申请日2003.01.08
公开(公告)日2003.06.18
IPC分类号C02F9/14; C02F9/02
摘要
本发明公开的是石油及石油化工业使用的一种油田污水的生物处理方法及其激活剂，包括隔油处理、气浮处理、沉降处理。本发明是将经过隔油处理、气浮处理后的油田污水，经过生物接触氧化处理后，再经沉降外排或不沉降直接外排，或者回注。激活剂是一种无机营养液，它是根据污水无机盐的组成而确定，含有能使污水中原有微生物生长繁殖需要的无机营养成分和选定的投加菌种所需要的无机营养成分。利用本发明能有效地处理油田污水，特别是含聚污水，避免使用大量化学药品，既达到国家规定的外排标准，同时能最大程度的回收原油。降低生产成本，减少了因化学处理而造成的二次污染，保护环境。
権利要求書
1、一种油田污水的生物处理方法，包括隔油处理、气浮处理和沉降处理， 其特征在于本方法是将经过隔油处理、气浮处理后的油井产液，经过生物接触 氧化处理后，再经沉降外排或不沉降直接外排，或者回注。
2、根据权利要求1所述的一种油田污水的生物处理方法，其特征是生物接 触氧化处理包括制作室内生物接触氧化模型、筛选并驯化能分解污染物的高效 烃类氧化菌和高效原油降解菌和投加激活剂。
3、根据权利要求2所述的一种油田污水的生物处理方法，其特征在于生物 接触氧化处理首先对污水处理站中的采出污水做技术指标化验分析和污水微生 物群落分析，确定污水中原有微生物的种类及含量，包括(假单胞菌 (Pseudomonas)、芽胞杆菌(Bacillus);筛选出烃类氧化菌和原油降解菌的种类 和数量，作为激活剂的激活对象。
4、根据权利要求1或2所述的一种油田污水的生物处理方法，其特征在于 生物接触氧化处理是在室内生物接触氧化模型中做水处理试验并试用所选激活 剂配方，结合污水站的污水处理能力计算出激活剂的最佳配方。
5、根据权利要求3所述的一种油田污水的生物处理方法，其特征在于生物 接触氧化处理是在室内生物接触氧化模型试验中确定激活剂的最佳添加量，首 先在实验室中添加激活剂的有关成分，经培养后测试其含量，并在室内生物接 触氧化模型开展水处理试验，确定生化处理的最佳停留时间。
6、根据权利要求1所述的一种油田污水的生物处理方法，其特征在于做污 水分析试验时，对三次采油的采出水，还要测试聚丙烯酰胺的含量和好氧菌总 量，并在污水中接入降解聚丙烯酰胺和挥发酚的菌种：假单胞杆菌。
7、根据权利要求1或5所述的一种油田污水的生物处理方法，其特征在于 根据室内试验得出的激活剂配方和确定的生物处理停留时间，向做生物接触氧 化处理的污水池中投放激活剂。
8、根据权利要求7所述的一种油田污水的生物处理方法，其特征在于污水 池中放置组合式填料。
9、一种用于油田污水生物处理方法的激活剂，其特征在于该激活剂是一种 无机营养液，它是根据污水无机盐的组成而确定，含有能使污水中原有微生物 生长繁殖需要的无机营养成分和选定的投加菌种所需要的无机营养成分。
10、根据权利要求9所述的一种用于油田污水生物处理方法的激活剂，其 特征在于无机营养液中含有磷盐和氮盐、还含有微生物生长所必需的微量元素 及水分。
说明书
一种油田污水的生物处理方法及其激活剂
技术领域
本发明属于石油工业的污水处理方法，特别是一种油田污水的生物处理方法及其激活剂， 适用于所有的油田污水处理站，使油田污水或称采出废水符合达标排放或回注的要求，本发 明也适用于石油化工厂的污水处理。
技术背景
