溫米含油污水生化處理系統H2S超標控制措施

陳　坤 鄧英江 呂長青 彭　鵬 葉開清

（中國石油吐哈油田公司技術監測中心）

溫米含油污水生化處理系統H2S超標控制措施

陳坤 鄧英江 呂長青 彭鵬 葉開清

（中國石油吐哈油田公司技術監測中心）

為解決吐哈油田溫米采油廠水質處理不穩定、系統腐蝕嚴重等問題，對采油廠含油污水生化處理系統主要設備的運行狀況和處理后污水回注性能進行評價。分析了生化處理系統處理后生化池空氣中H2S含量超標的原因，即有大量SRB和硫化物進入調節池和生化池，曝氣裝置將H2S帶入空氣中造成空氣中H2S超標。針對問題提出對策措施，并進行了現場應用，監測結果顯示：調節池H2S濃度≤10 mg/m3，生化池H2S濃度≤2 mg/m3，符合GBZ 2.1—2007《工作場所有害因素職業接觸限值第1部分：化學有害因素》的標準要求。有效提高了含油污水處理水質，消除了安全隱患。

溫米采油廠；含油污水；生化處理；H2S；超標

0　引 言

吐哈油田溫米采油廠污水處理系統采用物化處理工藝結合水質改性技術，日處理水量為5 000 m3。由于前端工藝流程較短，預處理能力有限，系統腐蝕結垢情況嚴重［1］，過濾器的過濾效率較低；沒有污泥外輸系統，沒有除氧、殺菌裝置等因素，導致溫米采油廠現有污水處理系統運行不穩定，處理后水質不達標［2］。溫米采油廠污水處理工藝改造是吐哈油田第一個傳統三段式物化處理工藝改造為生化處理工藝，此次改造是否能解決現有處理工藝中存在的水質處理不穩定、系統腐蝕嚴重、水質不達標等問題，將對吐哈油田以后的污水處理工藝改造提供重要的依據。

1　生化處理工藝

2012年底溫米采油廠在現有物化處理系統北側新建了一套以生化處理為主的污水處理系統，處理量為3 000 m3/d，現有物化處理系統作為備用系統。微生物除油主要是通過在一級和二級生化池中加入可以分解原油的好氧細菌，來達到除油的功效；加入營養劑以供給細菌繁殖，COD、N、P比值控制在（100～200）∶5∶1，營養劑主要為尿素、蔗糖和磷酸氫二鈉。該細菌的適應溫度在15～35℃，p H值6～9，目前該裝置將污水溫度控制在25～35℃，p H值6.5～7.5，此時它的生存繁殖能力最強。

在沉淀池中加入混凝劑PAC和PAM，首先使小顆粒懸浮物凝聚為大顆粒，并沉淀在反應器中。處理后的水再進入到兩級過濾器進行精細過濾，濾后水經過配水間再分配給單井回注。生化處理系統流程見圖1。

2　生化處理工藝處理效果評價

2.1主要處理設備運行狀況

油區來水進入沉降罐初步沉降除油；污水進入調節池進行曝氣預處理，去除污水中的硫化物；再進入生化池，對含油污水中原油進行降解；然后進入沉淀池，采用物理化學絮凝處理；最后經兩級過濾系統處理后進入污水罐。工藝分段水質處理指標見表1。

表1　生化處理參數性能　mg/L

分別取緩沖沉降罐進口、調節池出口、生化池出口、沉淀池出口、兩級過濾器出口和注水泵進口污水，分別測定污水的相應指標，與工藝分段處理指標進行對比，評價生化處理系統的處理效果。測定結果見表2。

由表2可知，生化處理系統各處理設備均能達到設計要求，各處理設備均能正常有效運行。但處理后污水到達注水泵口時，SRB含量和總鐵含量不能達到SY/T 5329—2012《碎屑巖油藏注水水質指標及分析方法》中規定的注水標準，其原因為過濾處理后污水進入500 m3污水罐后SRB繁殖快，導致腐蝕，使污水中總鐵含量上升。

圖1　溫米3 000 m3生化處理裝置

表2　溫米采油廠生化處理系統評價結果

2.2處理后含油污水回注性能

對2013年溫米采油廠處理后含油污水水質進行統計，并與吐哈油田公司制定的注水標準進行對比，評價溫米采油廠生化處理系統含油污水處理狀況。2013年溫米采油廠處理后含油污水水質統計見表3。

