加入适当的微生物菌剂和培养基，在自然条件下对其进行生物降解，降低其中的油含量，并通过干燥和粉化处理，使其成为残渣干粉。
2)往残渣干粉中加入一定量的残渣固化剂，混合均匀后再按照一定的比例加入其它固化原料，并使用干法混料设备使其充分混合、陈化。
3)采用压制成型方式，将均匀混合陈化后的物料在固定的压力下压制成符合尺寸要求的建筑材料，并自然养护固化数天。
4)将经过养护固化的建筑材料放入定温度的清水中进行浸润处理，使其中没有固化的可溶性盐类和有机降解物质析出溶于水中，而后将建筑材料取出码垛整齐，在自然条件进行二次养护固化。
5)对固化产物浸润处理后的浸出水，泵入污水处理系统简单处理后回注地下，使整个工艺不产生二次污染。
本发明涉及的油田污水处理残渣处置与利用工艺流程见附图。
本发明的具体实施方法是：
1)油田污水处理残渣不仅包括油区多年堆集起来而没经处置的残渣，而且也包括污水站经过板框压滤处理后新产生的含水40～50%的残渣。对于原油含量≥5%的油田污水处理残渣，需要通过试验选择投加合适的微生物菌剂和培养基，促进原油降解以降低残渣中的原油含量。一般情况下，控制微生物菌剂的投加浓度为0.1～0.3%。对于原油含量≤5%的油田污水处理残渣，可不加微生物菌剂而只进行物理预处理即可。经过生物降解、干燥、粉化处理后的残渣干粉，其含水率应控制在3～10%，粒径达到1mm以内，确保残渣干粉性能稳定，容易与其它固化材料均匀混合。
2)利用油田污水处理残渣生产建筑用砖的主要原料包括：残渣干粉、碎石子、砂子、水泥和残渣固化剂等。为确保所生产建筑砖的强度和质量，节约生产成本，上述主要原料的重量配比应控制在：残渣干粉30～50%、碎石子20～40%、沙子0～20%、水泥10～25%、残渣固化剂3～8%。
3)上述残渣固化剂是根据油田污水处理残渣的组成成份和水泥固化机理专门研制的，是由复合无机盐、碱和表面活性剂按照一定比例充分混合而成的粉状固化剂。其组成原料的重量配比是：磷铝酸盐10～30%、硫酸钙10～30%、氧化钙10～30%、碳酸盐0～20%、木质素磺酸盐0～10%、烷基苯磺酸钠0～10%。实际生产中先将其与残渣干粉进行混配，再与其它的固化材料混合，并对混合物料进行拌匀处理和一定时间的陈化，使其满足固化处理的各项要求。
4)将混合均匀的物料加入到所需规格的模具中，在一定压力条件下压制成型，然后进行码垛，在自然条件下养护干燥固化20～30d，使其达到要求的强度。
6)5)将固化后的建筑砖放入60℃的清水中浸润处理24h，除去具中尚未固化的可溶性物质，确保其达到普通建材的各项指标要求。后取出码垛整齐，二次养护风干后即得成品建筑材料。对固化产物浸润处理后的浸出水，泵入污水处理系统简单处理后回注地下，使整个工艺不产生二次污染。
