氧化塘技術(shù)在勝利油田采油污水處理工程中的應(yīng)用及其分析

韓　卓

摘要：根據(jù)采油廢水高鹽、高溫的特性，采用氧化塘技術(shù)可以有效地處理采油廢水使其達(dá)標(biāo)排放。氧化塘相對(duì)于其他處理工藝，還具有建設(shè)投資費(fèi)用、運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用低的優(yōu)勢(shì)。文章對(duì)氧化塘技術(shù)在勝利油田采油污水處理工程中的應(yīng)用進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：采油廢水；氧化塘；達(dá)標(biāo)排放

中圖分類號(hào)：X793 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1674-1145（2009）11-0140-02

一、概述

勝利油田經(jīng)過(guò)30多年的開發(fā)建設(shè)，大部分油田已經(jīng)進(jìn)入開發(fā)后期，采出液綜合含水率高于90%。采油產(chǎn)生的廢水受地層結(jié)構(gòu)、開采工藝、注水條件的影響不能全部回注，部分需要外排的廢水約為7萬(wàn)m3/d。這部分需要外排的廢水在經(jīng)過(guò)各聯(lián)合站的一級(jí)處理（物理法）后，再經(jīng)過(guò)各污水達(dá)標(biāo)排放處理工程的二級(jí)處理（生化法）實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放。油田的采油污水達(dá)標(biāo)排放處理工程概況如下：

與其他工業(yè)廢水相比，勝利油田采油廢水具有水溫高（40℃～60℃）、氯離子濃度高、總鹽度高、可生化性差的特點(diǎn)。采用一般的生物法水處理工藝，處理效果初期可以滿足外排水的水質(zhì)要求，后期往往由于設(shè)備結(jié)垢等問(wèn)題的出現(xiàn)，影響處理效果，甚至導(dǎo)致整個(gè)污水處理工程的停產(chǎn)。

經(jīng)技術(shù)檢測(cè)中心研究、設(shè)計(jì)的樁西氧化塘和電廠粉煤灰場(chǎng)氧化塘分別在處理樁西聯(lián)采油廢水和現(xiàn)河首站采油廢水中獲得成功，對(duì)排放口周圍生態(tài)環(huán)境的改善起到了積極的作用，產(chǎn)生了良好的社會(huì)效益。

二、勝利油田采油污水處理工程實(shí)例分析

（一）采用生物接觸氧化法的采油污水處理工程

勝利油田采用生物接觸氧化法工藝處理采油廢水的采油污水處理工程有王崗污水處理工程和孤島污水處理工程。

1．王崗污水處理工程。王崗污水站排放口是勝利油田采油廢水原五大排放口之一，其污水成分在油田也最為復(fù)雜，高溫、高礦化度、高結(jié)晶、污染嚴(yán)重是其主要特征，達(dá)標(biāo)治理難度極大。王崗污水達(dá)標(biāo)排放處理工程采用生物接觸氧化法，于2000年2月19日進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)中試，第一、二階段中試水中礦物質(zhì)在填料上沉積了大量的結(jié)晶鹽，這對(duì)生化處理非常不利，容易造成填料堵塞、生化處理效率低下、填料更換頻繁等諸多后患，第三階段中試時(shí)向水中投加了阻垢劑，起到了明顯的阻垢作用，但由于水中礦化度很高，在填料上仍有少量的的結(jié)晶鹽沉淀。通過(guò)2002年4月22日的《王崗樣品生化指標(biāo)監(jiān)測(cè)結(jié)果報(bào)告》中生物膜揮發(fā)與揮發(fā)性組分測(cè)定部分里的數(shù)據(jù)可以看到4＃點(diǎn)的生物膜的非揮發(fā)性組分為71.68％，這個(gè)數(shù)據(jù)說(shuō)明生物接觸氧化池的生物膜上的有機(jī)成分很少，該結(jié)果表明生物膜上的生態(tài)系統(tǒng)已經(jīng)因進(jìn)水中的大量鹽分在生物膜上結(jié)垢而被破壞，使生物膜的生化功能大大降低，導(dǎo)致出水水質(zhì)波動(dòng)較大。從勝利油田環(huán)境監(jiān)測(cè)總站監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)看，王崗廢水排量一直在18000～20000m3/d，比較穩(wěn)定，但污水排放達(dá)標(biāo)率僅為9.5%，其中CODCr超標(biāo)率為61.9%，氨氮超標(biāo)率為85.7%，BOD5超標(biāo)率為38.1%，石油類超標(biāo)率為28.6%，揮發(fā)酚超標(biāo)率為28.6%。外排水的CODCr波動(dòng)較大，說(shuō)明生物接觸氧化池內(nèi)生物膜上的生物量一直不穩(wěn)定，導(dǎo)致出水CODCr波動(dòng)較大。目前，由于王崗污水達(dá)標(biāo)排放處理工程外排水質(zhì)不穩(wěn)定，經(jīng)常超標(biāo)，該設(shè)施已經(jīng)停用，油田已關(guān)閉該排放口。

