CN103880250A

CN103880250A - 一种油田污水处理工艺

Info

Publication number: CN103880250A
Application number: CN201410117330.9A
Authority: CN
Inventors: 白金美; 荐小纯; 邹易; 袁晨阳; 王萌; 方丝丝
Original assignee: Changzhou University
Current assignee: Changzhou University
Priority date: 2014-03-26
Filing date: 2014-03-26
Publication date: 2014-06-25
Anticipated expiration: 2034-03-26
Also published as: CN103880250B

Abstract

一种油田污水处理工艺，步骤为：首先将油田污水加入到缓冲池中，再将污水通过提升泵加入到负压冷却塔中进行冷却，然后将冷却后的污水依次经过一级缺氧池进行水解酸化处理、一级好氧池进行硝化处理、沉淀池进行沉淀和第二缺氧池进行反硝化处理，最后将污水加入MBR反应池，污水即可达标排放，其中水解酸化处理、硝化处理、反硝化处理过程中的所采用的微生物为黄色短杆菌、蜡状芽孢杆菌、施氏假单孢杆菌和短短芽孢杆菌。本发明通过油田污水处理***及工艺的改进能够进一步提高油田污水处理效率，提高了出水水质；并且选用的两个菌种共同处理油田污水时存在协同效果，对油田污水中污染物能够有效的降解。

Description

一种油田污水处理工艺

技术领域

本发明属于油田污水处理领域，尤其涉及一种油田污水处理工艺。

背景技术

随着石油行业的快速发展，原油处理厂和各大炼油厂纷纷成立，石油、石化生产过程中产生的含油污水主要有采油污水、钻井和洗井污水、炼厂污水等，其中以采油污水和炼厂污水排放量最大，不仅含油浓度高，而且含有大量的固体悬浮物和其他污染物。自2008年以来，国家、各地方先后颁布了严格的含油污水排放标准，国家制定了新的更为严格的废水综合排放标准，即：DB21/1627-2008（COD<50mg/L，氨氮<8(10)mg/L，总氮<15mg/L，总磷<0.5mg/L），各企业原有的污水处理工艺已经不能满足污水排放的高标准，亟需新的污水处理工艺。

原处理工程生化阶段采用CAST（Cyclic Activated Sludge Technology）工艺，是在ICEAS工艺基础上发展起来的第三代SBR工艺，其特点是设有生物选择器，可防止污泥膨胀和去除溶解性有机物，其处理工艺机理是在可变容积的“充水——排水、曝气——非曝气”活性污泥法***中进行生物除磷脱氮（硝化和反硝化），具有除磷和脱氮的能力，该工艺的处理效果主要取决于泥龄、供氧量和一个循环中曝气和非曝气时段的比例。而目前CAST池正常运行情况下，难以满足新标准要求。

发明内容

本发明为解决现有技术中原油CAST工艺对油田污水处理效率低的不足，提供一种油田污水处理工艺。

一种油田污水处理工艺，步骤为：首先将油田污水加入到缓冲池中，再将污水通过提升泵加入到负压冷却塔中进行冷却，然后将冷却后的污水依次经过一级缺氧池进行水解酸化处理、一级好氧池进行硝化处理、沉淀池进行沉淀和第二缺氧池进行反硝化处理，最后将污水加入MBR反应池，污水即可达标排放，其中水解酸化处理、硝化处理、反硝化处理过程中的所采用的微生物为黄色短杆菌、蜡状芽孢杆菌、施氏假单孢杆菌和短短芽孢杆菌。

缓冲池

缓冲池具有调节、降温、隔油等多功能的用途。

冷却塔

缓冲池出水通过提升泵提升进入冷却塔进行冷却，为后续生化处理提供良好的温度条件，确保处理效果。

水解酸化

在缺氧的条件下，通过水解酸化污泥与废水充分混合，利用发酵细菌释放的胞外酶进行断链，使废水中的难降解大分子有机物彻底消化成易降解的小分子可溶性基质，从而，提高废水的可生化性，同时也可以去除部分有机物，降低出水的有机物浓度。

