油田土壤保護新技術
時間:2017-10-12 17:05
來源:
作者:胡贊同 王志強
油氣開采和加工產生的生態環境破壞是相當嚴重的。石油產品是主要的污染源,它們對環境污染的強度,直接與油氣產量和加工處理量的增長有關。
因此,必須對采油企業的環保問題給予足夠的重視 ,并采取切實可行的有效措施,提高環保質量,保護人們的生存環境。石油產生的生態問題石油工業產生的生態問題取決于幾個因素:采出的地層流體的特殊組分和性質;采用的油氣開采、集輸和處理工藝;采油區的生態氣候、地形和地球化學等自然條件特點。此外,還在極大程度上取決于石油公司采取的環境保護措施。導致環境污染的最高危險性,是采油企業的潛在污染源,如數以萬計的油水井、油氣水管道、原油處理裝置、天然氣聯合處理裝置、天然氣廠、石油氣利用裝置。各礦場的故障次數,直接與油田規模、該區域相應的開發單元總數、開發年限和單位礦場面積的污染源密度有關,包括礦場間管線的多次小型破 裂 的 故 障 總 數。 故 障 的 主 要 原因——金屬腐蝕、設施機械破壞、建筑物報廢和生產工藝破壞導致的井漏、原油初加工點的儲油容器和石油管線故障。
清除土壤和水體原油污染采 用 微 生 物 方 法 清 除 土 壤 和水體污染的主要優點,是高度的生態安全性和有效性。因為采用烴類氧化微生物學方法,可強化土壤和水體污染的自清除過程。但是原油復雜的化學成分,會不同程度地制約微生物的作用。因此,在開發微生 物 工 藝 時, 有 效 的 菌 株 - 分 散劑、微生物群落及其生命活性的選擇非常重要。目前俄羅斯采用微生物工藝清除土壤污染,已成功地將春夏季的土壤含油飽和度下降了33~75%。這時土壤中的烴類氧化微生物的數量增加了 4~5 個數量級,可氧化和局部降解石油產品的去硝化菌的數量,也增加了 1~4 個數量級。
石油和石油產品的生物降解,會使水溶性微生物新陳代謝產物的含量升高,采用無機肥料和有機添加劑可隨心所欲地加快這種生物降解過程。探尋原油的強化化學降解方法,就是合理選擇化學或生物降解 劑, 或 可 催 化 降 解 過 程 的 化 合物。多環芳香烴就是這類化合物,它可穩定原油的降解過程,只是它對人體有害。將吸附劑與微生物方法相結合,是清除土壤和水面原油污染的有效工藝。其中具有高吸收能力和生態安全性的吸附劑,已在原油輸送管道中廣泛應用。其主要優點是具有高吸油能力和低吸水能力。利用吸附劑清除原油污染可以回收原油,并且價格低廉。目前工業應用的有機吸附劑具有極高的吸附能力——由 4.17g/g(滌綸無紡材 料) 到 46.31g/g( 合 成 纖 維 材料),而植物吸附劑的吸油能力較低,由鋸末的 1.72g/g 到活性泥煤的 17.71g/g,但其生態安全性較有機吸附劑好。
當土壤和水體的污染較嚴重時,生態和經濟合理的清除污染方案,是將化學、物理化學和微生物方法相結合,開發和采用清除土壤和水體石油和石油產品污染的綜合方法?;厥帐陀倌嗟奈⑸锓椒ㄊ陀倌嗟亩逊e,在世界各國的產油區都普遍存在,其原因是回收和利用比較困難。近年來雖然廣泛采用了各種由其中回收烴類原料的工藝,但仍然不能完全解決石油淤泥的回收問題。必須采用經濟上可行和環境污染最小的綜合技術,來處理石油淤泥這種有機和無機化合物的復合體。由于化學、物理和生物學因素等的影響,目前將石油淤泥完全綜合利用,仍存在一些困難??上驳氖?,隨著微生物學研究的不斷深入和基因工程的飛速發展,人們可定向作用于石油重質餾分的微生物來分解這種活性淤泥,強化石油淤泥的微生物分解。可以預期,在不久的將來,人們一定可以采用高效的生態安全的微生物處理工藝,將石油淤泥變廢為寶,為環境保護做出更大貢獻。含纖維素基質清除原油污染實驗表明,烘干的造紙工業廢料粉末可提高土壤的再生速率和氧化烴類微生物的數量,降低烴類對植物和土壤微生物的毒性。該種由含纖維素基質和糖 - 無機添加劑組成的生物預防劑,可形成絮片尺寸為 3~1,000 微米的棉絮狀結構。將其添加到石油污染土壤或含油基質內,可改善其氣體交換過程,是一種極好的松散劑。對它進行的的微生物分析表明,其中的主要石油酸化微生物是假單胞菌、桿菌素、土壤細菌類、硫酸鹽還原菌和念珠菌等 10 種。
在含纖維素基質作用 5 天后,原油的黏度就下降了 30%。這是一個有利因素,因石油進入土壤后其黏度升高,可破壞土壤的氣體交換過程。此外,對含纖微素基質的吸附性能研究表明,因其中存在高分子微生物(纖維素和木質素),它具有較高的容油能力和吸油能力。在室內研究過程中,研究了土壤和石油渣的殘余油含量變化。對含油物體施用含纖維素基質第 30 天后,就發現其殘余油含量明顯下降。將含纖維素基質施用到土壤和石油渣中,其殘余石油含量下降了 22%。并且, 含纖維素基質的孵化期越長,烴類污染物中的殘余石油產品含量越低。