生物膜水解酸化-生物膜接触氧化工艺处理油田采出水技术研究

生物膜水解酸化-生物膜接触氧化工艺处理油田采出水技术研究李峰1赵永庆1曹宗仑2冯英明3陈进富2(1.河南油田采油一厂2.中国石油大学(北京)环境工程中心3.大庆油田设计院)摘要为满足污水外排要求,近年来国内外开发了“老三套”加“生化处理单元”的污水外排处理工艺。实验验证了生物膜水解酸化-生物膜接触氧化工艺处理双河联合站油田采出水的可行性。实验结果表明:在装置进水流量为15m3/d左右,水解酸化段停留时间(HRT)为6.4h,接触氧化段HRT为12.8h时,装置出水水质可达到国家一级排放标准(GB8978-1996);为减少来水油含量波动对生化处理效果的影响,在生化处理单元前应设置隔油调节池。关键词生物膜水解酸化接触氧化油田采出水油田污水达标外排是国内各大油田污水处理工作中的关键环节[1]。目前国内外对于含油污水的处理主要还是采用“隔油-混凝-过滤”或“隔油-气浮-过滤”等传统的“老三套”工艺[2]。这种处理工艺主要针对含油污水中的油和机杂进行分离处理,并未包括污水外排的一些指标如COD、BOD、氨氮等,无法使含油污水达标排放。根据河南油田双河联合站油田污水水质水量特点,选用中国石油大学(北京)环境工程中心研制的耐盐耐高温高效菌,并建立处理能力为15m3/d的小试试验装置,研究了生物膜水解酸化-生物膜接触氧化工艺处理双河联合站油田采出水的可行性。结果表明,采用该工艺处理联合站过滤罐过滤后的净化水,在进水流量为15m3/d时,装置出水水质达到国家一级排放标准(GB8978-96);当流量增大到25m3/d时,出水水质可达国家二级排放标准。1废水水质与处理工艺试验装置设计进水为经联合站过滤罐过滤的净化水,污水水质及国家一级、二级排放标准见表1。根据污水水质的特点,采用生物膜水解酸化-生物膜接触氧化处理工艺。工艺流程如图1所示。设计处理流量15m3/d(600L/h),六个构筑物萈表1废水水质及排放标准项目pH值石油类mg/L硫化物mg/LCODmg/LSSmg/L氨氮mg/L水温℃水质范围5.6～7.03.1～3230～4091～3165～10014.5～26.745～48平均值6.713.533.6164.622.920.646.1一级排放标准6～951.01007015-二级排放标准6～9101.015020025-采用砖混结构,其中隔油池、水解酸化池、氧化池的长×宽×高为2.0m×1.5m×1.5m,单池有效水容积为4m3,中沉池和二沉池的长×宽×高为1.0m×1.5m×1.5m,单池的有效水容积为2m3。各构筑物之间采用溢流方式实现污水的连续流动。在生物膜水解酸化池和一、二级生物膜接触氧化池中各放置容积为3m3的高效生物填料,一、622石油与天然气化工CHEMICALENGINEERINGOFOIL&GAS2008二级生物膜接触氧化池中各放置8个服务面积为0.4m2/个的高效微孔曝气器。2处理效果分析与讨论2.1微生物的培养、驯化及生物膜形成与成熟2004年6月20日开始准备生物菌种、种泥(炼厂活性污泥)和营养料(生活污水),22日开始投放优势菌种(共计约20L)进行微生物的现场培养与驯化。经过近10天的微生物培养,发现填料表面已开始缓慢生长黄褐色的微生物,并依附于生物填料表面。三周后,微生物膜生长更明显,其数量不断增多。此后,开始间歇加入含油污水,经过一周的驯化处理,微生物基本适应了双联污水的水质状况。至此基本完成了微生物的培养、驯化和生物膜的生长,进入连续进水调试阶段。值得注意的是,在微生物培养期间需要投放活性污泥和生活污水。生活污水富含易生物降解的有机物,并含有较丰富的N、P、K等元素,可为微生物生长繁殖提供充足的营养。生活污水加量一般为池内水体积的10%左右。投放一定量的活性污泥作为种泥,有利于微生物在填料表面附着生长,为微生物提供寄居场所,一般加量为水体积的5%～10%。2.2双联污水生物处理试验结果2.2.115m3/d的过滤罐出口污水试验控制的条件为:进水温度大约50℃,进水流量为15m3/d,生化段总HRT为19.2h(其中水解酸化池6.4h,接触氧化池12.8h),气水比为10左右,进水为经过滤罐过滤的净化水。连续进水运行一周后开始检测试验结果,如图2。由于采油污水pH值、挥发酚、氨氮等指标一般可满足国家二级排放标准,本次试验中主要检测的指标为油、COD、含硫化合物和悬浮物。数据监测方法按国标进行[3],测定COD时加入0.8g硫酸汞作为Cl-掩蔽剂。由图2知,本工艺对15m3/d的过滤罐出口污水有良好处理效果,过滤罐出口水油含量平均值为13.5mg/L、COD为164.3mg/L、悬浮物为22.9mg/L、含硫化合物为33.6mg/L;其出口水指标平均值分别为1.9mg/L、36.8mg/L、1.9mg/