海上平台采油污水石油烃类物质的脱除

第32卷第3期2014年5月石化技术与应用PetrochemicalTechnology＆ApplicationVol．32No．3May2014环境工程(245～247)海上平台采油污水石油烃类物质的脱除岑卓伦，赵基钢，沈本贤(华东理工大学化学工程联合国家重点实验室，上海200237)摘要:分别采用离心沉降法、生物降解法和化学絮凝法，脱除海上钻井平台采油污水中质量浓度为4633mg/L的石油烃类物质(TPH)。结果表明，随着生物降解时间的延长，TPH质量浓度降低;当前者达到48h时，后者变化趋于稳定，此时TPH脱除率为93．7%。UBD菌种降解的高效期为12～48h。在离心加速度为43022m/s2的条件下，随离心沉降时间的延长，TPH质量浓度降低;离心沉降50min后，TPH脱除率达到95．5%。以硫酸铝为絮凝剂，采用化学絮凝法处理采油污水，12h后TPH脱除率达到96．7%。关键词:海上平台;采油污水;石油烃类物质;离心沉降;化学絮凝;生物降解中图分类号:TE622．1+1文献标识码:B文章编号:1009－0045(2014)03－0245－03随着石油开采量不断加大，陆地油田大都进入了高含水期，开发难度及成本不断提高。这种局面使得海上油田的勘探开发技术得到了快速发展，大量的海上石油开发平台得到应用。与陆地采油一样，海上采油同样会产生大量的污水，即便是在开采初期，亦是如此［1－2］。其中，石油烃类物质(TPH)已成为我国海水的主要污染源之一，严重威胁了海洋生态环境［3－4］。由于海上采油平台具有空间小，污水TPH质量浓度高，处理停留时间短等特点，因此在采油平台的总体设计中，污水处理系统的设计是技术难点。GB4814—2008规定，在三级海域海洋石油开采过程中，排放污水中的TPH质量浓度为45mg/L。本工作以渤海中海油绥中作业区CEPK平台采油污水为研究对象，采用不同处理方法，对其中TPH的脱除效果进行了研究，为海上采油平台污水处理设计提供了理论依据。1实验部分①1．1原材料采油污水来源于渤海中海油绥中作业区CEPK采油平台，经刮板除去浮油后，污水中Cl－，TPH，CODCr及固体悬浮物质量浓度依次为6458，4633，17332，55mg/L，且pH值为6．3。实验所用化学试剂均购自国药集团化学试剂有限公司。生物降解所用UBD菌富集于被石油污染的土壤中，为略带淡黄色的透明液体。经过耐氯驯化培养，使其更适宜在采油污水中生长繁殖，密度略小于水，不存在二次环境污染问题［5－8］。1．2实验方法分别采用离心沉降法、化学絮凝法和生物降解法对采油污水进行TPH脱除效果考察。其中，后者采用室温下连续曝气方式，加入体积浓度为5000μL/L的经耐氯驯化后的UBD菌(为好氧菌)，对采油污水进行间歇式降解处理，实验装置如图1所示。1—反应器;2—曝气板;3—加热器;4—温度控制器;5—空气泵图1间歇式生物降解流程收稿日期:2014－01－15;修回日期:2014－02－24作者简介:岑卓伦(1988—)，男，辽宁沈阳人，硕士研究生。已发表论文1篇。1．3分析方法及仪器在上海亚研电子科技有限公司制造的UV1900PPC型紫外分光光度计上，根据紫外分光光度法［9］测定处理前后污水中的TPH质量浓度。2结果与讨论2．1生物降解由图2可知，随着生物降解时间的延长，TPH质量浓度降低;当前者达到48h时，后者变化趋于稳定，此时TPH脱除率为93．7%，说明UBD菌种能够较好地将采油污水中TPH大分子有机物作为自身的营养物质。微生物通过新陈代谢，使有机物经过一系列生化反应，降解为CO2，H2O等无机物，从而实现无害化处理，并且不会造成二次污染。但由于菌种的新陈代谢是相对漫长的生化过程，处理周期较长，因此在曝气降解12h后，TPH脱除率仍低于50%。此外，经过48h以后，TPH脱除率增加不再明显。由此可知，菌种降解的高效期为12～48h。图2生物降解时间对TPH脱除效果的影响随着生物降解时间的延长，菌种得到大量繁殖而营养底物消耗殆尽，菌种由生长期进入衰亡期，造成活性菌数量锐减，同时水中剩余能够被细菌分解吸收的成分越来越少，处理效率不断降低;在降解过程中，某些代谢产物的不断积累会抑制菌种自身的繁殖，使其降解能力减弱。由此可知，对于初始TPH过高的采油污水，采用单一生物降解法无法达到排放标准，且降解所需时间较长。此外，微生物对于污水中以各种形式存在的油滴均可代谢分解。因此，生物降解法更适宜作为深度处理手段，脱除污水中的乳化油和溶解油。2．2离心沉降法在湖南长沙凯达实验室仪器有限公司制造的TDZ5型离心机