微生物污水處理技術(shù)的應用

2013年第30卷第5期石油化工腐 蝕與防護CORROSION & PROTECTION IN PETROCHEMICAL INDUSTRY應用技術(shù)微生物污水處理技術(shù)的應用易冬蕊',劉敏艷”,高天然’,劉婷婷'(1.陜西延長(cháng)石油(集團)有限責任公司研究院,陜西西安710075;2.延長(cháng)油田股份有限公司定邊采油廠(chǎng),陜西榆林718600;3.陜西延長(cháng)石油集團油氣勘探公司天然氣勘探開(kāi)發(fā)部,陜西延安716000)摘要:目前國內普遍采用物理化學(xué)法處理油田污水,但此方法安全性差,容易造成二次污染及水資源浪費等問(wèn)題。微生物污水處理技術(shù)具有運行能耗低、降解有機物徹底、出水水質(zhì)穩定等特點(diǎn),且與膜技術(shù)和過(guò)濾分離聯(lián)合使用效果更顯著(zhù)。通過(guò)分析陜北油田污水處理現狀及流程,介紹了微生物油田污水處理技術(shù)在陜北油田污水處理的應用,利用微生物的專(zhuān)性和協(xié)同作用,對不同層位的采出水投加“倍加清”專(zhuān)性聯(lián)合菌群,為分析微生物技術(shù)在陜北油田污水處理上的適用性提供了依據。關(guān)鍵詞:油田采出水微生物污水處理中圖分類(lèi)號:TE 992.2文獻標識碼;A文章編號:1007 -015X(2013)05 -0061 -04油田污水一部分來(lái)自鉆井和采油污水, -部油藏,延長(cháng)組長(cháng)2、長(cháng)4 +5、長(cháng)8油藏。延安組油分來(lái)自壓裂反排液脫水站污水罐底水、洗鹽水、藏埋深1 600 ~2070 m,平均孔隙度為14. 5% ,平洗井水以及油區站場(chǎng)周邊工業(yè)廢水等。為減少污均滲透率為12.30x10-μm2,平均含油飽和度為水的直接外排,達到保護環(huán)境的目的,通常的處理52%。延長(cháng)組屬低壓、低孔、特低滲藏巖性油藏,方法是將油田污水凈化后再回注。- -般采用自然油藏埋深1970~2 670 m,平均孔隙度為9.1%，懸浮法、混凝浮升法、氣浮分離法、粗?；ㄒ约捌骄鶟B透率為7.5x 10 -3 μm2 ,平均含油飽和度為過(guò)濾法去除污水中的油及懸浮物。由于各油田污43. 5%。因此,其采出水回注工藝對水質(zhì)要求水的成分比較復雜,工藝差別較大,采用單- -的處較高。理技術(shù)效果不太顯著(zhù),因此在實(shí)際應用中,首先對圖1為目前低滲透油藏常采用的污水處理工其水質(zhì)進(jìn)行分析,對比各技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn),優(yōu)選兩三藝流程[4)。污水經(jīng)該流程處理后基本能達到回種方法聯(lián)合使用,使水質(zhì)達到排放指標”。注的要求,若工藝選用不合理、設備選型不恰當以微生物技術(shù)是21世紀環(huán)保技術(shù)發(fā)展的重要及加藥方式不規范等情況,注水水質(zhì)便難以控制。方向,與傳統的物化處理相比,微生物處理工藝具隨著(zhù)油田開(kāi)采的不斷深人,注水開(kāi)發(fā)開(kāi)采、復合物有高效、經(jīng)濟性好、工藝簡(jiǎn)單、操作方便、出水水質(zhì)驅采、復合驅采等化學(xué)新技術(shù)的應用,使得污水處穩定、無(wú)需加藥、污泥產(chǎn)量少、安全環(huán)保及抗沖擊理問(wèn)題日益嚴重,為了進(jìn)--步改善油田注水系統等優(yōu)勢[2]。的處理水平,提高油田污水處理質(zhì)量,微生物污水處理技術(shù)近年來(lái)逐漸受到重視。其與膜分離技術(shù)1油田污水處理現狀聯(lián)合使用的方法已在我國多個(gè)油田完成了現場(chǎng)中陜北大部分油田屬于低滲透和特低滲透油試,并在新疆和大慶等油田完成了工業(yè)化應用,取藏,其儲層孔隙度小，孔隙喉道細小.滲透率相對得了良好的處理效果。較低。為保證低滲透油藏的地層壓力,防止油藏污染,要求低滲透油田同步注水或超前注水,因此收稿日期:2013 -04 -25 ;修改稿收到日期:2013-07-15。對水質(zhì)的要求更高,采用常規的工藝方法處理的作者簡(jiǎn)介: 易冬蕊(1985 -),助理工程師,2012年畢業(yè)于西污水水質(zhì)難以達標3]。延長(cháng)油田定邊采油廠(chǎng)屬安石油大學(xué)油氣儲中國煤化工地面工程生于低滲透油區,主力開(kāi)發(fā)油層為延安組延9、延10產(chǎn)管理工作。 E-malYHCNMH G61.