陈庄集油站污水生化除油工艺参数的优化

2015-02-08孙磉礅中国石化胜利油田分公司石油工程技术研究院

油气田地面工程 2015年3期

孙磉礅中国石化胜利油田分公司石油工程技术研究院

陈庄集油站污水生化除油工艺参数的优化

孙磉礅中国石化胜利油田分公司石油工程技术研究院

胜利油田陈庄稠油开采区污水含油量为48mg/L，需要对其进行预处理，使其含油量降至2mg/L以下，以满足采油污水深度处理的要求。室内模拟生化处理流程包括气浮、生化和沉降三部分。采油污水进入气浮预生化池，主要去除颗粒较大的悬浮物和悬浮油，然后再进入一级生化池和二级生化池。在两级生化池中，水中的溶解油和其他有机物被投加的石油烃类降解菌群所降解，生化出水进入沉降池，经沉降后排放。采用生物接触氧化高效除油技术处理陈庄稠油污水，生化出水含油量小于2mg/L，达到采油污水深度处理要求；稠油污水最佳停留时间为16h，最佳适应温度为35～40℃，最佳气水比为10∶1～12∶1，最佳营养配比为COD∶N∶P=100∶5∶1。

稠油；污水处理；生物接触氧化；悬浮物；含油量；优化

稠油热采需要消耗大量宝贵的淡水资源，同时又会产生大量污水，是造成油田污水富余问题的重要原因之一。采油污水经深度处理后，通过热采锅炉回用，不仅可以解决稠油热采的淡水水源问题，节约淡水资源，而且可以降低油田富余污水的处理压力，保护生态环境。胜利油田陈庄稠油开采区污水含油量为48mg/L，需要对其进行预处理，使其含油量降至2mg/L以下，以满足采油污水深度处理的要求。本文以陈庄集油站外输污水为水源，采用生物接触氧化除油工艺处理污水，并对该工艺的运行参数进行优化。

1 室内模拟流程的建立

室内模拟生化处理流程包括气浮、生化和沉降三部分。采油污水进入气浮预生化池，主要去除颗粒较大的悬浮物和悬浮油，然后再进入一级生化池和二级生化池。在两级生化池中，水中的溶解油和其他有机物被投加的石油烃类降解菌群所降解，生化出水进入沉降池，经沉降后排放。

2 生物膜挂膜方法

将高效菌种投加法与活性污泥法结合，先向一级生化池中投加50L活性污泥，为避免投加菌群被悬浮污泥带走，经过48h，待悬浮污泥在填料上悬挂稳定后投加菌群SL—16。前三天实行间歇进水，12h置换生化池中一半的污水，再利用12h进行曝气。从第四天开始小流量进水，进水量为4L/h，随时对挂膜后生物膜上的细菌和原生动物镜检，重点监测水的悬浮物含量和含油量。

3 生化除油工艺参数的优化

3.1 污水最佳停留时间的确定

污水处理中，污水停留时间越短，所处理的水量就越大，但污水的处理效果随生化处理时间的缩短变差。通过室内模拟实验发现，污水停留时间为16h时，污水处理效果出现拐点，时间缩短后效果急剧变差，见图1。停留时间为16h以上时，平均出水含油量小于2.0mg/L。综合处理效果和处理水量，认为停留时间16h为最佳停留时间。

图1 不同停留时间下的生化出水含油量

3.2 最佳适应温度的确定

温度是影响生物处理的环境因素之一，不同的生物菌群适应不同的温度范围。室内实验结果表明，生物接触氧化的适应温度为25～50℃，35℃和40℃时效果最佳，如图2所示。所以选取35～40℃为最佳的降解温度。

图2 不同温度下原油的去除效果

3.3 最佳气水比的确定

生物接触氧化法主要是利用好养菌完成污水净化作用的，微生物的氧化、合成和内源呼吸全部需要氧。供气可使氧化池中的溶解氧维持在一个相当的水平上，满足微生物的需要。从气水比对溶解氧和生化出水含油的影响实验可知，随着气水比的增加，生化池中的溶解氧含量在逐渐增加，气水比在10∶1～18∶1时处理效果最好，生化出水的含油量都小于1.0mg/L。考虑到节约能源，选定最佳气水比为10∶1～12∶1。

3.4 最佳营养配比与营养组合

在采油污水中投加营养盐可以促进微生物的生长代谢，进而提高生物法除油的效果。实验分别按照COD∶N∶P=100∶5∶1和BOD∶N∶P=100∶5∶1比例进行，结果如图3和图4所示。对比实验结果可以看出，采用COD∶N∶P=100∶5∶1的效果要好于BOD∶N∶P=100∶5∶1的效果。