生物油燃料的优缺点
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生物油燃料的优缺点范文第1篇
随着我国第三产业的发展，餐饮业作为龙头产业正在逐年加速发展，随之排放的餐饮废水也在逐年递增［1-2］。据国内几大城市对餐饮业排放污水污染指标检测的结果显示：BOD为300～400mg/L，SS为300～400mg/L，COD为1～4mg/L，油脂在150mg/L以上［3］。此类废水中成分复杂，悬浮物较多，既有较高浓度的动植物油，也有含量很高的有机物，未经处理直接排放到市政管网将引起较大的经济损失和危害人体健康。近年，由于大量有机能源浪费和全球可再生绿色能源危机的发生，合理利用可再生能源成为重要的发展趋势，餐饮废水中含有大量的有机物，将其预处理后与新兴的微生物燃料电池结合，不仅可以去除餐饮废水中的有机物，还可以产生电能。
1餐饮废水的特点
（1）餐饮废水中含脂肪类及动植物油居多，漂浮于水面的油，影响空气和水界面的氧交换，分散于水中的油可被微生物氧化分解，故油类不仅降低复氧速率，而且消耗水中的溶解氧，使水质恶化。若要利用废水中的有机物需对其进行预处理，使其不影响后续装置的运行。（2）餐饮废水的排放时间较集中，且流量变化较大。（3）餐饮营业场所较分散，且大多布置紧凑，空间狭小，可利用空间有限。（4）国内已研制出处理餐饮废水的一体化设备，可因处理能力有限，且一次性投资较大，许多餐饮店一般都不采用。
2餐饮废水的处理技术
根据餐饮废水的组成及污染物的性质，其主要处理任务是去除高浓度的动植物油、有机物及大量的悬浮物质。目前，我国对于餐饮废水处理的主要技术方法有混凝法、电化学法及生物处理法等。其中生物处理法又包括SBR法、厌氧-好氧联合工艺法、膜生物反应器法等。2.1SBR法SBR是序批式活性污泥处理系统的简称，是一种使用间歇曝气方式的活性污泥污水处理技术。蒙温婉等［4］选用SBR工艺，考察曝气时间、污泥沉降比及溶解氧对处理效果的影响，从而确定出该工艺的最佳运行条件。SBR法运行效果稳定，有较强的耐冲击能力，工艺简单，处理时间短、处理效果好，具有较好的脱氮除磷效果且维护管理方便，可以实现自动控制。SBR法对于流量时变化系数大和流量变化较大的餐饮废水来说是一种较好的选择。餐饮废水经SBR法处理后，出水水质一般能达到《污水综合排放标准（GB8978-1996）》二级排放标准。SBR法的不足之处是不能连续进水和出水，且单池造价相对较高。2.2厌氧-好氧联合工艺法对于COD含量常常大于1000mg/L的餐饮废水，可以考虑用厌氧-好氧联合工艺来处理，废水常见的工艺有：巴颠甫脱氮除磷工艺、水解酸化-缺氧-好氧联合工艺、厌氧-缺氧-好氧联合工艺等。这些工艺通常是先进行厌氧处理，去除废水中大部分溶解性有机物，并将大分子物质转化成小分子物质，再用好氧装置进行进一步降解，去除残余的含碳有机物质。赵锦辉等［5］采用厌氧—好氧填料床联合工艺处理餐饮废水中有机物、悬浮物、氨氮、磷素，当水力停留时间（HRT）为8h，即厌氧4h和好氧4h，进水流量为260L/d，工艺对CODCr的去除率可达到90%以上，其中出水CODCr、氨氮、S、磷酸盐指标均达到国家一级排放标。2.3膜生物反应器法膜生物反应器法是指把生物反应与膜分离相结合，利用膜作为分离介质代替常规重力沉淀固液分离获得出水，并能改变反应进程和提高反应效率的污水处理方法。此法是现代膜分离技术与生物技术有机结合的新型废水处理技术，膜分离技术大大提高了生物反应器的处理效率。MBR工艺的不利之处在于膜价格高，系统投资较大，膜易污染等。尹艳华等［6］在实验室内研究了膜生物反应器处理餐饮废水。此试验在长达近3个月的运行时间内，膜生物反应器法对餐饮废水处理效果较好，且运行稳定，出水不仅能达到《污水综合排放标准（GB8978-96》的一级标准，而且还可达到中水回用水质标准。
3微生物燃料电池处理餐饮废水
微生物燃料电池（MFC）是近年来新兴的一种产电和水处理结合的方法，其原理是利用微生物代谢活动将储存在有机物中的化学能直接转化为电能，产电的同时也能达到去除污废水中的有机物、净化水质的效果。微生物燃料电池利用污废水中的有机物，在处理污废水的同时产生电能，而且产电的整个过程不会产生任何污染环境的有害气体和液体，被看作是一种高效益、低能耗、清洁环保的新型废水处理工艺［7-9］。微生物燃料电池简单易操作，成本较其他产电装置低，其燃料的来源较广泛。樊立萍和苗晓慧［10］在研究不同电解液及污水稀释比条件下，双室MFC处理食堂餐饮废水的污水处理效果和产电性能，得到较好的适合MFC废水处理与同步产电的运行环境。当浓度为0.4mol/L的NaCl作为阴极电解液且在污水稀释比为2∶1的条件下，微生物燃料电池系统的产电量最大，稳态电流密度为8.8mA/m2。此时得到污水处理效果比较理想，且COD去除率为33.3%。
4结语
生物油燃料的优缺点范文第2篇
[关键词]柴油；脱氮精制；生物脱氮
中图分类号：TE624.55 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）48-0036-01
第1章 概述
1.1 柴油的组成
