海上油田水处理中微生物处理技术的应用

付武军(中海石油气电集团有限责任公司，北京 100600)

0 引言

随着我国工业化与城市化进程的快速发展，对石油能源的需求量持续增加，当前我国石油开采已经进入到中后期，采出的原油含水率高达90%，在油水分离过程中受技术、人工操作等因素影响产生大量的含油污水，如果这类污水没有经过标准化处理直接排放到土壤或河流中，不仅会对自然环境造成严重的污染，还可能引发污油火灾事故，损害油田企业的经济效益，甚至威胁人们的生命健康。海上油田企业应该真正认识到油田水处理的重要性，并采取适宜的微生物处理技术，降低含油水污染，提高含油污水的利用率，促进油田业健康稳定的发展[1]。

1 油田水处理的作用

石油能源是工业发展的血液，石油能源的广泛应用结束了我国传统的手工生产时代，标志着我国进入到机械化生产时代，推动了我国社会生产力的进步。同时石油能源的出现为社会创造了多种类型的工作岗位，在一定程度上缓解了就业难的问题，为实现我国科技与经济高质量发展提供有利的支持。同时这也说明现代社会的发展离不开石油能源的支持。但是当前在我国石油能源开采过程中，由于油田污水处理不规范，石油质量及应用性能大幅度下降，因此海上石油企业应该高度重视石油水处理问题，采用科学的技术与方法，合理去除石油污水中的有害物质，在提升油质的基础上，实现污水的回收再利用，进一步落实我国可持续发展的战略目标[2]。

2 油田水处理中微生物处理技术的相关论述

2.1 技术原理

微生物处理技术主要是借助微生物的特点对油田污水进行净化处理，实现污水的二次利用，具体而言，就是利用组合菌群的作用，建立一个能够快速降解污水中有机物的生物群，以对污水中的烃类、蜡类、酚、萦、胺、苯等多种元素进行生物降解。然后通过控制专项菌群的繁殖率，促使菌群通过水合、活化、繁殖以及竞争等方式在生物群中稳定下来，形成一个优势菌群，并逐渐增强菌群的抗毒性与适应性，进而充分发挥菌群在海上油田污水处理中的有效性。

2.2 技术优势

与其他油田水处理技术相比，微生物处理技术最突出的一个优势就是适用性强，能够快速适应周围的自然环境，加强对自然环境的保护。另外，微生物处理技术还具有高效优质、经济实用等特点，而且不会产生二次污染，这是物理、化学等处理技术所不可比拟的优势。现阶段，在一些经济、科技都相对发达的西方国家，他们已经可以熟练的应用微生物处理技术进行海上油田水处理。而我国由于经济、科技发展起步较晚，还未完全掌握微生物处理技术的应用要点，难以将微生物处理技术更好的应用于海上油田水处理过程中，因此相关部门应该加大对微生物处理技术的研究力度，深度挖掘微生物处理技术的潜在价值，不断提升微生物处理技术的应用性能，进一步提高海上油田水处理效果。

2.3 处理流程

利用微生物处理技术进行海上油田水处理，通常需要遵守以下流程：隔油池提升泵—调节池—提升泵—微生物反应池—沉淀池—缓冲池—提升泵—改性纤维球过滤器—进行紫外杀菌—滤后水罐—除氧剂处理—完成注水。工艺流程比较复杂，所以对相关工作人员的职业技能要求也相对较高，工作人员不仅要全面掌握技术处理流程，还要具备丰富的技术处理经验，保证污水水质达标，避免发生不必要的污油火灾事故。需要注意的是，在进行紫外杀菌时，必须在紫外杀菌仪上安装改性纤维球过滤器，保证杀菌效果符合相关规定。此外，由于沉淀池经常会发生中和、沉淀等化学反应，在微生物由反应池转入到沉淀池后，可以借助这些化学反应有效去除老化的生物膜，进而提升含油污水处理质量。

2.4 技术类型

微生物处理技术从微生物对氧的需求上可分为好氧微生物处理技术与厌氧微生物处理技术两大类型，其中好氧微生物处理技术又包括氧化塘处理技术、活性污泥处理技术、生物膜处理技术以及AB处理技术，而厌氧微生物处理技术包括厌氧生物转盘处理技术、升流式厌氧污泥床处理技术以及厌氧接触处理技术，每种微生物处理技术应用性能各不相同，因此海上油田企业只有根据自身油田污水实际情况，选择最适宜的污水处理技术，才能取得最佳的污水处理效果[3]。

第一，氧化塘处理技术。氧化塘处理技术主要利用池塘中的微生物、藻类等水生植物对污水或有机废水进行好氧生物处理。在该技术处理过程中，池塘中的微生物通过对污水中的有机物进行有效分解而产生大量的二氧化碳、碳酸盐、铵盐等物质供藻类等水生植物生长。而藻类等水生植物借助光合反应产生的氧气又为微生物生长提供有利的支持，同时藻类蛋白还能够为池塘中的鱼、鸟等生物提供必要的营养。氧化塘处理技术不仅能够有效处理污水中的有害物质，还能够充分利用污水处理过程中产生的各种物质，具有良好的经济作用。现阶段，氧化塘技术在油田污水处理中取得了良好的应用成果。例如在2000—2004年之间，大港油田坚持采用氧化塘处理技术进行海上油田污水处理，促使COD、石油类以及SS的去除率分别从43%、51%和14%增加到77%、98%和26%。

