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油田含聚掺混污水深度处理A/O工艺

发布时间:2022-7-13 10:15:34  中国污水处理工程网

  油田含油污水由于地层压有较大部分采出水无法有效回注,采取外排的方式进入地面水循环系统,如河流中,因此需要对其进行严格的处理,通常要满足一级A的标准。油田的含聚丙烯酰胺污水是一类比较复杂、特殊的污水,还存在含油多,粘度大的特点,如何对难以降解的聚丙烯酰胺进行有效分解,减少环境污染带来的压力,是油田应用聚丙烯酰胺驱油中非常关注的问题。油田含聚污水中污染物种类多,石油类的去除是基本,还要进一步降低COD,BOD5,TOC和总氮等指标才能达标排放。同时去除营养盐(尤其是氮和磷)是相当重要的,这样可以避免水体的富营养化,目前我国的油田含聚污水主要以回注为主,回注的主要指标是含油量和悬浮物。生活污水中含有磷,而含油污水中含有的磷元素较少甚至没有,二者掺混后进行处理可提高处理效率。在废水处理中,电子受体的添加对剩余污泥在厌氧处理过程中的释磷行为具有抑制作用。戴娴等研究了进水C/N对富集聚磷菌的SNDPR系统脱氮除磷的影响,C/N对系统的除磷性能没有影响。随着C/N的增大,出水NH4+-N浓度升高,C/N下降时,出水NO3--N浓度升高。魏超等采用A/O工艺,主要针对硫酸盐,硝酸盐,磷酸盐三种电子受体,研究石化废水等不同电子受体配比条件下对COD以及含油的去除取得较好的效果。寻找能产生还原性物质的微生物,促进聚丙烯酰胺的连锁氧化降解反应,从而完成其生物降解,是解决含聚污水外排一条重要的途径,目前有关聚丙烯酰胺降解的微生物报道很少。

  本研究将油田含油含聚污水中掺混了生活污水,生活污水为整个生物反应系统提供磷元素,通过分别投加SO42-作为电子受体,运行A/O工艺考察对其处理的效果,为实际的生产应用提供技术和理论支持。

  1、材料与方法

  1.1 试验材料

  试验用油田含聚污水取自大庆油田聚驱某联合站来水,掺混的含聚污水与生活污水比例为2:5,掺混后含油量为35mg/L-45mg/L,COD为2200mg/L-2500mg/L。

  1.2 试验方法

  油田含聚污水掺混生活污水后,室内试验通过A/O工艺装置进行处理,工艺流程如图1,有机玻璃反应器,在线温控设备控制反应器温度。控制硫酸根浓度(BOD/SO42-=0.68),通过计算确定进水SO42-浓度为300mg/L,直接加入到储水箱中,室内单元工艺效果试验设计规模为每天处理水量80L,水力停留时间为12小时。

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  1.3 分析方法

  含油量测定按SY/T5329-2012《碎屑岩油藏注水水质指标及分析方法》中含油量的测定方法进行测定(分光光度法);COD的测定按GB/T11914-1989《水质化学需氧量的测定》中测定方法进行测定(重铬酸钾法);聚合物浓度的检测执行Q/SYDQ0928-2011《聚合物采出液化验方法》;聚合物粘度的测定按GB/T10247-2008《粘度测定方法》执行。

  2、结果与讨论

  2.1 聚合物和COD的去除率

  如图2所示,生物反应器的进水聚合物浓度为520mg/L,厌氧出水在启动阶段由520mg/L逐渐升到639mg/L(这主要是聚合物在降解的过程中包裹的C=N双链暴漏出来,现在的方法主要是针对C=N双链进行检测的,因此实际检测的时候浓度升高,实际上HPAM的浓度是降低的)。反应器运行36天时,聚合物浓度降解至423mg/L,去除率达到17.5%。好氧出水聚合物浓度一直增加,虽然在检测数据上好氧工艺段对聚合物去除率较低,实际上是好氧工艺段有效地释放了C=N双键,实际上是降解了侧链。

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  如图3所示,厌氧出水COD浓度处于下降趋势,而好氧出水处于上升趋势,COD降解主要在厌氧段,厌氧COD去除率一直升高,稳定时去除率在15.2%~23.4%之间,好氧段一直处于降解状态,COD降低了56.3%,表明生物法对HPAM有一定的降解能力,只是降解难度大,但是其聚合物的溶液粘度降低80%以上,HPAM失去了原有的粘滞性,侧链得到了降解,聚合物失去了原有的重要的粘滞性功能。

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  2.2 含油量的去除效率

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  如图4所示,进水含油量为40.99mg/L,经过6d降解后,含油量由13mg/L将至约1mg/L,厌氧出水含油量去除率达到95%左右,同时测定的出水的悬浮物均值小于5mg/L。

  2.3 硫酸根(SO42-)与可溶性硫化物变化情况

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  如图5所示,厌氧和好氧出水SO42-浓度均由160~180mg/L降到20~40mg/L,在此区间达到稳定。可溶性硫化物则由110~120mg/L降到10~20mg/L。SO42-去除率在86.6%~93.3%之间,主要在厌氧段得到有效地的去除。

  2.4 pH值和ORP

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  如图6和图7所示,厌氧出水的pH值在8.2~8.6波动,好氧出水的pH值在8.8~9.0之间波动,说明在反应器已趋向稳定。ORP在16d后趋向稳定,在-530~-520mV之间,属于严格的厌氧状态,此时的厌氧反应器具有较好的可生化能力。

  3、结论

  采用A/O工艺,HPAM去除率达到17.5%,厌氧段COD的去除率23.4%,好氧段COD降低56.3%,生物法对HPAM有一定的降解能力,其聚合物的溶液粘度降低80%以上,聚合物失去了原有的重要的粘滞性功能。SO42-去除率在90%,厌氧出水含油量去除率达到95%左右,出水的悬浮物均值小于5mg/L。好氧出水的pH值高于厌氧出水,厌氧段ORP控制在-530~-520mV之间,属于严格的厌氧状态,具有较好的可生化能力。

  通过对难降解的油田含聚污水掺混生活污水,在控制C/S=0.68的条件下,电子受体的添加,可以有效的利用生物污水中的磷元素,提高了HPAM的生物降解能力,对污水中的含油和悬浮物有很好的去除效果,远远高于现有的含聚污水处理标准,达到了普通含油污水“511”的标准,该研究为油田含聚污水深度处理提供了技术和理论的支持。(来源:大庆油田有限责任公司第七采油厂)

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