柴油属于石油炼制的大宗产品之一，广泛地用作柴油车、铁路内燃机车、船舶、大型发电机组]、重型车辆、船舶、工程和矿山机械燃料等。柴油机的热效率高，有节能、耐用、清洁、高效、维修费用低等优点，因此，我国柴油机车的比重也在不断增加。
1.2 国际柴油标准及我国标准的改革
尾气排放引起的环境污染问题促使世界各国对于车用燃料的标准日益严格，许多国家都制定了严格的环保法规，对于燃油的质量及汽车排放标准提高了统一标准的要求。
欧盟轻型柴油车排放标准及限值见表1-1。
1.3 柴油脱氮的意义
随着原油使用量的大量增加，燃烧尾气中 NOX已成为我国污染的重要来源，大城市污染情况尤为突出。NOX是导致大气污染的主要污染源之一。研究表明，NOX的产生量，主要取决于燃料的含氮量。因此，迫切需要对油品里碱性氮化合物的脱除进行研究。
除此之外，碱性氮化物还会导致油品的稳定性和安定性下降，所以对石油中的含氮化合物必须尽可能地加以脱除。
第2章 柴油脱氮技术
2.1 加氢脱氮及其应用
1. 加氢反应机理
加氢处理已经成为现代石油炼制工业重要的加工过程之一，并且是提升石油产品质量和生产优质石油产品及石油化工原料不可或缺的手段。先进的加氢工艺在清洁柴油生产中的应用越来越广泛[1]。
2. 溶剂脱氮―低压缓和加氢精制重油催化柴油
对于以重油催化为主的炼油厂，普遍存在加氢能力不足。为此，我们根据重油催化柴油的特点，提出溶剂脱氮―低压缓和加氢精制的加工路线，重油催化柴油采用溶剂脱氮―低压缓和加氢精制组合工艺，重油催化柴油硫、氮、胶质等杂质得到了很好的脱除，柴油的安定性和油品质量得到明显提高。。
3.络合脱氮―加氢精制工艺生产清洁柴油的研究
在劣质柴油中，氮化物主要是单环、双环、杂环含氮化合物，即吡啶、喹啉、吡咯、吲哚等。其中吡啶、喹啉及其衍生物属于碱性氮化物，优先脱除氮化物，可促进硫化物和芳烃的脱除。
2.2 非加氢脱氮
1.固相络合萃取脱氮
虽然加氢脱氮能有效地去除油品中的氮化合物，提高油品质量，但是由于加氢脱氮设备昂贵，且效率低，操作条件较为苛刻，所需的设备投资比较大，而且深度加氢使油品的品质变差，安定性下降，浅度加氢又会使脱氮率降低。因此非加氢脱氮成为目前研究的重点。非加氢脱氮主要包括固相络合萃取脱氮、酸碱脱氮、溶剂脱氮等。
2. 酸碱精制法
酸碱精制是根据这些杂原子类化合物多数呈酸性或碱性，利用酸碱中和的方法将其脱除[2]。酸碱精制具有设备简单、投资少等特点，但同样存在着污染环境、腐蚀设备等问题，并会产生酸碱渣，这些都限制了它的应用。
3.配合法脱氮
配合法脱氮工艺是基于Lewis酸碱理论。柴油中的含氮化合物中的氮原子具有孤对电子，电子给予体为Lewis碱，能与质子或其它Lewis酸结合成配合物。此工艺就是利用了这一特点，使氮化物从柴油中脱除。
4.吸附精制
吸附精制一般用比表面积大的极性物质，利用吸附原理对油品进行精制，改善油品质量。常用的吸附剂如白土、分子筛、硅胶、氧化铝、硅藻土等。
5.溶剂精制法
根据相似相溶原理，利用溶质在两种互不相溶或部分相溶的液体间分配性质的不同来实现液体混合物的分离或提纯。该技术的关键是选择合适的溶剂，适于粗原料的精制。
6.微波法脱氮
微波是频率大约在300MHz--300GHz，即波长在1--1000mm范围内的电磁波。微波加热可促进有机化学反应，使微波技术在有机化学反应中很快发展起来。
微波脱氮与常规脱氮相比，具有工艺过程简单、反应时间短、效率高等特点。
第3章 柴油脱氮技术展望
3.1 含氮柴油的加工问题
我国炼油企业在提高汽柴油质量方面，面临着改善城市环境质量及国际市场竞争两大挑战，即使是目前已开始执行的和即将要执行的国家汽柴油新标准，与清洁燃料的质量要求仍有较大差距。
今后国际原油资源中高硫原油是主要的资源，而我国很多的原油都属于高氮油。随着国际市场原油价格的提高，世界各国加快了劣质原油和非常规资源的开发力度，这给炼油工业的发展带来较大的影响。
3.2 柴油脱氮技术的前景
如何从高硫燃料中生产优质清洁低硫、低氮产品、提高石油的利用率、降低加工成本、改善生态环境是石化工作者新世纪面临的重要课题，具有极其重要的意义。
生物脱氮技术是近年来国际上令人关注的方向之一。石油中含氮化合物的微生物脱氮技术是一种有潜力的技术，目前国外对微生物脱氮的研究集中在石油中非碱性含氮化合物的降解，尤其是咔唑及其烷基衍生物的降解研究上，主要原因一是由于咔唑及其衍生物在石油氮化物中所占比例高，二是由于石油中的碱性含氮化合物较非碱性含氮化合物更易通过有机溶剂提取等方法去除，另外较之其他碱氮及非碱氮成分，咔唑被微生物降解的难度更大[3]。因此石油微生物脱有机氮研究一般选择以咔唑作为研究模式化合物。
除此之外，还有很多新的研究方法，例如：[（CH2CH3）3NH][HSO4]酸性离子液体，它有别于传统的非加氢脱氮溶剂，可以减少设备的腐蚀和含油污水的产生，有效缓和后续加氢精制操作条件，尤其在焦化柴油脱氮时体现出更好的性能；还有喹啉降解菌的分离鉴定在脱氮中的应用，喹啉是一种有毒、难生物降解的有机氮化合物，通过以喹啉为唯一氮源，富集培养筛选出19种能降解喹啉的菌株，通过喹啉降解实验筛选出降解喹啉较好的HY9菌株作为实验菌株，研究其对脱氮的有效作用，也具有一定的发展前景。
参考文献
[1] 许维清.先进的加氢工艺在清洁柴油生产中的应用[J].化工技术，2010，12：7-11.