硝化处理

水解酸化后污水进入一级好氧池内进行硝化处理，利用好氧微生物进一步分解有机物，微生物新陈代谢所需要的氧气由鼓风机和曝气器供给，在硝化过程中，有机物被微生物生化降解，去除率较高，同时，废水中的氨氮及有机氮被硝化菌氧化为亚硝酸盐和硝酸盐，有机磷则大部分被转化为无机磷酸盐。

沉淀池

经硝化后污水自流入沉淀池，在此池内完成固液分离和污泥浓缩，部分泥水混合液回流至一级缺氧池进行反硝化处理，底部经过浓缩的剩余污泥进入原有污泥处理***。

反硝化

出水自流入反硝化池；利用反硝化细菌的作用，将废水中的残余硝酸盐及亚硝酸盐转化为氮气，有效降低水中的总氮含量，确保出水总氮达标；

MBR池

为了确保废水处理***稳定达标，特设MBR池，利用膜组件的高效截流过滤作用获得稳定的出水水质。同时，反硝化添加的残余碳源在此也可得到充分的去除。经MBR池后，废水即可达标排放。

作为优选，所述的负压冷却塔将污水冷却至28～32℃。

进一步地，所述的缓冲池为平流式缓冲池，缓冲池池面设置有撇油机，进一步将浮油收集起来。

作为优选，所述的的微生物固定在污泥中，这样微生物的世代期较长，耐冲去击荷的能力较强，对水质变化较大以及有抵制性作用的有机废水具有较稳定的处理效率。

进一步地，所述的硝化处理过程中要向污水中加入碳酸钠，以控制硝化池中pH为7～8。为提高***硝化效率，当原水碱度不足时，需适当补加碳酸钠，以利于硝化反应的进行。

进一步地，所述的水解酸化处理和反硝化过程中要向污水中补充碳源，所述的碳源为乙酸和葡萄糖的混合物，每吨污水中混合物加入量为0.26kg，其中乙酸与葡萄糖质量比为5:8。

作为优选，所述的MBR反应池中设置有若干生物膜膜组件，反应池内设置有曝气***，曝气量气水比为20:1。

进一步地，在MBR反应池末端出口处污水中加入聚铁和次氯酸钠，每吨污水中加入0.05kg聚铁，形成含铁污泥，最终经过排泥实现总磷的去除。

本发明的有益效果是，本发明通过油田污水处理***及工艺的改进能够进一步提高油田污水处理效率，提高了出水水质；并且选用的几个菌种共同处理油田污水时存在协同效果，石油降解菌株之间的合理的互配，有利于更好的发挥其降解功能，生态因子与不同生态位的菌株相互联系和相互作用有利于构建的生态***更加稳定，对油田污水中污染物能够有效的降解。本发明中所需设备简单，造价低，适用于工业化生产处理。

附图说明

图1为本发明工艺流程图。

具体实施方式

本发明所采用的石油降解菌培养、筛选及驯化方法如下：

好氧的微生物来自油田污水中。试验采用牛肉膏蛋白胨培养基富集培养，培养基组成成分为：原油量为3g/L；K₂HP0₄·3H₂O1g，K₂HZPO₄1g，MgSO₄·7H₂O0.5g，NH₄NO₃1g，CaCI₂0.02g，原油3g，pH值7.8。

降解菌的分离纯化方法为：培养基中加1%(w/v)原油样品，30℃摇床培养7d，取富集液2mL接种相同新鲜培养基，相同条件下培养7d，如此连续富集培养30d，以牛肉膏蛋白陈培养基平板进行分离纯化，进行5次以上的纯化，镜检后确定为纯菌，纯化后的菌株保存于牛肉膏蛋白胨斜面与冰箱中保存(-4℃)。