随着油田进入开发后期，采出液中综合含水率变的越来越高，造成了油田注水量越来越 大，在联合站进行处理的水量也越来越大。但是随着油田开发中各种采油技术的应用，油田 注入大量化学剂，导致部分产出水不能用于回注，造成注采不平衡，产生大量的废水需要外 排。这类采出污水成分复杂，石油类含量、化学需氧量-COD、挥发酚等有机污染物含量很高， 同时含有大量的各种采油技术应用的化学药剂残留物，水质严重超出国家规定得排放标准， 不能直接外排。对此类采出水或称污水一般采用物理化学法处理，例如：采用活性炭吸附处 理工艺，该项工艺要求吸附前进行过滤，操作上非常复杂，而油田污水的石油类含量及其它 杂质含量高，会造成过滤困难，同时活性炭在一定条件下会产生硫化氢从而污染空气，另外 废活性炭会污染地面环境，如果活性炭进行再生，会造成一氧化碳的污染;采用添加化学药 剂进行絮凝处理，添加硫酸铝或氯化铁进行混凝处理，该工艺应用的化学药品具有腐蚀性， 同时产生的污泥量大并难以脱水，对设备具有较高的要求，同时产生的大量污泥造成二次污 染问题;采用化学氧化法进行处理，利用臭氧氧化或氯气氧化，该工艺未反应的臭氧或氯气 释放到空气中造成环境污染，同时受到添加臭氧或氯气浓度的限制，氧化效率不能保证;以 上物理化学处理工艺针对油田外排污水处理都存在一个明显的问题就是处理污染物不彻底， 不能保证污水的处理达标或处理成本太高。随着油田开采期的延长，应用三次采油技术又出 现了新的问题。由于向地层内注入大量化学剂，尤其是聚丙烯酰胺，其采出水中的水相也会 含有聚丙烯酰胺，浓度有时达到几百mg/L。由于聚丙烯酰胺的粘稠性和吸附性，提高了水中 含油和悬浮固体的含量，使油水分离更加困难;聚丙烯酰胺凝胶与污油、悬浮固体形成的混 合物将引起过滤罐的堵塞，虽然可以采用化学药剂清洗的方法使之恢复过滤能力，但聚丙烯 酰胺污物在随后的污水过滤过程中仍会堵塞过滤通道，清洗后有效期不长，反冲洗周期短， 工作量大。因此，一般采出水的处理方法不能有效处理含聚丙烯酰胺采出水。未完全有效处 理的含聚丙烯酰胺污水回注到地层后会使粘土产生水化膨胀，或造成粘土微粒运移，再加上 水中本来就含有悬浮物堵塞渗滤表面，从而使油层渗透率下降，造成地层伤害。
发明内容
本发明的目的是创造一种油田污水的生物处理方法及其激活剂，将物理法和生物法处理 工艺相结合，形成一个有效的处理系统使采出的污水经处理后达到国家规定的外排标准或者 符合回注标准回注井内，有效地处理目前的油田污水。
本技术解决方案可达到上述目的：一种油田污水的生物处理方法，包括隔油处理、气浮 处理和沉降处理，本方法是将经过隔油处理、气浮处理后的油井产液，经过生物接触氧化处 理后，再经沉降外排或不沉降直接外排，或者回注。
一种用于油田污水生物处理方法的激活剂，是一种无机营养液，它是根据污水无机盐的 组成而确定，含有能使污水中原有微生物生长繁殖需要的无机营养成分和选定的投加菌种所 需要的无机营养成分。
应用本发明能有效地处理油田的采出废水，使采出废水中石油类含量、悬浮物、化学需 氧量-COD等主要指标达到国家规定的外排标准，同时能最大程度的回收原油，避免使用大 量化学药品，降低了生产成本，减少了因化学处理剂的使用而造成的二次污染，保护环境。 特别是应用该污水处理技术能有效地处理油田三次采油产出的含聚丙烯酰胺污水，使其含油 量、悬浮物等主要指标达到回注标准，同时能最大程度的回收溶解油。由于生物接触氧化处 理产生的污泥量非常少，根据具体情况，也可省去沉降池沉降这一工序。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明做进一步的详述。一种油田污水的生物处理方法，油田污水处 理是指对油井采出污水的处理，包括隔油处理、气浮处理和沉降处理，本方法是将经过隔油 处理、气浮处理后的油田污水，经过生物接触氧化处理后，再经沉降外排或不沉降直接外排， 或者回注。生物接触氧化处理包括制作室内生物接触氧化模型、筛选并驯化能分解污染物的 高效烃类氧化菌和高效原油降解菌，投加激活剂，投加激活剂是要使污水中原有的上述微生 物大量生长繁殖。