生物油燃料的优缺点范文第3篇
【关键词】煤气站，酚水处理，煤气发生炉
中图分类号：TQ548文献标识码： A
发生炉煤气站含酚废水的治理一直是个行业内头痛的难题。难就难在尽管处理的办法分门别类，但是没有一个令人满意的方法。能够彻底处理酚水的方法却成本太高，如直接焚烧法、生化法。能够节约成本的处理方法却处理不够彻底或管理难度大，如蒸发法处理酚水。目前处理酚水既经济又彻底的方法就是陶瓷厂采用的调制水煤浆燃烧法。不论哪一种处理方法都存在着一个共性的问题，那就是处理酚水的有效性问题。
1 直接焚烧法
直接焚烧法是利用焚烧炉进行焚烧。其工作原理是将含酚污水在850℃以上的高温条件下，将酚分子结构破坏裂解、燃烧，最终生成二氧化碳和水蒸气，从而达到环保排放的要求。焚烧炉一般以煤气站自产的煤气和焦油作为燃料。焚烧1吨酚水需要近1200～1300立方发生炉煤气，成本在450～500元以上。
目前煤气站采用的酚水焚烧炉有两种，一种是直接燃烧的焚烧炉，其热效率极低，一般不超过20%。下表为直燃式焚烧炉焚烧酚水数据。No.1为卧式直燃式焚烧炉焚烧酚水的数据。No.2为立式酚水焚烧炉焚烧酚水数据。
焚烧炉焚烧酚水数据
两段炉煤气按1500kcal/Nm3计，换算成两段炉煤气，需要量 1.26～1.32Nm3/kg 酚水。
第二种是带换热器的余热回收的焚烧炉，换热器有助燃空气换热器和酚水预热器两种。第一级为气风换热，第二级为气水换热。通过换热器回收一部分热量。其热效率可提高30～40%。
近年来蓄热式换热技术应用领域越来越宽，为了提高焚烧炉的燃烧效率和热效率拟采用蓄热技术改造目前采用的焚烧炉。
蓄热式换热技术，利用耐火材料作蓄热体，交替地被高温废气加热储存热量。再将蓄热体蓄存的热量与热空气或煤气，使空气和煤气获得高温预热，达到废热回收的效能。由于蓄热体是周期性地加热、放热，为了保证炉膛加热的连续性，蓄热体必须成对设置。同时，要有换向装置完成蓄热体交替加热、放热。蓄热室的换向时间一般在 10～30分钟。蓄热室的废气排出温度为 300℃左右，比传统的焚烧炉的排烟温度降低200～500℃左右。热效率可提高到50%以上。它能最大限度地回收出炉废气的余热，大幅度地节约燃料、降低成本。
新型蓄热技术，一是采用小球状、蜂窝状、片状、短圆柱状等陶瓷质蓄热体，其比表面积比传统蓄热格子砖增大几十倍甚至几百倍，因而换热效率高，并减小了蓄热室体积；二是采用新型换向设备，使换向时间大大缩短，换向时间仅为0.5～3分钟。由于缩短了换向时间，大大降低了工业炉窑烟气的排放温度，排烟温度只有200℃或更低。新型蓄热室可以将空气或煤气预热到接近出炉废气温度，温度效率达到85％以上，热效率达到70％以上。
2 生化法
对含酚污水进行生化处理是培养微生物，并利用微生物将污水中的酚类有机物消化吸收分解成H2O和CO2的过程。该方法根据微生物的承载方式及供氧方式的不同又可分为曝气法、接触氧化法、生物转盘法及生物滤池法等。生化法对进入生化池的污水水质要求较为严格，污水中焦油及酚等有机物浓度不可超过微生物所能承受的浓度，否则，需要将污水稀释后才能进入生化池，这样便限制了处理水量。同时微生物驯化比较困难，进水浓度超标、环境温度不适宜，都很容易限制微生物的生存。由于条件要求严格致使其处理成本相当高。除大型煤气站外一般不采用此种方法。单单生化系统处理成本大约在110～120元/t。其中有酚水中有3～4%的泥沙等沉淀物需要焚烧，也会花费一定费用。
3蒸发法处理酚水
蒸发脱酚法是使含酚污水加热后，酚就随水蒸发而进入蒸汽中，含有一定酚的水蒸汽进入发生炉空气管道，然后渗入空气中作为气化剂。在炉内，氧化层内因高温且有氧存在的条件下，酚就氧化生成二氧化碳和水，最终达到脱酚的目的。
工艺流程：根据煤气炉所产酚水的性质及酚水中含焦油、灰尘等杂质的情况，酚水在酚水池中进行四级沉淀过滤。酚水中的泥沙、油污及灰尘杂质先在第一级沉淀池中沉淀及除油，经沉淀除油后的酚水到第二级酚水沉淀池，焦油到焦油池。经过二级沉淀池对酚水沉淀过滤后再进入第三级渗透过滤池，在第三级渗透过滤池中装入粒度均匀的灰渣或者钾长石对酚水进一步吸附过滤处理，酚水再从第三级渗透过滤池溢流到第四级沉淀池中，最后经第四级沉淀后到洁净酚水池。由泵将洁净酚水送到一级换热器，酚水将从30℃升温到60-80℃。预热后的酚水再进入列管换热器，利用450-550℃的高温煤气与酚水进行热交换，将酚水汽化产生蒸汽。汽化后的酚水蒸汽接到煤气炉的汽风混合室与空气进行混合，混合后作为气化剂进入煤气炉的氧化层，酚类有机物在1250℃左右的高温下发生分解或参与反应。
