含油污泥是一种含有油、水、泥的半固体废弃物,伴随着石油生产的整个过程。含油污泥是危险废物,其对环境有巨大的危害性,回收石油不仅可以减少环境污染,而且还可以进行资源的二次利用。本文以新疆某油田不同种类的含油污泥为主要处理对象,采用非乳化清洗剂对其进行搅拌清洗脱油处理,使油泥分离,开展化学清洗过程影响因素及脱油机制研究。含油污泥中石油类组成的差异导致化学清洗的差异较大,本研究中TH-0的饱和分与芳香分总含量是53.66%,大于TH-1、TH-2和LN的饱和烃和芳香分之和,在同样的化学清洗条件下,处理后固相含油率为0.36%,小于TH-1、TH-2和LN的处理后含油率。元素分析结果也同样说明,O/C和(O+N)/C比其他三种含油污泥的值稍微偏小,则TH-0比其他三种污泥的极性和亲水性较微强,有利于化学清洗。针对优选的化学清洗剂,综合红外光谱分析、拉曼光谱分析和液相色谱-质谱联用分析表明,清洗剂中的主要组成,在功能方面有点类似于鼠李糖脂表面活性剂的结构,具有油、水两亲性,可以降低水表面张力,能够改变固相表面的润湿性。针对不同固液比、搅拌强度、清洗剂浓度、搅拌时间、反应温度以及固相粒径分布等条件,考察了影响含油污泥化学清洗的条件。针对清洗过程影响较大的温度、加药浓度、固液比、搅拌强度4个因素,基于正交设计进行工艺条件优化,结果表明:最佳处理工艺条件为:洗涤温度为65℃、搅拌强度为350r/min、最佳清洗药剂浓度为10g/L,在此最佳条件处理TH-0含油污泥之后测得的含油率为0.31%,并对正交过程的极差分析表明,各个因素中对污泥清洗效果的影响强度从大到小为:温度、加药浓度、固液比、搅拌强度。通过将清洗液进行混凝沉降处理后,能有效降低循环利用清洗液中的石油类含量,从而减少清洗液体系中残留的石油类被固相物重新吸附,清洗液经过处理后在7次循环利用的条件下,处理后固相的含油率不大于1.5%。采用GC-MS对清洗过程中石油类组成进行分析,含油污泥石油类组成复杂,含有几十种峰,而且还有许多杂峰。GC-MS谱图分析表明,水相中峰的数目较少,主要是分子质量较轻的成分。清洗剂洗出油相中烷烃峰较强,而且伴随着重质成分也较多。综合分析表明,在NY-1号清洗剂处理之后的,石油类并未通过乳化作用大量存在于水相中,其反应机理有可能是在清洗剂的作用下,改变油、固两相间界面性能,使得固相表面发生润湿翻转,变为亲水性表面,从而实现油、固两相的分离。通过界面接触测量系统对清洗时油、水、泥三相的界面行为进行分析,当NY-1号试剂的质量浓度为15g/L时,界面张力有最小值4.26mN/m。测定不同质量浓度的NY-1号试剂水溶液与页岩之间的接触角大小,当质量浓度为10g/L时,接触角有最大值为62.12°。NY-1号清洗剂与处理前塔河0号含油污泥之间的接触角较大,与处理后的含油污泥接触角明显变小。说明处理之后的油泥具有亲剂性,接触角逐渐变小。