具有降解功能的好氧菌株经过初筛和复筛，分离出的好氧石油降解功能微生物共4株，好氧菌株的群落特征如下所示：

黄色短杆菌：褶皱凸面黄色表面不平滑无光泽边缘不整齐圆形；

蜡状芽孢杆菌：白色表面不平滑无光泽边缘整齐扩展圆形；

施氏假单孢杆菌：扩展乳白色表面平滑有光泽边缘整齐圆形；

短短芽孢杆菌：扩展白色表面不平滑无光泽边缘不整齐圆形。

高效功能菌的驯化及生态适应：

(1)在MBR池和活性污泥池内分别加入好氧活性污泥和菌液，水解酸化池内加厌氧污泥和菌液，而后各池注满含油污水，在恒温35℃条件下，对两个好氧池—MBR池和活性污泥池进行曝气，培养36到48小时；

(2)接入的菌种利用含油污水中的有机物进行自身增值，同时释放聚β—羟基丁酸相互凝聚成菌胶团。在MBR池中以生物膜的形式固着在污泥上，在活性污泥池中，菌胶团相互结合形成悬浮生长的微生物絮体；生物膜和活性污泥池中微生物絮体形成后，经沉降，放掉上清液，再注入含油污水驯化，重复三天。

(3)第6天起，水解酸化池保持间断进水，约4天换一次水；好氧池连续进水，流量控制在4L/h左右，停留时间20h。

(4)试验微生物的培养、驯化历时15天，进入生物处理***的为低污染物浓度(COD150到250mg/L)的含油污水，灰黑色、浑浊，具有强烈刺激性油味，pH约为7。

出水无色无味，经历了一个由浊变清的过程，沉淀池表面有时可见油膜，比较而言，MBR池出水要清澈透明一些，活性污泥池出水经常可见少量灰白色悬浮物。活性污泥池污泥沉降性良好，污泥沉降比(SV)2%到3%。

活性污泥和生物膜中的生物相均经历了一个渐变过程：第1到2天，生物相以细菌占优势，量很大且非常活跃，逐渐形成均菌胶团；第3一4天，菌胶团体积增大，细菌生命力旺盛；鞭毛虫类原生动物出现，并逐渐成为优势种群；第5天以后，菌胶团边界清晰，较为致密，细菌活跃，游动型和固着型纤毛虫先后出现，代替鞭毛虫类成为优势种群。最终***内形成以钟虫类占优势，与游动型纤毛虫、鞭毛虫及细菌共同组成的微生物群落。

实施例1

如图1所示，油田污水加入到缓冲池中，经缓冲池的调节、降温、隔油等作用，可由设置在池面的撇油机将浮在液面的油品收集起来，污水在缓冲池中停留时间为16min。接通提升泵的电源，缓冲池出水通过提升泵进入冷却塔进行冷却，将污水冷却至28～32℃，为后续生化处理提供良好的温度条件，确保处理效果。

将冷却后的污水通入一级缺氧池，在缺氧的条件下，通过水解酸化污泥与废水充分混合，利用发酵细菌释放的胞外酶进行断链，使废水中的难降解大分子有机物彻底消化成易降解的小分子可溶性基质，从而，提高废水的可生化性，同时也可以去除部分有机物，降低出水的有机物浓度。本发明中所采用的石油降解菌为微生物为通过上述方法驯化得到的黄色短杆菌、蜡状芽孢杆菌、施氏假单孢杆菌和短短芽孢杆菌，此水解酸化处理过程中需要补充足够的碳源，所述的碳源为乙酸和葡萄糖的混合物，每吨污水中混合物加入量为0.26kg，其中乙酸与葡萄糖质量比为5:8，污水在一级缺氧池停留时间为4.5h。

一级缺氧池出水自流入一级好氧池，利用好氧微生物进一步分解有机物，微生物新陈代谢所需要的氧气由鼓风机和曝气器供给，在硝化过程中，有机物被微生物生化降解，去除率较高，同时，废水中的氨氮及有机氮被硝化菌氧化为亚硝酸盐和硝酸盐，有机磷则大部分被转化为无机磷酸盐，为提高***硝化效率，当污水碱度不足时，需补加碳酸钠保持pH值为7～8，以利于硝化反应的进行，污水在一级好氧池停留时间为10h。

