陳莊集油站污水生化除油工藝參數的優化

孫磉礅 中國石化勝利油田分公司石油工程技術研究院

陳莊集油站污水生化除油工藝參數的優化

孫磉礅 中國石化勝利油田分公司石油工程技術研究院

勝利油田陳莊稠油開采區污水含油量為48mg/L，需要對其進行預處理，使其含油量降至2mg/L以下，以滿足采油污水深度處理的要求。室內模擬生化處理流程包括氣浮、生化和沉降三部分。采油污水進入氣浮預生化池，主要去除顆粒較大的懸浮物和懸浮油，然后再進入一級生化池和二級生化池。在兩級生化池中，水中的溶解油和其他有機物被投加的石油烴類降解菌群所降解，生化出水進入沉降池，經沉降后排放。采用生物接觸氧化高效除油技術處理陳莊稠油污水，生化出水含油量小于2mg/L，達到采油污水深度處理要求；稠油污水最佳停留時間為16h，最佳適應溫度為35～40℃，最佳氣水比為10∶1～12∶1，最佳營養配比為COD∶N∶P=100∶5∶1。

稠油；污水處理；生物接觸氧化；懸浮物；含油量；優化

稠油熱采需要消耗大量寶貴的淡水資源，同時又會產生大量污水，是造成油田污水富余問題的重要原因之一。采油污水經深度處理后，通過熱采鍋爐回用，不僅可以解決稠油熱采的淡水水源問題，節約淡水資源，而且可以降低油田富余污水的處理壓力，保護生態環境。勝利油田陳莊稠油開采區污水含油量為48mg/L，需要對其進行預處理，使其含油量降至2mg/L以下，以滿足采油污水深度處理的要求。本文以陳莊集油站外輸污水為水源，采用生物接觸氧化除油工藝處理污水，并對該工藝的運行參數進行優化。

1 室內模擬流程的建立

室內模擬生化處理流程包括氣浮、生化和沉降三部分。采油污水進入氣浮預生化池，主要去除顆粒較大的懸浮物和懸浮油，然后再進入一級生化池和二級生化池。在兩級生化池中，水中的溶解油和其他有機物被投加的石油烴類降解菌群所降解，生化出水進入沉降池，經沉降后排放。

2 生物膜掛膜方法

將高效菌種投加法與活性污泥法結合，先向一級生化池中投加50L活性污泥，為避免投加菌群被懸浮污泥帶走，經過48h，待懸浮污泥在填料上懸掛穩定后投加菌群SL—16。前三天實行間歇進水，12h置換生化池中一半的污水，再利用12h進行曝氣。從第四天開始小流量進水，進水量為4L/h，隨時對掛膜后生物膜上的細菌和原生動物鏡檢，重點監測水的懸浮物含量和含油量。

3 生化除油工藝參數的優化

3.1 污水最佳停留時間的確定

污水處理中，污水停留時間越短，所處理的水量就越大，但污水的處理效果隨生化處理時間的縮短變差。通過室內模擬實驗發現，污水停留時間為16h時，污水處理效果出現拐點，時間縮短后效果急劇變差，見圖1。停留時間為16h以上時，平均出水含油量小于2.0mg/L。綜合處理效果和處理水量，認為停留時間16h為最佳停留時間。

圖1 不同停留時間下的生化出水含油量

3.2 最佳適應溫度的確定

溫度是影響生物處理的環境因素之一，不同的生物菌群適應不同的溫度范圍。室內實驗結果表明，生物接觸氧化的適應溫度為25～50℃，35℃和40℃時效果最佳，如圖2所示。所以選取35～40℃為最佳的降解溫度。

圖2 不同溫度下原油的去除效果

3.3 最佳氣水比的確定

生物接觸氧化法主要是利用好養菌完成污水凈化作用的，微生物的氧化、合成和內源呼吸全部需要氧。供氣可使氧化池中的溶解氧維持在一個相當的水平上，滿足微生物的需要。從氣水比對溶解氧和生化出水含油的影響實驗可知，隨著氣水比的增加，生化池中的溶解氧含量在逐漸增加，氣水比在10∶1～18∶1時處理效果最好，生化出水的含油量都小于1.0mg/L?？紤]到節約能源，選定最佳氣水比為10∶1～12∶1。

3.4 最佳營養配比與營養組合

在采油污水中投加營養鹽可以促進微生物的生長代謝，進而提高生物法除油的效果。實驗分別按照COD∶N∶P=100∶5∶1和BOD∶N∶P=100∶5∶1比例進行，結果如圖3和圖4所示。對比實驗結果可以看出，采用COD∶N∶P=100∶5∶1的效果要好于BOD∶N∶P=100∶5∶1的效果。

圖3 投加營養COD∶N∶P=100∶5∶1時對原油的去除效果

圖4 投加營養BOD∶N∶P=100∶5∶1時對原油的去除效果

4 結論

（1）采用生物接觸氧化高效除油技術處理陳莊稠油污水，生化出水含油量小于2mg/L，達到采油污水深度處理要求。

（2）生物接觸氧化法處理陳莊稠油污水最佳停留時間為16h，最佳適應溫度為35～40℃，最佳氣水比為10∶1～12∶1，最佳營養配比為COD∶N∶P=100∶5∶1。

（欄目主持 楊軍）

10.3969/j.issn.1006-6896.2015.3.008