應用技術(shù)石油化工腐蝕與防護2013年第30卷殺菌劑水質(zhì)改性劑絮凝、助凝劑污水↓m[除油罐+[調節罐[泵提升、混合__ 旋沈反應器PE管式過(guò)濾器t改性纖維球過(guò)濾器-油水分離過(guò)濾器←-[ 側向流斜板除油器緩蝕阻垢凈化罐←→ 回注單元一 → 出水圖1污水處理流程Fig. 1 Process of sewage treatment2微生 物污水處理技術(shù)求嚴格,需要對污水的溫度、鹽度、酸堿度進(jìn)行控2.1技術(shù)原理制，以達到微生物的生存要求。污水中含有糖、蛋白質(zhì)、脂肪、淀粉等適應微微生物處理污水技術(shù)實(shí)際就是利用微生物的生物生長(cháng)的物質(zhì),通過(guò)水合、活化、氧化、還原、合新陳代謝,分解、轉移和轉化污水中的有機物,對成等反應,降解和利用有害物質(zhì),把污水中復雜的有機物進(jìn)行強化處理。但是對污水中懸浮物,需有機物降解成簡(jiǎn)單的無(wú)機物,最后轉化成水和要聯(lián)合過(guò)濾法、膜分離技術(shù)進(jìn)行懸浮物的截留。CO2,為微生物繁殖提供了所需的養分。專(zhuān)性微例如“專(zhuān)性微生物+膜”( MMBR)處理工藝是目生物是針對某種污水水質(zhì),從自然界中進(jìn)行篩選、前最為簡(jiǎn)單的兩段式處理工藝,其流程如圖2所分離、馴化,通過(guò)配伍形成適應該類(lèi)水質(zhì)的聯(lián)合菌示。通過(guò)微生物降解污水中的有機物,膜分離懸種,利用專(zhuān)性試驗菌種的專(zhuān)性和協(xié)同作用降解污浮物來(lái)完成污水的凈化,菌體得到了分離,出水的水,不存在二次污染。但是微生物的生存環(huán)境要懸浮物和細菌的含量可達到排放指標。殺菌劑水質(zhì)改性劑緩蝕劑溢流沉降罐來(lái)水_皇皇→除油罐一微生物及膜處理設施H中口凈化水罐+出水日2 MMBR工藝流程Fig.2 Process flow of MMBR2.2試驗工藝流程池,如果水溫超過(guò)40C,首先應打人冷卻水,降低由于不同層位.不同區塊的油田采出水性質(zhì)污水溫度使其有利于微生物的生長(cháng),環(huán)境溫度控相差較大,因此必須在前期根據微生物適應定性制在10 ~45 C;壓力控制在常壓，也可以在試驗選擇合適的聯(lián)合菌群。微生物處理污水的試0.5 MPa下運行;溶解氧質(zhì)量濃度通常是小于等驗工藝流程如圖3所示。含油污水來(lái)自延長(cháng)油田于2 mg/L;進(jìn)水pH值為6~9,含油質(zhì)量濃度采出水,主要設備為微生物反應池，投加“倍加20~300mg/L,懸浮物質(zhì)量濃度50~300mg/L,清"專(zhuān)性聯(lián)合菌群,進(jìn)行菌的馴化與培養,并按要硫化物質(zhì)量濃度小于等于50 mg/L,礦化度小于求的污水停留時(shí)間運行。等于150000mg/L,聚合物質(zhì)量濃度小于等于增氧泵}增氧泵200mg/L。然后反應池中投加“倍加清”高效聯(lián)合菌群,-般的水力停留時(shí)間為4~8 h。微生物污水一→計量泵]- -級生化池- 三級生化池一→出水以污水中的有機污染物為營(yíng)養源,通過(guò)細菌自身的氧化還原、合成等反應完成水中有機物及油類(lèi)“倍加清”專(zhuān)性聯(lián)合菌群的降解,最后依靠生物膜的吸附氧化作用去除原圖3試驗工 藝流程油和有機物。Fig.3 Lab engineering flow diagram3微生物中國煤化工含油污水經(jīng)除油罐后用泵引人微生物反應2009 4TYHCN M H G不同層位采62.第5期微生物污水處理技術(shù)的應用應用技術(shù)出水為試驗樣本進(jìn)行微生物污水處理,分析微生物和16:00進(jìn)行水樣采集。試驗數據如表1所示。技術(shù)在低滲透油藏的適用性。試驗時(shí)間為1周,分在運行初期需要定期向生化池中投加聯(lián)合菌種,同別對上述兩個(gè)層位的采出水投放“倍加清”專(zhuān)性聯(lián)時(shí)為了保持專(zhuān)性菌的優(yōu)勢和活性,需要投加專(zhuān)性活合菌群,每天污水停留時(shí)間8 h,每天分別在8:00性劑和抗表面活性劑。表1實(shí)驗數據Table 1 Experimental datamg/Lw(油)p(機械雜質(zhì))w(總鐵)層位采樣日期進(jìn)水出水去除率,%出水去除率(%)延97月1 日21. 1818.4313.0691.71597.37月2日 21. 1817. 2518.66(95.00.27. 4521. 9620.08(90.093. 87月3日27.452.4591.0.198.87月4日92. 