但此种蒸发脱酚方法对使用的水质有一定的限制，如污水中的高沸点的有机物、重质油等在此过程中都不易蒸发，当水体中悬浮物及总固体含量高时，在加热过程中由于水的蒸发，杂质浓度相应的上升，就会造成水管的结垢和堵塞，所以要加强日常的管理维护工作，定期清理，保证其运行效果。
此种方法在煤气炉行业中应用较多。其优点：
（1）节约能源及成本，提高了对能源的综合利用：在煤气发生炉的冷煤气工艺中，煤气净化部分需要尽量降低煤气温度，以有效地除去煤气中的杂质，而这部分热量在此前的工艺中大部分被浪费掉；而在炉底鼓风中，则需要掺和高温蒸汽提高温度和水分含量。这就形成了一对矛盾，一方面热量被浪费，一方面又需要补充热量，这就造成了能量流动的不合理。该技术能够在降低污染的前提下解决这个问题：工艺风在吸收部分含酚废水的热量和蒸汽后，只需补充部分蒸汽即可达到饱和空气的目的，而且比以前的高温蒸汽与空气直接混合更充分，效果更好。
（2）含酚废水封闭运行，最大限度的降低了对周围环境的污染。
（3）该技术充分利用煤气站的自产蒸汽和下段煤气显热对酚水进行处理，节能降耗，大大降低了煤气站运行费用，不排放，不泄露，达到了环保要求。
以上介绍的几种酚水处理方法，都能满足国家的环保要求。如有水煤浆做为燃料的，即可用焚烧法，将酚水直接掺入水煤浆中焚烧，投资较低操作方便，但味道较大，周围环境较差；如水源较紧张的地区和企业可利用物理生化法，此种方法酚水处理可达到排放标准或做为工业循环用水；蒸发法处理酚水优势较大，目前在行业内应用较广。总之这几种方法各有其优缺点，需要根据企业不同的自身情况进行合理选择。
参考文献
【1】贺永德：现代煤化工技术手册 化学工业2004/3。
【2】施永生，傅中见：煤加压气化废水处理 化学工业2001/05。
【3】寇公：煤碳气化工程 机械工业1992/07。
生物油燃料的优缺点范文第4篇
【关键词】 污泥 新技术 资源化
随着我国社会经济和城市化的发展，城市污水处理规模逐渐扩大，污水处理能力逐渐增加，污水处理所产生的污泥量也随之增加。由于污泥产量较大，性状粘稠，含有重金属和病原微生物等有害物质，如处理处置不当，会给环境带来严重的二次污染。据报道，2010年污泥产量达到3665万吨（以含水率80%计），用于对污泥处理的投入达到350亿。我国目前污泥处置的现状是70%以上弃置，20%填埋，其次是不到10%的污泥进行堆肥农用，少量进行污泥干化焚烧。污泥作为一种固体废弃物，已经成为继城市垃圾污染的第二大固体废物污染源。传统的污泥的主要处置方式有填埋、焚烧、排海、农用等。但是传统的处理方法也存在一些弊端，无法对污泥进行资源化利用，因此对污泥处理资源化利用新技术的研发具有重要的现实意义。
1 传统污泥处理技术
传统的污泥处理方法主要包括污泥堆肥、污泥干化、污泥焚烧和污泥填埋。但是，由于污泥组分复杂、重金属含量高、病原微生物含量多等特点，传统的污泥处理技术已经表现出其本身的局限性，随着国家对污泥处理处置技术的标准越来越高，传统技术已经不在适应社会发展的要求。其主要表现在以下几个方面。
1.1 污泥填埋
污泥填埋指的是污泥经过长期的物理、化学和生物作用使其达到稳定状态。污泥填埋分为单独填埋和混合填埋，在欧洲脱水污泥与城市垃圾混合填埋比较多，而在美国多数采用单独填埋。在我国主要是以混合填埋为主。实践表明，污泥填埋具有以下的缺点：（1）对污泥土力学性质要求比较高；（2）需要占用大面积的场地；（3）地基需做防渗处理以免污染地下水；（4）不可资源化利用。填埋目前仍然是我国污泥处置的重要方法之一。但是从长远看，污泥填埋是一种不可循环的最终处置方式，其应用比例将会逐渐减少，应用前景存在局限。
1.2 污泥焚烧
污泥焚烧指的是将污泥置入焚烧炉内，在过量空气加入情况下，进行完全焚烧， 使有机物全部碳化，最大限度地减小了污泥体积，使污泥最终处置极为便利。焚烧法有以下几个突出的优点：（1）可以大幅度减少污泥的体积和重量，同时焚烧灰可制成有用的产品；（2）处理速度快，不需长期堆积和储存；（3）污泥可就地焚烧，不需长距离运输，节约运费；（4）可以回收能量用于发电和供热。但是污泥焚烧也有其致命的缺点：（1）焚烧炉投资巨大、设备运转费用高；（2）装置复杂；（3）焚烧过程不容易控制，产生二恶英类剧毒物质。由于焚烧过程产生的剧毒位置难以控制，需要对烟气进行特殊处理，因此限制了其使用和发展。
1.3 污泥土地利用技术
