大慶油田含聚污水微生物配套處理技術

路坤橋王婭娜丁明華陳躍燕

（1.東北石油大學石油工程學院；2.江蘇博大環保股份有限公司；3.中國石油新疆油田公司采油二廠）

大慶油田含聚污水微生物配套處理技術

路坤橋1王婭娜2丁明華3陳躍燕2

（1.東北石油大學石油工程學院；2.江蘇博大環保股份有限公司；3.中國石油新疆油田公司采油二廠）

針對常規污水處理技術難以達到處理要求的現狀，大慶油田采用微生物技術處理含聚污水。文章介紹了工藝流程，分析了氣浮除油、微生物反應、氣浮固液分離、過濾等工藝的技術原理，微生物配套技術在試驗站，1＃、2＃、3＃含聚污水處理站的處理結果表明：出水中懸浮固體含量小于10mg／L，含油量小于10mg／L，達到SY／T5329—2012《碎屑巖油藏注水水質指標及分析方法》的要求。2＃含聚污水處理站的掛片顯示：微生物掛膜飽滿、肥大，微生物生長良好。該技術處理效果好、不引入二次污染物，且環保效益顯著。

聚合物；含聚污水；微生物；懸浮固體

0 引 言

聚合物驅采出水中含有聚合物，含聚污水處理難度大，傳統的自然沉降和混凝沉降處理含聚污水效果差，處理成本高［1］。隨著污水含聚濃度的增加，常規的污水處理流程（如“二級沉降＋壓力過濾”“自然沉降＋氣浮除油＋壓力過濾”“橫向流聚結除油器＋壓力過濾”）難以達到中低滲透層注水水質的要求［2-3］。大慶油田2006年引進試驗用微生物技術處理含聚污水，通過氣浮除油、微生物反應、氣浮固液分離、過濾等配套技術的應用，懸浮固體含量、含油量達標。目前已有3座設計處理能力大于10000m3／d的含聚污水處理站應用微生物處理工藝，該工藝具有投資低、運行成本低、管理方便、不引入二次污染物、安全環保等優點，隨著微生物處理技術的規模應用，工藝流程逐步完善，出水水質越來越好，工藝技術已基本成熟［4-5］。

1 工藝流程及功能

2008年、2011年、2013年，設計規模1.5×104m3／d的1＃含聚污水處理站，2.5×104m3／d的2＃含聚污水處理站，2.0×104m3／d的3＃含聚污水處理站分別投產。早期含聚污水微生物處理工業化試驗的工藝主流程是：沉降罐→橫向流聚結除油器→緩沖隔油池→微生物反應池→沉淀池→過濾器，依托常規處理流程補建，相對原始。原工藝流程的主要問題是沉淀池的固液分離效果有限，進入過濾器的懸浮固體較多，導致過濾器反沖洗周期短，影響出水水質。更新后的微生物處理系統工藝流程見圖1，其主體設備是氣浮機、生物池、過濾器等。

圖1 微生物處理系統流程

“氧化＋曝氣”預處理效果顯著［6］，上游收油氣浮機由刮油（渣）機、回流溶氣裝置、斜板分離裝置、排泥裝置等組成，其主要功能是收油：降低進入微生物反應池污水的含油量，同時回收原油。微生物反應池由水池、生物填料、曝氣裝置等組成，其主要功能是給微生物提供著床、繁殖、生長、反應、代謝的場所。氣浮法常作為二級處理技術［7］，固液分離氣浮機的結構與收油氣浮機基本相同，其主要功能是將形成的大顆粒絮體分離出來，為后續污水凈化創造條件。過濾器由罐體、濾料、布水系統等組成，其主要功能是進一步去除污水中的懸浮固體。

2 技術原理

2.1 氣浮收油

來水首先進入收油氣浮機，通過溶氣釋放系統產生大量微細氣泡，與水中的油及其懸浮絮體充分接觸并黏附在微氣泡上，隨氣泡一起浮到水面，形成浮油，被連續運轉的自動刮油機刮走，出水進入微生物反應器。氣浮裝置配有自動排泥系統，以排走可能生成的沉淀物。出水的一部分作為溶氣水，通過溶氣泵進入溶氣罐，溶氣壓力0.40MPa。溶氣水通過溶氣干管進入安裝于氣浮裝置的溶氣釋放器，空氣從溶氣水中釋放出來。溶氣罐中過剩的空氣通過釋放閥排走，維持溶氣罐內一定的溶氣液位。

2.2 微生物反應

調試及投運初期，在微生物反應池中投加針對特定油田水質、經有效篩選及配伍的特種微生物聯合菌群，在適宜的溫度和有氧條件下，特種微生物與污水中的其他微生物競爭附著在反應池中滲有生物活性酶的生物載體上，配合油田專用耐油阻垢曝氣裝置的持續有效供氧，快速形成優勢菌群，可針對性地降解特定油田污水中的油及難降解的有機污染物，具有高效、專一性等特點，可達到凈化污水的目的。微生物反應池出水中的剩余污泥由后續配套的微生物固液分離裝置去除。

第一次投菌種培養成功后，正常狀況下不再補充菌種，靠自身循環維持平衡。因水流的作用，生物池前端水中的細菌含量會下降。反沖洗罐、污泥濃縮池、脫泥機中經過長時間靜置沉降分離出的上清水中含有大量的細菌，使此上清水返回到生物池前端，為其補充細菌，使其中的細菌含量上升到所需要的水平。

