油田開采污水處理技術分析

彭宏亮王龍飛宮　偉張　冰

1常州大學石油工程學院 2青海油田公司鉆采工藝研究院3新疆油田分公司風城油田作業區　4中國石油青海油田分公司采油二廠

油田開采污水處理技術分析

彭宏亮1王龍飛2宮偉3張冰4

1常州大學石油工程學院 2青海油田公司鉆采工藝研究院3新疆油田分公司風城油田作業區4中國石油青海油田分公司采油二廠

油田開采過程中產生的污水成分非常復雜，且有很多難以降解的有機物，通常都采用傳統活性污泥法進行處理，但該方法對氨氮的去除效果不理想。單純采用某一種處理工藝很難有效將廢水中的污染物徹底清除。通過水解酸化和A/O生物脫氮技術的聯合應用試驗可知，利用水解酸化池，在水解酸化工藝的基礎上應用A/O生物脫氮技術，能有效去除采油污水中的污染物，對于很難被降解的采出污水都可以起到很好的處理效果，并能較好地處理氨氮超標問題。

污水；水解酸化；A/O生物脫氮技術；污染物；處理效果

油田開采過程中產生的污水成分非常復雜，且含有很多難以降解的有機物，通常都采用傳統活性污泥法進行處理，但該方法對氨氮的去除效果不理想。探討采油污水經濟合理的處理方法，有效處理氨氮超標問題，資源化利用活性污泥等廢棄物，已經成為重大且緊迫的課題。

1　化學處理方法

化學處理方法有絮凝法、氧化法兩種。根據油田污水的屬性選擇合適的處理方法，以達到經濟有效的目的。

（1）絮凝法。絮凝法的操作方法是加入絮凝劑到水中，破壞水中膠體顆粒的穩定狀態，膠體顆粒互相聚集和碰撞會形成絮狀物質，這種物質易于從水中分離出來。因此，絮凝可以用于解決煉油廢水中的有機污染物和濁度等污染成分。絮凝法在實際應用中，常常與沉淀或氣浮等工藝聯合應用，作為處理污水的預處理手段。利用微生物絮凝劑，通過生物技術制作而成的污水處理劑，具有熱穩定性強、易降解等特點，且無二次污染，應用較廣。

（2）氧化法。氧化法包括臭氧化法、光催化氧化法、濕化氧化法3種。臭氧化法處理方法不會產生二次污染和污泥，但操作成本較高，在污水流量過大的情況下不起作用，通常都是將其和生物活性炭吸附技術進行聯合應用。光催化氧化法處理法可以將氧化劑和光輻射結合起來，以實現處理污水的目的，不會產生二次污染。濕化氧化法包括濕式空氣氧化法和催化濕式氧化法，前者是利用分子氧進行液相氧化工藝的過程；后者是在高溫環境下，將有機物氧化成二氧化碳等無害物質，其轉化效率更高，反應時間更短。

2　物理處理方法

物理處理方法包括吸附、氣浮法、膜分離法三種。

（1）吸附。該方法就是利用固體物質的多孔性，將廢水中的污染物吸附出來。常用的吸附劑有活性炭，可有效去除污水的臭味和色度等，但這種處理方式的成本較高，而且比較容易出現二次污染。在實際應用中，常與臭氧氧化和絮凝法合用。

（2）氣浮法。該方法是指通過高度分散的微小氣泡，對污水中的懸浮物進行粘附，使懸浮物隨著氣泡浮到水面再進行分離，被分離的對象通常是污油和疏水性固體懸浮物。在采油污水的實際處理中，常常在采用隔油和絮凝工藝后，再采用氣浮法。例如，將渦凹氣浮裝置放在隔油池，對污水進行處理，進水時，污水含油量250 mg/L，出水時，污水含油量不足10 mg/L，去除率高達97%。試驗證明，氣浮法對污水的處理效果顯著。