由表3可知溫米采油廠生化污水處理裝置從2013年1月投運，處理后除SRB含量超標外，其他各項指標均達到吐哈油田注水標準。說明溫米采油廠生化處理系統運行穩定，處理效果良好［3-5］。

表3　溫米油田生化處理系統污水水質統計

3　生化處理系統H2S超標及對策

3.1生化處理系統H2S超標

溫米采油廠生化處理系統2013年1月開始投運，2013年1月23日10：42溫米采油廠生化處理裝置在試運行中檢測發現生化間西北軸流風機出口H2S氣體濃度達到218 mg/m3，調節池H2S濃度達到40 mg/m3左右，16：00溫米采油廠現場研究決定啟用老污水處理裝置、暫停生化裝置。通過對生化系統的連續測定，發現700 m3沉降罐出口SRB含量大于2.5×103個/m L，硫化物含量最高達7.31 mg/L，即有大量SRB和硫化物進入調節池和生化池，曝氣裝置將H2S帶入空氣中造成空氣中H2S超標。

3.2H2S超標對策

①源頭控制。在700 m3沉降罐出口進行殺菌處理，降低來水中的SRB含量，從而降低H2S的產生量。采用投加殺菌劑的方法可能殺死生化處理系統的細菌；采用紫外殺菌裝置，受污水水質的影響較大，且無法去除硫化物。因此，不能滿足技術要求，不建議采用源頭控制。

②過程控制。采用加燒堿的方法降低水中的H2S。使水中的H2S生成可溶性的鹽，減少進入空氣中H2S的量。不用增加設備投資，藥劑費用較低，建議采用。

③末端控制。將含H2S廢氣抽出集中處理。需要增加設備投資，成本較高，在過程控制無法滿足要求的情況下建議采用。

4　含油污水生化處理系統現場應用改進

針對生化處理單元H2S含量超標，從過程控制和末端控制兩方面進行改進。過程控制方面，在調節池中加燒堿，可以一定程度的降低空氣中H2S的濃度。但是生化池空氣中H2S在線監測數據約為90～100 mg/m3，超標嚴重，且會產生大量的污泥。因此，過程控制的方法不可行。末端控制方面，采用整體清淤，然后在生化池上加蓋有機玻璃蓋板，將生化池產生的含H2S廢氣集中抽出，通過紫外光光解H2S，最后通過25 m高的排氣筒排出［6］。監測顯示：調節池H2S濃度≤10 mg/m3，生化池H2S濃度≤2 mg/m3，H2S含量符合GBZ 2.1—2007《工作場所有害因素職業接觸限值第1部分：化學有害因素》中4.1工作場所空氣中化學物質容許濃度中明確指出H2S最高容許濃度為10mg/m3的要求。因此，末端控制法可行。

5　結 論

針對溫米采油廠生化處理系統存在空氣中H2S含量高的問題，提出過程控制以及末端控制的措施。

生化處理系統改進技術現場應用結果表明，通過加裝有機玻璃蓋板，將含H2S廢氣抽出，集中通過紫外光處理的末端控制可有效降低生化處理系統空氣中H2S含量。

［1］ 李化民，蘇顯舉.油田含油污水處理［M］.北京：石油工業出版社，1992.

［2］ 萬玉綱.油田注水中細菌危害及對策評述［J］.化工時刊，1998，12（6）：11-13.

［3］ 張慶東，周國英，趙東風.油田用新型殺菌劑的研究進展［J］.廣東化工，2014，41（5）：233-234.

［4］ 何帥，毛學強，唐重莉，等.硫酸鹽還原菌在油田中的防治方法及研究進展［J］.油氣田環境保護，2011，21（3）：17-20.

［5］ 劉靖，鄭家燊，許立銘.油田注水殺菌劑加藥技術研究［J］.工業水處理，2001，21（8）：14-16.

［6］ 劉佳，黃翔峰，陸麗君，等.紫外消毒出水的微生物光復活及其控制技術［J］.中國給水排水，2006，22（15）：1-4.

（編輯 王蕊）

10.3969/j.issn.1005-3158.2015.06.012

1005-3158（2015）06-0043-03

2015-07-08）

陳坤，2004年畢業于西南石油大學環境工程專業，現在中國石油吐哈油田公司技術監測中心從事環境監測工作。通信地址：新疆吐魯番市鄯善縣火車站鎮石油大院技術監測中心環境站，838202