2．孤島污水處理工程。孤五注排放口是勝利油田采油廢水原五大排放口之一，孤島外排采油廢水合計(jì)每天約1.8～2.2萬(wàn)m3。孤五注污水站外排口污水中氯離子、總鹽量含量很高，溶解氧含量較低，這些因素加大了污水生化處理的難度。孤島污水達(dá)標(biāo)排放處理工程采用生物接觸氧化法, 于2000年3月17日進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)中試。根據(jù)勝利油田環(huán)境監(jiān)測(cè)總站監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，進(jìn)口水質(zhì)的監(jiān)測(cè)結(jié)果都以CODCr、石油類污染最重，監(jiān)測(cè)結(jié)果的超標(biāo)率為100%，BOD5只有個(gè)別數(shù)據(jù)超標(biāo)，孤島廢水排量13000~20000m3/d，CODCr超標(biāo)率為66.7%，石油類超標(biāo)率為100%。從數(shù)據(jù)中可以看出，生物接觸氧化法在處理孤島的采油廢水時(shí)，效果也不是很理想。在高溫、高鹽的環(huán)境里，生化系統(tǒng)不穩(wěn)定，生物量偏少，再加上水力停留時(shí)間相對(duì)較短，微生物對(duì)污水內(nèi)有機(jī)物的生化降解量也就少，從而導(dǎo)致外排水水質(zhì)超標(biāo)。目前，由于孤島污水達(dá)標(biāo)排放處理工程外排水質(zhì)不穩(wěn)定，經(jīng)常超標(biāo)，該設(shè)施已經(jīng)停用，油田已關(guān)閉該排放口。

3．生物接觸氧化法在污水處理工程運(yùn)用中產(chǎn)生的問(wèn)題。根據(jù)上述內(nèi)容，生物接觸氧化法對(duì)處理具有高溫、高鹽特征的采油廢水，其效果顯然并不理想。另外，還有幾個(gè)值得注意的問(wèn)題：

（1）由于采油廢水中的鹽分較大，因此在填料上會(huì)產(chǎn)生結(jié)垢問(wèn)題，這直接影響到生物膜在填料上的形成，即微生物在填料上的生長(zhǎng)和繁殖。進(jìn)而影響到整個(gè)生化系統(tǒng)的處理效果。

（2）由于填料結(jié)垢后，需要投加除垢劑和定期更換填料，這樣就增加了運(yùn)行以及人工費(fèi)用。

（3）由于系統(tǒng)運(yùn)行不正常，出水水質(zhì)經(jīng)常不達(dá)標(biāo)，對(duì)周圍的生態(tài)環(huán)境遭成了污染，增加了排污費(fèi)的交納。

（二）采用氧化塘的采油污水處理工程

勝利油田采用氧化塘技術(shù)處理采油廢水的采油污水處理工程有樁西聯(lián)污水處理工程和現(xiàn)河首站污水處理工程。

1．樁西聯(lián)污水處理工程及數(shù)據(jù)分析。樁西聯(lián)污水處理工程自2000年9月投產(chǎn)以來(lái)處理效果穩(wěn)定。處理設(shè)施由1個(gè)隔油沉降池、1個(gè)明渠、2個(gè)氧化塘組成，各設(shè)施通過(guò)水渠連接。原水由管線進(jìn)入經(jīng)隔油沉降池進(jìn)行預(yù)處理，然后依次經(jīng)兩個(gè)氧化塘進(jìn)行生化處理，經(jīng)過(guò)生化處理、生化沉淀等物化、生化處理流程后從神仙溝入海。根據(jù)勝利油田環(huán)境監(jiān)測(cè)總站監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，隔油沉降池進(jìn)口水質(zhì)都以BOD5、石油類、硫化物超標(biāo)，其它污染物達(dá)標(biāo)；氧化塘出口水質(zhì)中主要污染物除揮發(fā)酚偶有超標(biāo)外，其余污染物全部達(dá)標(biāo)，其中CODCr總?cè)コ蕿?4.0%、石油類去除率為85.3%、BOD5去除率為78.4%、硫化物去除率為99.7%；揮發(fā)酚的去除率為42.0%。說(shuō)明通過(guò)隔油沉降池、明渠、氧化塘的物化、生化處理，氧化塘出口水質(zhì)中的污染物全部達(dá)標(biāo)排放。