（3）膜分離法。該處理方法包括反滲透、超濾、濾波等不同的方法，這些處理方法對廢水微生物、有機物、色度、臭味等都能有效去除，出水的水質穩定可靠。

3　生化處理方法

生化處理方法包括厭氧處理法、好氧處理法、聯合工藝法三種。

（1）厭氧處理法。采油污水通常可生化性差、COD高，要先采用厭氧進行預處理，以提高后續污水處理的可靠性。該方法包括：①升流式厭氧污泥床。通常污泥的平均質量濃度為30 g/L左右，水利停留時間較短，有機負荷高，采取中溫消化，在反應區內設置3個分離器，被分離開的污泥可以自行流到反應區，并且污泥床內不需要任何載體，成本低，通常應用于濃度較高的廢水處理。②厭氧固定膜反應器。該反應器中有固體填料作為載體，將大量厭氧微生物附著在表面，還能使進水中的有機物轉化成二氧化碳和甲烷等物質，有利于去除。該方法具有微生物停留時間短、抗沖擊能力強等特點，且運行管理十分方便。

（2）好氧處理法。好氧處理法在采油污水處理中應用的比較多，例如高效好氧生物反應器、序批式間歇活性污泥法等，不過，單純使用該方法處理的情況較少，一般都是和厭氧處理法聯合應用。

（3）聯合工藝法。由于采油污水的種類多，水質成分復雜，采用單一的厭氧處理法或好氧處理法，都較難達到處理要求，但是，將二者聯合應用效果比較好，并有比較廣泛的應用。例如，采用膜法好氧和膜法缺氧組合等。以水解酸化和A/O生物脫氮技術的聯合應用為例：首先進行污水取樣，將其倒入水解酸化池，由于水解池中有產酸菌，具有生物分解、吸附、沉淀及生物絮凝的功能，在水解池的作用下，膠體物質和顆粒物質被迅速吸附，被截留的污泥也被水解池分解，污泥的停留時間比水力停留時間要長。在厭氧反應過程中，利用酸的作用，將大分子物質降解成小分子物質，將大量難以溶解的物質分解成可溶物質。當水力負荷較高時，這些物質可以隨著水流出水解反應器，當污水中的含油量減少到一定程度時，再采用A/O生物脫氮技術進行處理，對污水中的氨氮進行徹底清除。由試驗可知，整個分解和處理的過程非常迅速，具有可行性。該技術主要用于去除采油污水中的氨氮，該技術包括膜泥、泥法及膜法3種。在一般的污水中，膜法和泥法去除氨氮和有機物的差別較小，但是面對石油類物質的去除，泥法的處理效果相比膜法更顯著，膜法耐沖擊能力高于泥法，其生物膜因受沖擊脫落后可以很快恢復活性，其產泥量較小，能減少污泥的處置費用。但唯一不足的是，膜法對污水中油的適應性很差，只有當進水時，油的濃度小于20 mg/L時，才可以保證污水處理過程的順利進行。相對而言，泥法對進水時油濃度的適應性強于膜法，可以將石化污水進水油濃度控制在30 mg/L以下。另外，泥法工藝施工成本比膜法低，且泥法池內不需要安裝其他填料，能有效減少工程成本，且便于維護。由于污水成分各不相同，可以根據具體實際情況，選擇適合的污水處理技術。通過水解酸化試驗和A/O生物脫氮技術的對比分析可知，水解酸化和A/O生物脫氮技術的聯合應用對于化工污水處理的效果是顯著的。

4　結語

由于采油廢水污染物的種類多、被污染的水質復雜且變化大，很難被降解，單純采用其中某一種處理工藝都很難有效地將廢水中的污染物徹底清除掉。通過水解酸化和A/O生物脫氮技術的聯合應用試驗可知，利用水解酸化池，在水解酸化工藝的基礎上應用A/O生物脫氮技術，能有效去除采油污水中的污染物，對于很難被降解的采油污水都可以起到很好的處理效果，并能較好地處理氨氮超標問題。

（欄目主持張秀麗）

10.3969/j.issn.1006-6896.2015.7.021

2015-03-06