污泥土地利用主要是将污泥用于堆肥农用、用于园艺绿化施肥、用于废弃矿场等地的土地改良等。堆肥主要是利用微生物的作用，将不稳定的有机质降解，转化为较稳定的有机质，并使挥发性物质含量降低，减少臭气的产生，污泥物理性状明显改善，便于储存、运输和使用。该技术主要考虑到污泥中含有丰富的的有机物和N、P、K等营养元素及植物所必须的各种微量元素Ca、Mg、Cu、Zn、Fe等，能够改良土壤结构，增加土壤肥力，促进作物的生长。但处理后的污泥产品含大量病原体、寄生虫、多氯联苯和二恶英，且产品的高含水率（30%～40%）可使病原体复活，同时污泥中也含有毒有害物，直接应用于农业会造成土壤以及水体的二次污染。故堆肥法不足以保证安全性。针对污泥土地利用这种方式的不良后果，欧美各国根据各自具体情况制定了严格的无害化技术标准及污泥农用重金属浓度标准，我国制定了《农用污泥中污染物控制标准》（GB4284-84）。由于未解决好污泥土地利用可能带来的重金属污染问题，所以污泥土地利用目前仍存在一定风险，在相关技术未成熟的情况下污泥土地利用还是有其局限性。
2 污泥处理处置新技术
污泥污所散发出的臭气、污泥所带病原菌、重金属、有毒物质等都严重威胁人类的健康。因此，因此迫切需要寻求新的、有效的污泥处置方法。现介绍几种新发展的污泥处置技术：
2.1 污泥低温热解制油技术
污泥低温热解制油技术指的是在300～500℃、常压（或高压） 和缺氧条件下，借助污泥中所含的硅酸铝和重金属（尤其是铜）的催化作用将污泥中的脂类和蛋白质转变成碳氢化合物，最终产物为油、碳、非冷凝气体和反应水。该技术的环境效益和资源化效益均是很可观的，主要表现在：（1）能有效控制重金属排放，特别是Hg、Ti，在灰烬和炭中来自污泥的重金属被钝化；（2）可回收易利用、易储藏的液体燃油，回收的液体燃油可提供700kW/t的净能量；（3）可破坏有机氯化物的生成，反应器中燃烧温度应维持尽可能低（
2.2 污泥熔化技术
针对污泥焚烧过程中存在的二次污染，科研工作者开发出了污泥熔化技术，该技术使污泥处于焚烧灰熔点温度（通常为1300～1800℃）之上燃烧，不仅可完全分解污泥中的有机物、杀灭病菌，同时所形成的熔渣密度比焚烧灰的高2/3，达到了灰渣大幅度减容的效果。污泥中的重金属因被固定在玻璃态的熔渣中而具有不熔出的活性，所以污泥熔化后的熔渣可用作建材。
2.3 污泥电弧等离子体处理技术
所谓污泥电弧等离子技术指的是在一个密闭的空间里，通过强大的电弧使空气电离产生等离子体，然后在另外一个缺氧密闭空间里面对垃圾进行加热，其温度可到16000℃，在无氧的条件下，垃圾中的无机物很快被玻璃化，最后产生的无害熔渣可作为建筑材料。污泥中的有机物被高温分解。在有氧条件下，分解能产生大量的二氧化碳；若在无氧的条件下，固体废料中的有机物就会转化为氢气和一氧化碳的混和物，这种混合物，可以像天燃气一样作为一般汽轮引擎的能源，其中的氢气进一步纯化分离，则可以作为单独的燃料。对这种气体混合物作进一步的处理，降低其中污染物质的含量，如氮化物和二氧（杂）芑等直接进入涡轮机或释放到大气层中。由于该技术能把污泥转化为能源同时降低污染物的含量，因此有很大的发展前景。
2.4 污泥超声波处理技术
超声波可以分解生物固体， 改善膨胀活性污泥絮体沉降性， 提高脱水能力。经过超声处理的污泥消化时间减少，比容积消化率提高，生物产气量增加，并且超声反应器可以与其它污泥处理工艺任意组合，具有广阔的应用前景。
2.5 污泥水解热干化技术
污泥水热干化技术通过将污泥加热，在一定温度和压力下使污泥中的粘性有机物水解，破坏污泥的胶体结构，可以同时改善脱水性能和厌氧消化性能。随水热反应温度和压力的增加，颗粒碰撞增大，颗粒间的碰撞导致了胶体结构的破坏，使束缚水和固体颗粒分离。经过水热处理的污泥在不添加絮凝剂的情况下机械脱水的含水率大幅度降低。污泥的水解宏观上表现为挥发性悬浮固体浓度减少和COD、BOD以及氨氮等浓度增加。水热干化技术采用浆化反应器，通过闪蒸乏汽返混预热浆化、蒸汽与机械协同搅拌，提高了系统的处理效率；在水热反应器中，采用蒸汽逆向流直接混合加热的方式，强化了传质传热过程，可以避免局部过热结焦碳化；在连续闪蒸反应器中，实现了系统能量的有效回收。
2.6 污泥制活性炭技术