第二，活性污泥处理技术。活性污泥处理技术是指按照固定比例，将具有特定降解性能的细菌菌液投放到生化池中用来增强混合液内中特定细菌的活性，并完善曝气池中的细菌种类。同时能够在流入污水水质稳定的情况下，充分发挥微生物的氧化作用；但即便污水水质或生存环境发生改变，微生物也能够保持一定的活性，不断加强曝气池的抗冲击负荷能力，保证污水处理质量。将活性污泥处理技术与固定化微生物技术进行有机结合，将选定的优势菌固定在载体上，不仅能够有效增加浓度，还能够延长停留时间，进一步提高污水处理效率与质量。

第三，生物膜处理技术。生物膜处理技术主要是利用生物膜的吸附作用，对海上油田污水中的有机物进行有效吸附，促进污水处理工作顺利的开展。微生物和其聚合物是生物膜的重要组成成分，利用生物膜处理技术进行油田污水处理，不仅能够有效节约污水处理时间与成本，还能够为微生物造成良好的生长繁殖环境，同样该技术也具有良好的污水净化处理效果，也是当前油田企业广泛采用的一种污水处理技术。

第四，“AB”处理技术。“AB”处理技术一般是指在海上油田污水处理过程中分为A和B“两阶段曝气”处理工艺。每个阶段都有相互隔离、单独的曝气过程与泥水分离过程，同时活性污泥的回流也是相互隔离的。中原油田石化总厂曾利用“AB”处理技术进行采油废水的处理，虽然处理后的外排水中的石油类、氨氮等指标都满足回用水标准，但 Cl-、COD 严重超标。同时在实际处理过程中，A段会产生大量的臭气，对自然环境造成严重的污染，且普遍存在脱氮难、污泥多等不良问题。近年随着我国科学技术的进步，推动各种类型的油田污水处理技术不断发展与完善，促使“AB”处理技术逐渐被淘汰。

3 油田水处理中微生物处理技术的应用影响因素

在海上油田水处理过程中应用微生物处理技术，容易受环境、基质等各种因素的影响，接下来就针对这些影响因素展开详细的论述：

第一，温度。温度是影响微生物活性大小最重要的一个因素，通过相关研究表示，在采用微生物处理技术进行油田污水处理时，当温度处于20～30 ℃之间，微生物的活性最高，污水净化处理效果最好。同时在此温度范围内，微生物的活性特征随着温度的升高而变得越来越明显，但是如果水温没有达到规定的温度，不仅无法充分显示微生物的活动特性，污水处理效果也会明显下降。

第二，溶解氧。适当的溶解氧浓度可以促进好氧型微生物进行充分的呼吸，取得最佳的海上油田污水处理效果。但是如果溶氧浓度过低，不仅会影响好氧型微生物的呼吸情况，还会降低油田污水处理效果，甚至对周围环境造成严重的安全威胁。

第三，pH值。一般来说，要想有效提高微生物对含油污水的处理性能，就必要严格把控含油污水的pH值，将其控制在6.5～8.5之间，酸性或碱性过强的水体环境不仅会能影响微生物的生长，还可能对污泥絮体造成严重的破坏，大大降低污水处理的效果。

4 提升海上油田水处理中微生物处理技术应用效果的措施

4.1 加大微生物处理技术的推广力度

近年随着我国社会经济的快速发展，对石油能源的需求不断增加，推动石油企业更快更好的发展。在石油开采过程中，一些石油企业只顾自身经济效益的增加，不够重视海上油田污水处理工作，在污水处理上面投入的人力、物力及财力成本无法支撑污水处理工作高质量开展。在这种情况下，应该充分发挥政府部门的引导作用，做好海上油田污水处理工作的宣传，提高海上油田企业的思想意识，使其真正认识到海上油田污水处理的重要性。同时还要加大微生物污水处理技术的普及与推广，通过政府相关政策的扶持与激励促进微生物处理技术在油田水处理中得到有效的应用，提高海上油田污水处理效率与质量。

4.2 提高相关工作人员的综合素质

海上油田污水处理工作人员是海上油田污水处理工作重要的执行者与实施者，其综合素质的高低在一定程度上决定着油田污水处理效果，因此海上油田企业要重视海上油田污水处理工作人员的素质培训工作。例如，定期开展关于海上油田微生物污水处理技术的培训会议，聘请相关领域的专家进行海上油田水处理技术的讲解与自身工作经验的分享，确保员工能够掌握充足的技术理论与专业的实践技能，为提升微生物处理技术在海上油田水处理中的应用效果提供有利的人力支持。

4.3 贯彻落实生态环保理念

海上油田水处理的初衷就是有效净化油田污水中的有害物质，避免对自然环境造成不良影响。因此在海上油田水处理过程中，海上油田企业要贯彻落实生态环保理念，坚持采用清洁、绿色的污水处理技术，这为微生物处理技术的应用与普及提供有利的契机，将微生物处理技术合理的运用到海上油田水处理过程中，不仅可以加强对周边自然环境和地下水资源的保护，还可以有效提升污水水质及石油质量，促进海上石油企业良性发展。

5 结语

微生物处理技术具有成本低、效率高、种类多、无二次污染等诸多特点，在海上油田水处理过程中应用微生物处理技术，不仅有利于节约企业投资成本，而且有利于贯彻落实我国绿色环保的战略发展目标，推动油田业更快、更好的发展。虽然目前微生物处理技术在海上油田水处理过程中已取得显著的成效，但是在实际应用过程中仍存在较大的不稳定性，易受环境或基质等因素影响，因此仍需要不断完善微生物技术处理流程，提高相关工作人员的专业技能，并加大海上油田水处理工作的监管力度，最大限度发挥微生物处理技术在油田水处理中的经济价值与社会价值。