9長(cháng)296.43:85.73.296. 97月5日21.96 0. 7896.97月6日 20.780.786.25(0.862.520. 78100.0596.087.57月7日20.781. 1894.300.293.81.96.0.696.7從表1可以看出,采出水的水質(zhì)明顯好轉,前MMBR是將膜分離技術(shù)替代傳統二級生物處理兩天延9地層出水含油去除率不高,是由于菌膜在工藝中的二沉池,該處理工藝已在不同區域不同運行初期還處于培養馴化階段,隨著(zhù)試驗的進(jìn)行,水質(zhì)特點(diǎn)的油田完成了多個(gè)現場(chǎng)試驗,具有處理效菌膜逐漸適應水質(zhì),出水含油去除率也由13%提率高、出水水質(zhì)穩定;占地面積小;剩余污泥量少,高到91.4 %。兩個(gè)層位含油、機械雜質(zhì)以及總的處置費用低;結構緊湊,易于自動(dòng)控制和運行管理;鐵含量大大降低,去除率基本都在90 %以上,可達出水可直接回用等特點(diǎn),特別適用于低滲透特低到采出水的回注要求。微生物對兩個(gè)層位的含油滲透油藏,可避免或減少對環(huán)境造成的污染。去除效果較好,機械雜質(zhì)次之，總鐵稍差。長(cháng)2采參考文獻出水的總的鐵含量去除率稍微有些波動(dòng),去除效果穩定性稍弱。同時(shí)微生物可將有害細菌徹底殺滅,[1]楊云霞,張曉健.我國主要油田污水處理技術(shù)現狀及問(wèn)題減少生物腐蝕,降低整體腐蝕速率。[J].油氣田地面工程,200 ,20(1):4-5.[2]毛翠玲. 微生物處理技術(shù)在油田水處理中的應用[].科技創(chuàng )新導報,2012(23) :87.4結論[3]吳新國, 王新強,明云峰.陜北低滲透油田采油污水處理與微生物污水處理技術(shù)在低滲透油藏應用效果綜合利用[J].工業(yè)水處理,2007 ,27():74-77.較好,是國內油田采出水處理技術(shù)得一- 個(gè)發(fā)展趨[4]雷海， 徐曉龍,齊聚.關(guān)于對吳起油田污水處理工藝的研究勢。但該技術(shù)也有一定的局限性,因此必須聯(lián)合和探討[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品,2012(19) :208.(編輯杜婷婷)其他先進(jìn)的技術(shù)才能提高污水水質(zhì)的達標率。中國煤化工MHCNMHG63.應用技術(shù)石油化工腐蝕與防護.2013年第30卷Application of microbes waste water treatment technologyYi Dongruil ,Liu Minyan2，Gao Tianran' ，Liu Tingting'(1. Research Institute of Shaanxi Yanchang Petroleum (Group) Co. , Ltd. , Xi' an Shaanci 710075;2. Dingbian Oil Production Plant of Yanchang Oil Field Co. , Ltd.，Yulin, Shaanxi 718600;3. Natural Gas Exploration Development Department of Shaanxi Yanchang Petroleum Co.，Ltd. ,Yan' an, Shaanxi 716000)Abstract: In China, the waste water from oil fields is generally treated by physic - chemical processes. Theses processes arepoor in safety and easy to produce secondary pollution and waste the water sources. Whereas, the microbes waste water treatmenttechnologies are low in energy consumption in operation, complete in microbes degradation and good in treated water quality, etc.When it is applied in combination with membrane technology and filtration separation technology, the water treatment eficiencywill be greatly improved. Through