采油污水的处理现状
2014-08-15吴文琼长江大学化学与环境工程学院湖北荆州434023
吴文琼(长江大学化学与环境工程学院 湖北荆州 434023)
我国大部分油田已进入开发中后期,各油田普遍采用注水开发方式采油,采出液含水率不断上升,随之产生的采油污水也不断增多。采油污水具有高含油量、高矿化度、高盐度等特点,主要处理方法如下。
一、物理法
1.重力沉降
重力沉降是利用油滴与水的密度差而进行油水分离的一种方法。停留时间和合理的水力设计是重力沉降的重要影响因素。重力沉降主要有自然沉降除油、斜板除油、粗粒化除油等方法,适用于污水的前处理,对于油水密度差值大的污水处理效果好,除油效率可达90%。
2.过滤
过滤法是利用颗粒介质滤料截留及惯性碰撞筛分的表面黏附聚并等机理截留石油类和悬浮物的一种方法,一般用于污水处理的后阶段。常见颗粒介质有石英砂、核桃壳、高分子聚合物等。其中核桃壳过滤器质地较轻、滤料亲油性能好,得到广泛应用。随着纤维材料的发展和应用,其正逐渐用于油田污水的深度处理。
二、化学法
1.化学混凝法
混凝法是向水中投加助混凝剂,使难以沉淀的胶体颗粒聚合,直至能自然沉降。混凝剂主要分无机混凝剂和有机高分子类混凝剂。化学混凝法操作简单、对溶解油和悬浮物的去除效果较好,但产生泥渣多、COD去除率不高,一般作为预处理。
2.化学氧化法
化学氧化法是利用氧化剂将废水中溶解态物质转化成无毒或低毒物质,或达到容易与水分离的状态,方法主要有:臭氧氧化法、催化氧化法、UV/H2O2氧化法以及UV/O3氧化法等。刘春英等采用载铜活性炭和催化氧化法处理采油废水,COD从400mg/L降至100mg/L以下。
3.电解法
电解法是指在直流电作用下,利用阴阳极的氧化还原反应,将难降解有机物转化为可生化物质,提高污水的生物可降解性,对于去除乳化油及高分子有机物效果良好。其主要包括电解氧化法、电解气浮法、电解絮凝法以及脉冲电解法。电解法具有操作简便灵活、设备体积小、污泥量少等优点。
三、物理化学法
1.气浮分离法
气浮是固-液或液-液分离的一种技术,它将高速分散的微小气泡作为载体粘附污水中的污染物,使其随气泡浮至水面加以处理。其处理对象主要为乳化油以及疏水性悬浮物。根据气泡产生方式,气浮分离法可分为:电解凝聚气浮法、分散空气气浮法、溶气气浮法等。李志健等[1]利用电凝聚气浮技术处理某采油厂废水,电解气浮20m in后,除油率最高可达89.6%。
2.吸附法
吸附法利用吸附剂多孔、比表面积大以及亲油的性质,使油类污染物吸附在其表面或空隙内,以达到除油的目的。常用的吸附材料有煤炭、吸油毡、陶粒、石英砂等,对大分子有机污染物处理效果显著。Ventures将膨润土制成改性有机粘土颗粒吸附剂,污水经此吸附剂及活性炭吸附柱两次吸附后,出水总石油类、油脂、苯类物质含量均小于0.5g/L。
四、生物法
1.厌氧生物法
采油污水在进行好氧处理前一般采用厌氧生物法进行预处理。在无氧条件下,由厌氧菌降解有机物,产生CO2和CH4。厌氧消化分为两个阶段:(1)酸发酵阶段,有机物在产酸菌的作用下,分解为低级脂肪酸及其他产物;(2)甲烷发酵阶段,脂肪酸在产甲烷菌的作用下转化成CO2和CH4。
2.好氧生物法
(1)活性污泥法
活性污泥法原理是:通过充分曝气供氧,使微生物群体大量繁殖悬浮在水中,从而利用其降解污水中的污染物;停止曝气时,悬浮微生物絮凝体沉淀与水分离,使污水得到净化。GilbertT等采用活性污泥法处理某采油污水,在污泥停留时间为20d时,石油烃类去除率为99%左右。
(2)生物膜法
生物膜法是污水土地处理的人工强化法,微生物附着在载体上繁殖,并形成膜状生物污泥。生物膜法的反应器主要有生物滤池、生物流化床和生物接触氧化等。Campos JC等将经粗砂过滤与纤维酯膜(MCE)微滤处理后的采油废水,再通入生物滤池内进行处理,处理后COD、TOC和苯酚类的去除率分别为65%、80%和65%。
3.自然处理法
(1)氧化塘法
在氧化塘中主要依靠微生物的代谢活动以及水生植物的综合利用,降解污水中的有机物,净化污水。大港油田采用氧化塘法处理采油废水,效果显著,COD、石油类、SS去除率由43%、51%、-14%提高到77%、98%、26%[2]。
(2)人工湿地法
人工湿地主要通过植物吸收及沉淀作用、植物介质表面附着的生物降解作用、介质的吸附作用等来净化污染物。吐哈油田利用芦苇湿地处理含油污水后,BOD、氨氮去除率分别为85%,54%,出水水质达到《综合污水排放标准》要求[3]。
4.生物强化技术
生物强化技术是指在生物处理系统中,投加具有特定功能的微生物、营养物或基质类似物,增强系统对特定污染物的降解能力、提高降解速率、达到有效处理含难降解有机物废水的目的。生物强化技术主要有三种:直接投加特效降解微生物、投加生物共代谢基质及辅助营养物质以及固定化生物强化技术。目前,应用最为普遍的方式是直接投加具有特效降解能力的微生物。
结束语
采油污水是一种含有固体杂质、液体杂质、溶解盐类和溶解气体的复杂多相体系,通过单一的物理、化学等处理方法一般难以达到理想的效果,可根据需要将各种处理方法有效结合处理。
[1]李志健,付政辉,电凝聚气浮技术处理采油废水的研究[J],中国给水排水,2009,7(25):83~89.
[2]胡琦,大港油田氧化塘生物处理采油废水[J],油气田环境保护,2006,1(16):21~23.
[3]陈坤,芦苇湿地系统处理油田污水的研究[J].科技传播,2011,1:89~91.