吳國(guó)維

（科盛環(huán)保科技股份有限公司,南京 211500）

油田采油污水的深度處理工藝研究

吳國(guó)維

（科盛環(huán)保科技股份有限公司,南京 211500）

介紹一種能有效去除油田含油污水中油含量及胞外聚合物等有機(jī)物、有效減輕管式超濾膜污染的一種低滲透油田含油污水處理工藝方法。

含油污水;胞外聚合物;管式超濾膜

0 背景

低滲透油田具有儲(chǔ)集層孔隙小、喉道細(xì)，滲流阻力大，傳導(dǎo)能力差等特點(diǎn)，因此對(duì)注入水有著較高的要求。目前油田主要采用重力除油+混凝+粗濾+精濾工藝、壓力除油（旋流、粗?；?混凝+粗濾+精濾工藝、氣浮選+粗濾+精濾工藝三套方法來(lái)控制含油污水的油含量、懸浮物固體含量、懸浮顆粒粒徑中值，但以上工藝具有工藝環(huán)節(jié)多，不能有效去除乳化油及有機(jī)物、不能穩(wěn)定地把油含量、懸浮物固體含量、懸浮顆粒粒徑中值控制在低滲透油田注水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。近年來(lái)，隨著國(guó)內(nèi)水處理技術(shù)的進(jìn)步，物化除油+纖維球過(guò)濾、物化除油+纖維束過(guò)濾、生物法+超濾膜工藝在油田水處理系統(tǒng)逐漸開始應(yīng)用，但還存在以下問(wèn)題：一是普通的物化工藝不能有效去除乳化油及有機(jī)物，纖維球、纖維束被油及有機(jī)物污染后，再生難度大，使用壽命短。

二是在生物法+超濾膜工藝中，胞外聚合物是膜污染的主要污染物，含量的增加會(huì)導(dǎo)致更嚴(yán)重的膜污染，膜污染加劇造成頻繁清洗更換膜組件，這不僅提高了污水處理成本，還延長(zhǎng)了污水處理時(shí)間，從而限制了微生物+膜法在低滲透油田污水處理技術(shù)中的應(yīng)用。

1 工藝內(nèi)容介紹

圖1 工藝流程圖

步驟1）預(yù)處理：來(lái)自于地層的含油污水首先進(jìn)入預(yù)處理池，其中預(yù)處理池底安裝有空氣曝氣裝置，對(duì)進(jìn)水進(jìn)行曝氣處理，使含油污水中的硫化物被充分氧化；預(yù)處理的目的在于使含油污水中具有還原性的硫化物被氧化，可減輕硫化物等還原性物質(zhì)對(duì)除油菌劑中微生物的代謝活動(dòng)的抑制，保證微生物對(duì)原油及其它有機(jī)物的降解效果不至于降低；同時(shí)，預(yù)處理池中浮選去除部分浮油；

步驟2）生物接觸氧化處理：經(jīng)預(yù)處理后的含油污水進(jìn)入生物接觸氧化系統(tǒng)，對(duì)含油污水中原油進(jìn)行降解；其中生物接觸氧化系統(tǒng)包括串聯(lián)的至少兩級(jí)生化池，生化池中設(shè)置親水性組合填料，經(jīng)該步驟處理后的含油污水，可達(dá)到如下效果：在進(jìn)口含油≤200mg/ L、COD≤400mg/L、BOD≤200mg/L時(shí)，出口含油0～2mg/L、COD≤100mg/L、BOD≤30mg/L。

步驟3）含油污水經(jīng)生物接觸氧化系統(tǒng)后，進(jìn)入高效曝氣沉降池，高效曝氣沉降池包括曝氣室和斜板沉降室兩部分；其中曝氣室內(nèi)底部設(shè)置有空氣曝氣裝置，污水在曝氣室內(nèi)停留時(shí)間0.5～1h，曝氣裝置工作使含油污水中的溶解氧維持在1.0～2.0mg/L；經(jīng)曝氣室曝氣處理后的污水進(jìn)入斜板沉降室，在斜板沉降室內(nèi)停留時(shí)間3.0～4h，斜板沉降室內(nèi)底部沉降的殘?jiān)ㄆ谛斗?，沉降室?nèi)的上層清液進(jìn)入超濾膜過(guò)濾系統(tǒng)內(nèi)；其效果在于：曝氣室中COD≤100mg/ L、BOD≤30mg/L，微生物需要的碳源匱乏，污水中游離微生物處于饑餓狀態(tài)，此時(shí)，游離微生物細(xì)胞外的胞外聚合物以及分散在污水中的胞外聚合物是微生物內(nèi)源呼吸的主要碳源，因此，當(dāng)溶解氧維持在1.0～2.0mg/L時(shí)，胞外聚合物能得到有效降解；胞外聚合物及其它可生化降解有機(jī)物在曝氣室被微生物消耗后，微生物在斜板沉降室開始老化、自溶，并隨其它固體顆粒在斜板沉降段沉降沉降下來(lái)；經(jīng)本級(jí)處理后，出口含油≤1mg/L、COD≤80mg/L、BOD≤10mg/L，胞外聚合物及其它可生化降解的有機(jī)物得到有效去除，減輕了油及胞外聚合物對(duì)后續(xù)的超濾膜的污染程度，可使超濾膜化學(xué)清洗周期及使用壽命得到有效延長(zhǎng)；

步驟4）超濾膜過(guò)濾系統(tǒng)處理：其中超濾膜過(guò)濾系統(tǒng)包括兩端開口的管狀超濾膜，污水從超濾膜的一端的進(jìn)口進(jìn)入，再?gòu)某瑸V膜另一端的出口離開，其中超濾膜的進(jìn)口和出口之間設(shè)有循環(huán)泵，流過(guò)超濾膜的污水，有一部分穿過(guò)超濾膜的滲透水經(jīng)滲透水出水閥進(jìn)入注水罐，另一部分回流至超濾膜的進(jìn)口進(jìn)行反復(fù)過(guò)濾，其中超濾膜的濾孔孔徑20～30nm，膜面流速2.8～3.5m/s，經(jīng)超濾膜反復(fù)過(guò)濾后，殘留在超濾膜的進(jìn)口和出口之間的濃縮水送至生物接觸氧化系統(tǒng)進(jìn)行循環(huán)處理；膜面流速2.8～3.5m/s時(shí)，可維持較好的滲透壓，以利于發(fā)揮超濾膜的滲透作用。

2 結(jié)論

（1）本工藝特點(diǎn)：胞外聚合物的其它可生化降解的有機(jī)物得到有效去除，減輕了油及胞外聚合物對(duì)超濾膜污染程度，使超濾膜化學(xué)清洗周期及使用壽命得到有效延長(zhǎng)，超濾膜通量穩(wěn)定，化學(xué)清洗周期延長(zhǎng)到60d以上，斜板沉降室只需要3～4月進(jìn)行一次排污，不需要反沖洗，整個(gè)裝置易于現(xiàn)場(chǎng)管理。

（2）本工藝出水水質(zhì)指標(biāo)達(dá)到低滲透油田A級(jí)注水水質(zhì)指標(biāo)，其中懸浮物固體含量≤3mg/L、粒徑中值≤2μm、含油量≤1mg/L。

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.22.055

吳國(guó)維（1986-）,男,江蘇揚(yáng)州人,本科,助理工程師,研究方向：水污染控制研究。