the analysis of the existing process of waste water treatment in Shaanbei Oil Field andoperation, the application of laboratory microbes waste water treatment technology in the treatment of waste water of Shaanbei 0ilField is introduced, which features the application of the obligation and synergistic efct of microbes and injection of obligatebacteria group into the different production waters. This provides a good basis for the study on the applicability of microbes wasteater treatment technology in the treatment of waste water of Shaanbei 0il Field.Keywords: production water of oil field, microbe , waste water treatment國內外動(dòng)態(tài)禁止進(jìn)口高灰份、高硫份的劣質(zhì)煤炭，研究出臺煤炭質(zhì)量我國將制定煤制天然氣發(fā)展規劃管理辦法。限制高硫石油焦的進(jìn)口。日前，國務(wù)院發(fā)布《大氣污染防治行動(dòng)計劃》,力爭再(摘自中國石化新聞網(wǎng))用五年或更長(cháng)時(shí)間,逐步消除重污染天氣,全國空氣質(zhì)量深海鋼結構防腐技術(shù)獲突破明顯改善。到2017年,煤炭占能源消費總量比重降低到65%以下。京津冀長(cháng)三角、珠三角等區域力爭實(shí)現煤炭9月1日,深海環(huán)境犧牲陽(yáng)極性能研究、新型高效鋁消費總量負增長(cháng),通過(guò)逐步提高接受外輸電比例、增加天合金犧牲陽(yáng)極研制等多項深海防腐研究課題通過(guò)審查,然氣供應、加大非化石能源利用強度等措施替代燃煤。標志著(zhù)我國在深海環(huán)境下鋼結構防腐蝕研究方面取得了《行動(dòng)計劃》要求加大天然氣、煤制天然氣煤層氣等新成果。清潔能源供應。到2015年，新增天然氣干線(xiàn)管輸能力經(jīng)過(guò)一系列防腐研究和試驗,海油工程完成了深海1500億立方米以上,覆蓋京津冀、長(cháng)三角、珠三角等區域。環(huán)境腐蝕模擬實(shí)驗系統的研制,實(shí)現了對深海環(huán)境腐蝕優(yōu)化天然氣使用方式，新增天然氣應優(yōu)先保障居民生活模擬溫度、壓力等各項技術(shù)參數的監測和動(dòng)態(tài)分析,率先或用于替代燃煤;鼓勵發(fā)展天然氣分布式能源等高效利開(kāi)發(fā)出腐蝕電化學(xué)實(shí)驗檢測技術(shù),掌握了新型鋁合金犧用項目,限制發(fā)展天然氣化工項目;有序發(fā)展天然氣調峰牲陽(yáng)極的配方和熔鑄工藝,獲得了鑲嵌式復合犧牲陽(yáng)極電站,原則上不再新建天然氣發(fā)電項目。的“秘方”、結構.冶煉鑄造方法及實(shí)用設計方案。制定煤制天然氣發(fā)展規劃,在滿(mǎn)足最嚴格的環(huán)保要海油工程充分利用地緣優(yōu)勢,廣泛聯(lián)合中國科學(xué)院求和保障水資源供應的前提下,加快煤制天然氣產(chǎn)業(yè)化海洋研究所、中國海洋大學(xué)、鋼鐵研究總院青島海洋腐蝕和規?；椒?。研究所等科研機構,充分發(fā)揮雙方技術(shù)資源優(yōu)勢,形成了積極有序發(fā)展水電,開(kāi)發(fā)利用地熱能、風(fēng)能、太陽(yáng)能、生產(chǎn)學(xué)研深度互動(dòng)、協(xié)同創(chuàng )新的局面,為我國海洋鋼結構防物質(zhì)能,安全高效發(fā)展核電。到2017年,運行核電機組裝機腐研究做出了一系列有益探索。容量達到5000萬(wàn)千瓦,非化石能源消費比重提高到13%。據統計,每年被腐蝕的鋼材占鋼材總量的10%~《行動(dòng)計劃》要求推進(jìn)煤炭清潔利用。提高煤炭洗選20%,約6000萬(wàn)噸。在海洋環(huán)境中被腐蝕破壞的鋼結構比例,新建煤礦應同步建設煤炭洗選設施,現有煤礦要加也與日俱增中國煤化工!在眉睫?？旖ㄔO與改造;到2017年,原煤入選率達到70%以上。TYHCN MH C責訊中心) ..