孫磉礅 中國(guó)石化勝利油田分公司石油工程技術(shù)研究院

陳莊集油站污水生化除油工藝參數(shù)的優(yōu)化

孫磉礅 中國(guó)石化勝利油田分公司石油工程技術(shù)研究院

勝利油田陳莊稠油開采區(qū)污水含油量為48mg/L，需要對(duì)其進(jìn)行預(yù)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(nèi)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(jìn)入氣浮預(yù)生化池，主要去除顆粒較大的懸浮物和懸浮油，然后再進(jìn)入一級(jí)生化池和二級(jí)生化池。在兩級(jí)生化池中，水中的溶解油和其他有機(jī)物被投加的石油烴類降解菌群所降解，生化出水進(jìn)入沉降池，經(jīng)沉降后排放。采用生物接觸氧化高效除油技術(shù)處理陳莊稠油污水，生化出水含油量小于2mg/L，達(dá)到采油污水深度處理要求；稠油污水最佳停留時(shí)間為16h，最佳適應(yīng)溫度為35～40℃，最佳氣水比為10∶1～12∶1，最佳營(yíng)養(yǎng)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(yōu)化

稠油熱采需要消耗大量寶貴的淡水資源，同時(shí)又會(huì)產(chǎn)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(jīng)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(jié)約淡水資源，而且可以降低油田富余污水的處理壓力，保護(hù)生態(tài)環(huán)境。勝利油田陳莊稠油開采區(qū)污水含油量為48mg/L，需要對(duì)其進(jìn)行預(yù)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(duì)該工藝的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。

1 室內(nèi)模擬流程的建立

室內(nèi)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(jìn)入氣浮預(yù)生化池，主要去除顆粒較大的懸浮物和懸浮油，然后再進(jìn)入一級(jí)生化池和二級(jí)生化池。在兩級(jí)生化池中，水中的溶解油和其他有機(jī)物被投加的石油烴類降解菌群所降解，生化出水進(jìn)入沉降池，經(jīng)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(jié)合，先向一級(jí)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(jīng)過48h，待懸浮污泥在填料上懸掛穩(wěn)定后投加菌群SL—16。前三天實(shí)行間歇進(jìn)水，12h置換生化池中一半的污水，再利用12h進(jìn)行曝氣。從第四天開始小流量進(jìn)水，進(jìn)水量為4L/h，隨時(shí)對(duì)掛膜后生物膜上的細(xì)菌和原生動(dòng)物鏡檢，重點(diǎn)監(jiān)測(cè)水的懸浮物含量和含油量。

3 生化除油工藝參數(shù)的優(yōu)化

3.1 污水最佳停留時(shí)間的確定

污水處理中，污水停留時(shí)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(shí)間的縮短變差。通過室內(nèi)模擬實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，污水停留時(shí)間為16h時(shí)，污水處理效果出現(xiàn)拐點(diǎn)，時(shí)間縮短后效果急劇變差，見圖1。停留時(shí)間為16h以上時(shí)，平均出水含油量小于2.0mg/L。綜合處理效果和處理水量，認(rèn)為停留時(shí)間16h為最佳停留時(shí)間。

圖1 不同停留時(shí)間下的生化出水含油量

3.2 最佳適應(yīng)溫度的確定

溫度是影響生物處理的環(huán)境因素之一，不同的生物菌群適應(yīng)不同的溫度范圍。室內(nèi)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，生物接觸氧化的適應(yīng)溫度為25～50℃，35℃和40℃時(shí)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(yǎng)菌完成污水凈化作用的，微生物的氧化、合成和內(nèi)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(gè)相當(dāng)?shù)乃缴?，滿足微生物的需要。從氣水比對(duì)溶解氧和生化出水含油的影響實(shí)驗(yàn)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(shí)處理效果最好，生化出水的含油量都小于1.0mg/L?？紤]到節(jié)約能源，選定最佳氣水比為10∶1～12∶1。

3.4 最佳營(yíng)養(yǎng)配比與營(yíng)養(yǎng)組合

在采油污水中投加營(yíng)養(yǎng)鹽可以促進(jìn)微生物的生長(zhǎng)代謝，進(jìn)而提高生物法除油的效果。實(shí)驗(yàn)分別按照COD∶N∶P=100∶5∶1和BOD∶N∶P=100∶5∶1比例進(jìn)行，結(jié)果如圖3和圖4所示。對(duì)比實(shí)驗(yàn)結(jié)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(yíng)養(yǎng)COD∶N∶P=100∶5∶1時(shí)對(duì)原油的去除效果

圖4 投加營(yíng)養(yǎng)BOD∶N∶P=100∶5∶1時(shí)對(duì)原油的去除效果

4 結(jié)論

（1）采用生物接觸氧化高效除油技術(shù)處理陳莊稠油污水，生化出水含油量小于2mg/L，達(dá)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(shí)間為16h，最佳適應(yīng)溫度為35～40℃，最佳氣水比為10∶1～12∶1，最佳營(yíng)養(yǎng)配比為COD∶N∶P=100∶5∶1。

（欄目主持 楊軍）

10.3969/j.issn.1006-6896.2015.3.008