生物接触氧化处理首先对污水处理站中的采出污水做技术指标化验分析和 污水微生物群落分析，确定污水中原有微生物的种类及含量，包括假单胞杆菌(Pseudomonas)、 芽胞杆菌(Bacillus);筛选出烃类氧化菌和原油降解菌的种类和数量，作为激活剂的激活对 象，也就是需要用激活剂培养繁殖的菌类。生物接触氧化处理是在室内生物接触氧化模型中 做水处理试验并试用所选激活剂配方，结合污水站的污水处理能力计算出激活剂的最佳配方。 室内生物接触氧化模型处理试验中还要确定激活剂的最佳添加量，首先在实验室中添加激活 剂的有关成分，经培养后测试其含量，并在室内生物接触氧化模型开展水处理试验，确定生 化处理的最佳停留时间。做污水分析试验时，对三次采油的采出水，还要测试聚丙烯酰胺的 含量和好氧菌总量，并在污水中接入降解聚丙烯酰胺的菌种：假单胞杆菌。根据室内试验得 出的激活剂配方和确定的生物处理停留时间，向做生物接触氧化处理的污水池中投放激活剂。 污水池中放置组合式填料，利于细菌的吸附形成生物量。一种用于油田污水生物处理方法的 激活剂，该激活剂是一种无机营养液，它是根据污水无机盐的组成而确定，含有能使污水中 原有微生物生长繁殖需要的无机营养成分和选定的投加菌种所需要的无机营养成分。无机营 养液中含有磷盐和氮盐、还含有微生物生长所必需的微量元素及水分。使用本发明，整个油 田污水的处理方法包括四个步骤，隔油处理、气浮处理、生物接触氧化处理和沉降处理从而 实现污水水质的改善。隔油处理是通过重力作用让污水中能上浮的油块上浮到液面，并溢出 收集;气浮处理是通过气浮选工艺，将污水中乳化油从污水中分离出来并通过刮抓机将气浮 浮出油刮除;生物接触氧化处理是一方面激活污水中原有的细菌，另一方面针对污水中难以 处理的有机物筛选特殊的细菌加入到生化系统中，如加入降解聚丙烯酰胺和降解挥发酚的菌 种。应用生物接触氧化工艺，除去污水中的有机污染物，经生物氧化处理后的污水进一步沉 降即可达到回注或外排的标准。具体步骤如下：
1、对油田污水处理站污水进行各项污水技术指标分析，包括：石油类含量、化学需氧量 (COD)、悬浮物、挥发酚、硫化物、氨氮、总磷等，同时进行污水微生物群落分析。
2、根据污水水质的分析结果，向污水中添加一定量的含磷和含氨氮的无机盐以及微生物 生长需要的微量元素，并通过培养测试微生物的生长情况，获得最佳无机盐及微量元素的添 加量，以此作为污水中原有细菌的激活剂。
3、根据污水水质的分析结果，针对污水的主要污染物筛选驯化能够在污水中生长并能有 效降解污染物的菌种。
4、室内在生物接触氧化模型上开展水处理试验，以确定生化处理停留时间及其它工艺参 数。
5、现场应用时，设计重力隔油、气浮、生物接触氧化、沉降四步处理工艺，设计能力为 实际处理量的1.2～1.5倍。
实施例一
油田G三块的外排采油废水合计每天约1万m3，主要来源于三个方面：1、G三注水站 用清水配注聚合物后产生的污水;2、热采污水;3、G三块实验污水。这三种采油废水通过 管线输送到G三污水处理站进行集中处理。原有的污水处理设施是三个总容积为6万m3的简 易隔油沉降池，主要靠重力除油，处理效果不理想，废水属超标排放。外排口水质以化学需 氧量(COD)、石油类和总有机碳(TOC)污染最重，监测结果的超标率为100%。另外污水中 氯离子、总盐量含量很高，溶解氧含量较低，这些因素加大了污水生化处理的难度。污水中 生化需氧量(BOD5)与化学需氧量(COD)的比值小于0.15，说明污水的可生化性很差。
针对污水性质，筛选出高效烃类氧化菌和原油降解菌，并优选出激活水中的烃类氧化菌 激活剂，将重力隔油、气浮、生物接触氧化、沉降等处理工艺有机的结合起来形成污水处理 系统，使污水达到国家规定的排放标准外排。