活性炭是以含碳物质为原料，经过高温碳化活化后制成的。污泥具备制造活性炭的客观条件，制备活性炭的路径是先对污泥炭化，然后活化。所以污泥制活性炭的主要研究问题是最佳炭化、活化条件以及提高质量、降低成本等。目前，污泥炭化方式除了传统的高温炭化外，也有用工业废弃的硫酸来催化炭化的，污泥活化方式以高温水蒸气物理活化和ZnCl2化学活化为主。由于最佳碳化、活化条件难以控制，所制作出来的活性炭不如商品活性炭，但在一些消耗炭的气体净化场合，其应用比传统的活性炭更经济。而且，污泥活性炭如果不再生，可以考虑烧掉，同时可固化其中的重金属，因此有一定的应用前景。
2.7 超临界水氧化技术
超临界水氧化（ Supercritical Water Oxidation，简称SCWO） 技术是在水的温度和压力均高于其临界温度TC（374.3℃）和临界压力PC（22.05MPa）时，以超临界水作为反应介质与溶解于污泥中的有机物发生强烈的氧化反应，使有机物最后被氧化成无毒小分子化合物的过程。超临界水能与空气、氧气和有机物以任意比混溶形成均一相，即气液的相界面消失，也就消除了相间的传质阻力，反应速度不再受氧的传质控制，因此加快了反应速度而缩短了反应时间，大多数有机物在几分钟之内去除率可达99.99%，有些有机物在1min的时间内去除率就可达99.99%。由于超临界水氧化技术充分利用了超临界水所具有的特性，所以具有其他有机废水处理技术无可比拟的优越性：效率高、处理彻底、反应速度快、反应容器小、无二次污染，且当有机物含量大于2%时就可完全自热，不需外加热量。超临界水氧化技术虽然具有诸多优点，但是它的反应条件要求苛刻（高温、高压），投资大，且其反应机理、反应动力学等还有待于深入研究。
3 结语
随着经济的不断发展， 世界各国的污泥排放将大大的增加， 污泥处置也将成为全球关注的重大环境问题。污泥的处理处置应从环境污染、卫生安全和经济效益等多方面综合考虑。具备能源回收利用的污泥处理新技术在污泥处理处置中发挥着不可替代的作用。虽然这些技术目前还存在一些待解决的问题，但应用前景却十分光明。
参考文献：
[1]朱书景，薛改凤，张垒.污泥处理技术与发展趋势[J].武钢技术，2010，48（3）：1-3.
[2]韩晓芳，顾建新，李燕.污泥处置现状及新技术探讨[J].国外建材科技，2006，27（5）：43-47.
[3]昝元峰，王树众，沈林华，段百齐，林宗虎.污泥处理技术的新进展[J].中国给水排水，2004， 20（6）：25-29.
生物油燃料的优缺点范文第5篇
【关键词】钻井液；岩屑；固体废物；无害化
1.钻井固体废物的形成
石油钻井是油、气勘探开发的重要手段，石油工业中所钻井一般为几百米到几千米深的圆柱形井眼。石油钻井生产具有野外、流动、独立施工的特点。在钻进过程中，需不断循环钻井液以免造成井下事故。钻井液（或钻井流体）俗称泥浆，是钻探油、气井的工作液，是用各种原材料和化学添加剂配制成的一种流体，钻井液通过地面与井下循环，及时把破碎的钻屑带到地面上来，保证钻井过程的连续进行，并保障井下安全，保护油气层及取全取准各项工程地质资料。从井眼返回的钻井液经振动筛过滤，除砂器和除泥器分离出地层钻屑和泥、砂后重新循环使用。分离出的地层钻屑和泥、砂以及少量钻井液流入钻井废液储存坑或罐中。另外，钻井完成后井场上的泥浆槽内的及从井筒排出的钻井液，虽然可以经过性能调整后继续使用，但不能重复使用的常常被排入储存坑或罐中而成为废弃钻井液，经分离后的固相即形成钻井固体废物。
2.钻井固体废物中主要污染物及环境危害
钻井固体废物中主要污染物为废弃钻井液和岩屑，钻井过程对环境产生的影响中，废弃钻井液的污染问题比较突出，很多国家对废弃钻井液的处理作了严格规定，使得治理废弃钻井液成为非常重要的任务[1]。废弃钻井液的性质主要受钻井液的组分以及所使用的化学处理剂种类所影响，其对周围的环境影响主要由钻井液中的有机和无机化学添加剂造成的。由于井深、地质条件以及井型的差异，钻井过程中所使用的钻井液类型、性质及用量差异很大，对环境的影响也有很大差异。其中，以深井钻井液和油基钻井液具有化学添加剂用量大、有毒、有害的物质含量高而对环境的污染最大，这些是钻井施工过程污染治理的重点。钻井岩屑主要是指钻井过程中钻头破坏地层，由钻井液携带出地面的地层岩屑。钻井岩屑对环境造成污染的主要是附着于其上的钻井液、石油类物质以及地层的可溶性重金属离子。
陆上钻井完井后，钻井固体废物堆放在储存坑或罐中，存在引起地表水和地下水污染、危及周围农田和水生生物的生长[2]。
3.目前主要处理措施
目前，常用的钻井固体废物处理技术主要有以下几种：
3.1固化处理技术
即向钻井固体废物中加入固化剂，使其固化为固体类，原地或集中填埋或用作建筑材料等。该方法能显著降低钻井液中金属离子和有机质对土壤的沥滤程度，从而减少对环境的影响和危害，回填还耕也比较容易。该技术目前应用较多，技术上比较成熟。