2.3 固液分離

固液分離裝置主要用于微生物生物降解后剩余污泥的分離。通過回流系統產生大量的微氣泡，與污水中密度接近于水的剩余污泥或液體微粒黏附，形成密度小于水的固液分離體，在浮力的作用下，上浮至水面形成浮渣，由刮渣機刮除，密度大的泥沙則通過底部分離區沉入集泥區定期由排泥系統排出體外，清水進入后續處理工序。浮渣和泥沙進入污泥濃縮池濃縮后進行干化處理。

2.4 過濾

過濾器主要利用填料來降低水中懸浮固體的含量。可以利用一種或多種過濾介質，在一定的壓力下，使原液通過該介質，去除懸浮固體，從而達到過濾的目的。其內裝的填料包括：磁鐵礦、石英砂、陶瓷燒結管、金剛砂等，具體可根據實際工程情況選擇使用。

3 處理效果

隨著工藝的逐步改進，微生物配套技術對含聚污水的處理效果越來越好，大慶油田主要含聚污水微生物配套技術處理效果統計見表1。

表1 大慶油田主要含聚污水微生物配套技術處理效果統計

從表1可以看出：出水中懸浮固體含量＜10mg／L，含油量＜10mg／L，優于SY／T5329—2012《碎屑巖油藏注水水質指標及分析方法》中注入水中懸浮固體含量≤10mg／L，含油量≤30mg／L的要求。

采用藥劑法處理含聚污水懸浮固體含量一般僅達到20mg／L左右，效果遠差于此微生物方法，且藥劑法會引入大量其他污染物，相比之下，微生物技術不僅處理效果好，而且環保，處理后的污水回注地層對環境影響較小。

2＃含聚污水處理站生物反應池的生物掛片顯示：微生物掛膜良好，掛膜飽滿、肥大，微生物生長良好。

4 結束語

微生物配套技術處理含聚污水是目前已知較為有效、經濟、安全環保的方法。

氣浮收油、微生物反應、固液分離、過濾已成為微生物配套技術的主流程。經過十幾年的發展，這四種工藝的微生物配套處理系統已基本定型，是目前大慶油田比較理想和實用的含聚污水處理工藝。

反沖洗罐、污泥濃縮池、脫泥機中分離出的上清水循環返回微生物反應池的前端，補充微生物菌群，使其中的細菌含量維持在正常水平。

微生物配套技術處理聚合物驅采出水的工藝已經成功應用于油田，該技術對懸浮固體、含油處理效果較好，且不引入二次污染物，環保效益顯著。

［1］ 梁偉，趙修太，韓有祥，等.油田含聚污水處理與利用方法技術探討期［J］.工業水處理，2010，30（10）：1-4.

［2］ SY／T5329—2012碎屑巖油藏注水水質指標及分析方法［S］.

［3］ 劉洪鋒.含聚污水微生物處理技術［J］.油氣田地面工程，2011，30（6）：95-97.

［4］ 曹懷山，姜紅，譚云賢，等.勝利油田回注污水處理技術現狀及發展趨勢［J］.油田化學，2009，26（2）：218-221.

［5］ 廖輝，劉文龍，王強.聚合物驅污水處理技術研究與應用進展［J］.化工技術與開發，2013，42（11）：27-29.

［6］ 嚴忠，陳玉萍，張茂勝，等.新疆油田含聚污水處理技術應用研究［J］.油氣田環境保護，2009，19（2）：18-21.

［7］ 陳婧，梁法春，曹學文.含聚污水處理技術研究現狀［J］.內蒙古石油化工，2008（12）：1-2.

圖6 甲醇含量隨處理時間的變化

4 結 論

依據水質分析和發光細菌青?；【鶴67進行毒性檢測，確定甲醇、懸浮物、石油類是廢水處理的關鍵指標。

攪拌強度G值分別為250s－1和50s－1，最佳加藥量為PAC300～500mg／L、PAM5～10mg／L，沉淀時間保證在5～10min，絮體致密且沉淀速度快，處理后水色度可由原水的350～400倍降低至30倍以下。

通過膜過濾后的水中總有機碳去除率最高可達56.11%，色度可控制在5倍左右。

經過混凝沉淀后水質得到大幅提升，進一步強化了紫外催化氧化過程的效率，試驗表明可使甲醇含量降至0.1%左右。

試驗得出，“混凝沉淀＋膜過濾＋紫外催化氧化”的處理工藝對于低濃度含醇廢水處理具有很好的效果，為現場中試試驗提供了研究依據。

參考文獻

［1］Ren Xiaorong，Ji Zhonglun，Ren Jianke，et al.Health Risk Assessment of Wastewater with Carbinol about Reinjection Stratigraphic Process Emissions of Professional Operating Personnel［J］.Advanced Materials Research，2013（3）：2617-2620.

［3］ 杜桂榮，孫占學，童少平，等.催化臭氧化降解有機廢水及影響因素［J］.東華理工學院學報，2004，27（2）：173-177.

［4］ 馬文成，韓洪軍，高飛，等.甲醇廢水處理研究進展［J］.化工環保，2008，28（1）：29-31.

［5］ 黃曉明，余長亮，熊光勝，等.納米TiO2光催化氧化降解雙酚A研究［J］.江西化工，2010（1）：90-94.

（收稿日期 2014-03-13）

（編輯 石津銘）

10.3969／j.issn.1005-3158.2015.01.006

：1005-3158（2015）01-0015-03

2014-11-25）（編輯 王薇）

路坤橋，現就讀于東北石油大學石油工程學院石油工程專業。通信地址：黑龍江省大慶市高新技術開發區發展路199號東北石油大學石油工程學院石油工程系2011級4班，163318