2．現(xiàn)河首站污水處理工程及數(shù)據(jù)分析?，F(xiàn)河首站采油廢水是勝利油田的五個(gè)主要廢水污染源之一，廢水溫度高、礦化度高、CODCr高、氨氮高、DO值低是其主要特點(diǎn)，也是處理困難的主要原因。自工程投產(chǎn)至今，粉煤灰場(chǎng)外排口的外排水水質(zhì)全部達(dá)標(biāo)。說(shuō)明電廠粉煤灰場(chǎng)氧化塘運(yùn)行平穩(wěn)，處理效果穩(wěn)定。電廠粉煤灰場(chǎng)氧化塘的工作原理簡(jiǎn)述如下：電廠的沖灰水（約15000m3/d）與現(xiàn)河首站的采油廢水（約10000 m3/d）在混合渠內(nèi)混合后進(jìn)入氧化塘，在吸附沉淀區(qū)里，通過(guò)沖灰水中的粉煤灰對(duì)采油廢水中的石油類、CODCr等有機(jī)物質(zhì)的吸附作用，可去除大部分石油類及部分有機(jī)污染物，經(jīng)沉淀后的污水再依次經(jīng)過(guò)兼性塘和好氧塘，通過(guò)兼性塘和好氧塘的生化作用，使現(xiàn)河首站的采油廢水達(dá)標(biāo)排放。

（三）實(shí)例分析結(jié)論

通過(guò)上述對(duì)勝利油田王崗和孤島的污水處理工程的運(yùn)行情況及數(shù)據(jù)分析來(lái)看，生物接觸氧化法在處理采油廢水的實(shí)際運(yùn)用中有一定的局限性。由于填料結(jié)垢問(wèn)題導(dǎo)致了外排水水質(zhì)不穩(wěn)定，經(jīng)常超標(biāo)，從而給周圍的水環(huán)境帶來(lái)較大影響。由于采用生物接觸氧化法的王崗和孤島污水處理工程在長(zhǎng)期的運(yùn)行過(guò)程中并沒(méi)有完全達(dá)到污水達(dá)標(biāo)排放的預(yù)期效果，目前均已停用。而采用氧化塘技術(shù)的樁西的氧化塘和電廠粉煤灰場(chǎng)氧化塘都運(yùn)行穩(wěn)定，使樁西聯(lián)和現(xiàn)河首站的采油廢水都能達(dá)標(biāo)排放，大大減輕了這兩個(gè)排放口對(duì)各自周圍水環(huán)境的影響，達(dá)到了工程建設(shè)預(yù)期目的。

三、氧化塘技術(shù)在油田運(yùn)用的優(yōu)勢(shì)

勝利油田所在的東營(yíng)市座落在黃河三角洲上，東臨渤海，大部分土地屬于鹽堿地，不適合經(jīng)濟(jì)作物的種植，荒地較多，人口稀少，因此氧化塘占地面積大的缺點(diǎn)反而變成優(yōu)點(diǎn)，如果采用氧化塘技術(shù)處理采油廢水，其工程基建投資將大大低于其他污水處理工藝。另外，氧化塘的運(yùn)行、維護(hù)費(fèi)用很低，可以降低單位污水處理成本。

氧化塘是一種利用天然凈化能力處理污水的生物處理設(shè)施，東營(yíng)的土壤環(huán)境決定了本地的植物多為耐鹽草本植物，地表水中的微生物也應(yīng)具有耐鹽特性，針對(duì)油田采油廢水總鹽度高的特點(diǎn)，氧化塘工藝相對(duì)于其他生物法處理工藝具有很大的優(yōu)勢(shì)。

氧化塘占地面積大，動(dòng)力消耗低，水力停留時(shí)間長(zhǎng)，采油廢水水溫高的特性對(duì)其影響很小。氧化塘內(nèi)的微生物有充分的時(shí)間對(duì)污水內(nèi)的有機(jī)污染物進(jìn)行降解。

四、結(jié)語(yǔ)

通過(guò)油田勝利油田分公司技術(shù)檢測(cè)中心這幾年來(lái)對(duì)處理采油廢水工藝的研究，以及從油田現(xiàn)有的污水達(dá)標(biāo)排放處理工程實(shí)際運(yùn)行中采集的數(shù)據(jù)分析來(lái)看，氧化塘比較適合于處理勝利油田采油廢水。

參考文獻(xiàn)

[1]高廷耀，顧國(guó)維．水污染控制工程（第二版）[M]．高等教育出版社，1999．

[2]鄒家慶．工業(yè)廢水處理技術(shù)[M]．化學(xué)工業(yè)出版社，2003.

[3]朱亮，張文妍．水處理工程運(yùn)行與管理[M]．化學(xué)工業(yè)出版社，2004．