3.2固液分离填理技术
钻井固体废物的含水率一般在80%～90%，可以考虑固液分离后对沉积固相固化处理。选用有效的絮凝剂使废钻井液体系最大程度脱水，分离出的泥饼固相最高可达50%～60%，使钻井固体废物体积大幅度缩小，然后进行填埋处理。
3.3回注法
有些毒性较大又难以处理的废弃钻井液可以通过回注法处理。回注方法有2种：一是注入非渗透性地层；二是注入地层或井眼环形空间，该方法对地层有严格要求，深度必须大于600m。
3.4填埋冷冻法
在比较寒冷的地方，废弃钻井液和钻屑可以注入冻土层，将这些固体废物永久地冷冻在冻土层中，这样就不会发生迁移造成环境的污染。
3.5回填法
钻井固体废物在储存坑内通过沉降分离，上部清液达到环保标准后可以直接排放，或者直接收集集中处理。剩余部分经干燥后在坑内就地填埋，要求顶部土层厚度为1.0～1.5m，然后恢复地貌。是一种处理低毒和无毒废弃钻井液的好方法。但不能用于较大毒性的废弃钻井液处理。
3.6坑内密封法
是一种处理钻井固体废物的特殊的填埋方法。在坑的底部和四周铺一层有机土，然后在其上面铺一层塑料垫层，再盖一层有机土；也可以在底部和四周加固化层，以防渗漏。再将基本干燥的钻井固体废物填充在池内，上表面覆盖密封，然后恢复地貌。主要针对毒性较大的钻井液处理。该法必须保证密封严实，不能漏失。
3.7回收再利用法
油基、酯基及合成基钻井液使用后，可回收其基液后再用于其它井作为钻井液的基液或作为燃料等其它用途；钻井固体废物可用作水泥原材料，用于制免烧砖等[3]；废弃钻井液和钻井泥浆转化为水泥浆技术（MTC技术）等。
3.8焚烧法
对部分含油或有机物较高的钻井固体废物，可以采取焚烧的方法去除其中可燃性物质，但对重金属等污染物无法去除，同时要求在钻井过程中需对钻井固体废物分类存放。
4.措施建议
在油、气田开发过程中，钻井固体废物的产生量比较大，不同的钻井固体废物污染物种类和含量差别也非常大。目前常用的各类处理方法各有优缺点，应该说均没有彻底解决钻井固体废物污染或占地问题。与目前采用的许多污染处理措施类似，存在污染物转移或隐患等问题。如固化填埋将占用大量的土地，回注存在地下水层污染等。
根据固体废物处理和处置的一般原则，控制钻井固体废物对环境的污染，应从源头入手，从原料使用、工艺技术改进、提高循环利用率和强化钻后治理等全流程入手，实现钻井固体废物的减量化、资源化和无害化。同时，要进一步提高勘探开发水平，提高钻井成功率，并提高单井控制面积，以达到“钻尽量少的井，产尽量多的油气”的目的。另外，在标准制定和监督管理方面，需继续加大力度，实现“有法有依、违法必究”。
4.1加强钻井液技术攻关，强化原料监控
钻井固体废物对环境的危害性差别很大，钻井固体废物的污染物主要来源于钻井液配制过程中加入的各类添加剂和含油层岩屑。因此，积极开发并尽量选用低污染或无污染钻井液及添加剂，是从根本上治理钻井污染的首要措施。20世纪90年代以来，为了减轻钻井废弃物对环境的污染，国外和国内一些公司逐步推广使用对环境友好的钻井完井液和添加剂，如甲酸盐钻井完井液、多元醇水基钻井液体系、硅酸盐钻井液、甲基葡萄酐钻井液、合成基钻井液、油基钻井液替代物等，以代替油基钻井液和沥青类防塌剂[4]；包括研制各种新型低毒无害的化学添加剂，以替代传统的化学添加剂。
4.2加强钻井新技术、新工艺研发和推广运用，降低钻井固体废物产生量
钻井液的污染大小与毒性物质有关，也跟固体废物产生量大小有关。因此，在加强添加剂使用控制的同时，应采取措施，控制钻井固体废物产生量。经过多年研究，目前已开发出小井眼井、使用少量钻井液、套管钻井等新的钻井技术，取得了较好的效果。
（1）小井眼钻井工艺
采用小井眼钻井工艺，可大幅度降低钻井费用（降低30%～75%）和最大限度地降低钻井固体废物产生量，减轻对环境的污染及不良影响。据统计，小眼井钻井技术在松南地区应用后钻井成本可降低39%，在川西地区应用后钻井成本可降低49%，在减少环境污染的情况下基本不影响产能，因而切实可行、值得推广。法国FORASOL公司开发的小井眼钻机，只需井场面积850m2，钻至3500m深度，总岩屑量可控制在88m3左右。
（2）使用少量钻井液技术
使用少量钻井液技术主要有气体钻井技术、清水钻井技术等。
气体钻井：在选定的地层中，可以使用空气或其他气体通过钻井系统循环作为钻井液来进行钻井。美国能源部（1999年）描述了四种不同类型的气体钻井：空气颗粒钻井、空气喷雾钻井、泡沫钻井和充气泥浆钻井。所有这些都依靠气体或气体和泥浆的混合物提升钻屑到地面。气体钻井不需要和传统钻井一样的地面大储存池。因而，这种钻井技术可以在环境敏感地区使用。