将一级缺氧池处理后污水加入到沉淀池中，在此池完成固液分离和污泥浓缩，部分泥水混合液回流至一级缺氧池进行反硝化处理，底部经过浓缩的剩余污泥进入污泥处理***，沉淀池表面负荷为0.82m³/m².h。

将沉淀池中的污水通入二级缺氧池中，利用反硝化细菌将废水中的残余硝酸盐及亚硝酸盐转化为氮气，有效降低水中总氮的含量。此反硝化过程中需要补充足够的碳源，所述的碳源为乙酸和葡萄糖的混合物，每吨污水中混合物加入量为0.26kg，其中乙酸与葡萄糖质量比为5:8，污水在二级缺氧池停留时间为4h。

最后将经反硝化后的污水加入到MBR池中，MBR反应池中设置有若干生物膜膜组件，反应池内设置有曝气***，曝气量气水比为20:1，利用MBR膜组件高效截流过滤作用获得稳定的出水水质。同时，反硝化添加的残余碳源在此也可得到充分的去处；在MBR反应池末端出口处污水中加入聚铁，每吨污水中加入0.05kg聚铁，并加入次氯酸钠将二价铁氧化成三价铁，将与残余磷酸盐反应过的聚铁沉淀下来，形成含铁污泥，最终经过排泥实现总磷的去除，污水在二级好氧池停留时间为9h。

下表为利用本发明方法处理污水前和处理后的污染物浓度：

名称	COD	总氮	氨氮	挥发酚	单位
						前	300～450	50～60	20～40	6	mg/L
后	38	10	5	0.27	mg/L

由上表可知，通过本发明方法对油田废水处理效果较明显，完全符合DB21/1627-2008（COD<50mg/L，氨氮<8(10)mg/L，总氮<15mg/L）。

对比实施例1

将实施例1采用的降解菌中的黄色短杆菌去除，其他条件与实施例1相同，最终得到的结果如下表所示：

名称	COD	总氮	氨氮	挥发酚	单位
						前	300～450	50～60	20～40	6	mg/L

后

56

20

15

0.85

mg/L

由上表可知虽然与实施例1只是少加入了一种降解菌，其最终污水处理效果远不如实施例1的处理效果。

实验证明将实施例1中任一种降解菌去除，其最终处理效果均达不到DB21/1627-2008标准的要求。

Claims

1.一种油田污水处理工艺，其特征在于：首先将油田污水加入到缓冲池中，再将污水通过提升泵加入到负压冷却塔中进行冷却，然后将冷却后的污水依次经过一级缺氧池进行水解酸化处理、一级好氧池进行硝化处理、沉淀池进行沉淀和第二缺氧池进行反硝化处理，最后将污水加入MBR反应池，污水即可达标排放，其中水解酸化处理、硝化处理、反硝化处理过程中的所采用的微生物为黄色短杆菌、蜡状芽孢杆菌、施氏假单孢杆菌和短短芽孢杆菌。

2.根据权利要求1所述的油田污水处理工艺，其特征在于：所述的负压冷却塔将污水冷却至28～32℃。

3.根据权利要求1所述的油田污水处理工艺，其特征在于：所述的缓冲池为平流式缓冲池，缓冲池池面设置有撇油机。

4.根据权利要求1所述的油田污水处理工艺，其特征在于：所述的微生物固定在污泥中。

5.根据权利要求1所述的油田污水处理工艺，其特征在于：所述的硝化处理过程中要向污水中加入碳酸钠，以控制硝化池中pH为7～8。

6.根据权利要求1所述的油田污水处理工艺，其特征在于：所述的水解酸化处理和反硝化处理中要向污水中补充碳源，所述的碳源为乙酸和葡萄糖的混合物，每吨污水中混合物加入量为0.26kg，其中乙酸与葡萄糖质量比为5:8。

7.根据权利要求1所述的油田污水处理工艺，其特征在于：所述的MBR反应池中设置有若干生物膜膜组件，反应池内设置有曝气***，曝气量气水比为20:1。

8.根据权利要求1所述的油田污水处理工艺，其特征在于：所述的MBR反应池末端出口处污水中加入聚铁，每吨污水中加入0.05kg聚铁。