钻井液的选择能够影响整个钻井液用量和岩屑产生量。合成基泥浆比水基泥浆钻的井眼干净，掉块较少，产生较少的钻井岩屑体积，合成基泥浆可以被最大程度的循环使用。
（3）套管钻井技术
套管钻井是在钻井过程中，直接采用套管（取代传统的钻杆）向井下传递机械能量和水力能量，井下钻具组合接在套管柱下面，边钻进边下套管，完钻后作钻柱用的套管留在井内作完井用。井下工具可从套管内下入和收回，省去了起下钻，从而可减少井控事故。套管钻井的优点是：钻机和作业效率高、事故少，燃料消耗低；泥浆从套管和井壁之间的环形空间返回时，由于环空面积减小，提高了上返速度，改善了钻屑的携出状况；通过缩小井眼直径可减少泥浆和水泥的用量和费用。
4.3提高钻井液循环利用率，减少排放量
钻井液是钻井工作液，具有控制地面压力、钻头、稳定井眼和携带岩屑返回地面以及其他的功能。使用后返回地面的钻井液中携带着大量岩屑。若循环利用，固相必须从钻井液中分离出来。目前常用震动筛实现钻井液与岩屑的分离，但采用此种方法分离出的岩屑被大量的钻井液所包裹，包裹岩屑的钻井液的体积和岩屑的体积大体相当。如果通过震动筛收集的固相仍旧被许多泥浆所包裹，那么他们就不适合于进一步的重新使用和进行下一步的处置；如果用过的钻井液有收集的价值，就应尽可能多的收集，固相使用高重力分离干燥震动筛、立式或卧式旋转岩屑干燥器、螺旋式压榨机或离心分离机做进一步的处理。岩屑干燥器回收使用额外的钻井液并产生干燥的粉末状岩屑。
使用高效振动筛以及高速离心机可大大提高钻井液中固相物质的去除率。从经济角度分析，提高固控效率，可减少钻井液稀释和废弃钻井液处理所用的资金。现场测定表明，若固相控制系统的处理效率从0提高到5%，则含量4%的低密度固体可减少5/6，从而减少钻井废弃物的量。在现场应用中，应注意回收的不同类型钻井液的相互调配，先期开钻井回收的钻井液可用于后期开钻、对钻井液要求相对低一些的层位。
4.4针对不同钻井液，做好钻后分类治理
不同层位产生的钻井固体废物，其污染程度相差较大。如采用气体钻井和清水钻井的非油层废弃泥浆和岩屑，其对环境基本没有污染，可直接按一般固体废物处理。其他层位，则根据钻井液成份和岩屑是否含油，分别采取不同措施进行无害化处理。因此，要求钻井施工过程中，根据污染特性，对钻井固体废物分类存放和处理。应改变目前的混合存放、统一处理的粗放式作法。如针对有机物含量较高、毒性相对较小的钻井液，可考虑喷洒于非食用土地或林场，并适当翻耕；对地层渗透率高的区块，可考虑回注地层的处理措施；对含油高的钻井固废，应采取清洗、离心分离等措施，回收其中油类物质或考虑焚烧处理措施，充分利用其热值。以上措施均不适合的，可采取固化后按规定填埋。不论采取何种措施，均需先分类存放，再采取脱水措施，只对毒性和危害性较大的部分，采取针对性措施进行处理。
4.5加强环境监督管理，确保各项措施落实到位
目前，我国将钻井废物列入危险废物目录中，属含废矿物油危废，编号HW07100208。钻井废物产生量大，如全部按危险废物处理，企业将无法承担，而且也没有必要。但我国目前无达标控制标准，在实际进行无害化处理过程中不好掌握。因为含废矿物油的固体废物与含重金属等危害物质的固体废物不同，矿物油易通过焚烧、清洗等方式去除。因此，建议主管部门抓紧出台控制标准，明确处理到什么程度即可归于普通废物，以做到有法有依，提高企业无害化处理的积极性。
同时，要加强生产过程中环境监督管理。首先，要在钻井设计和环评过程中，把好钻井设计和环评关，确保尽量减少毒害性大的钻井液材料，并优先选用产生钻井固废量小的工艺和技术。其次，要加强钻井过程管理，合理调整钻井液性能，避免钻井液频繁的稀释和反复加药，降低钻井液量和药品量，从而降低完井后的废弃钻井液处理量；减少起下钻、接单根时的钻井液喷溅，调整适宜的钻井液性能，坚持使用防喷盒；对不同层位、毒害性不同的钻井废物要分开存放、分开处置，设置专门的储砂坑堆放钻屑，不要把钻屑冲入废水池中，或取消大循环池。最后，在钻井施工完井后，对剩余的钻井液组织回收利用；对不同钻井废物，采取不同的处理方式，对含油废物进行无害化处理，对不含油的钻井废物，可按一般固体废物处理。
参考文献
[1]何纶，樊世忠.钻井完井液废弃物处理实用技术.江苏：中国矿业大学出版社，2006.
[2]鄢捷年.钻井液工艺学.山东：石油大学出版社，2001.
