CN111268860A - 抗盐含聚含油污水处理工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明提出抗盐含聚含油污水处理工艺。涉及油田污水处理技术领域。本发明主流程依次为气浮处理工艺、高级氧化处理工艺污水从顶部进入、下部流出，臭氧气体从下部进入，逆向和液体接触，同时在回形隔板的作用下，延长了水力停留时间，加强臭氧与液体的接触面积，提高氧化效果；微生物处理工艺、和MBR生物反应工艺。本发明具有如下有益效果：利用浮选技术使油水分离，高级氧化处理工艺段主要用于抗盐含聚含油污水中有机污染物的深度降解，从而有效降低原水粘度，微生物处理工艺去除的残余乳化油，MBR生物反应工艺出水悬浮物和浊度几近于零，处理后的水质良好且稳定，保证出水水质达到油田低渗透油藏回注水标准或回配标准要求。

Description

抗盐含聚含油污水处理工艺
技术领域：
本发明涉及油田污水处理技术领域，具体地说是抗盐含聚含油污水处理工艺。
背景技术：
油田含油含聚合物污水的回注水生物处理一种常用的工艺流程是：油田采出水→沉降气浮→生物处理→固液分离→一级过滤→回注，近年来油田聚驱采油逐渐开始使用抗盐聚合物驱油，抗盐聚合物是在原普通聚合物链中加入了抗盐功能性基团，以磺酸基团为主，聚合物可达到2500万分子量，形成类似于含有聚合物及表活剂的二元污水的一种水质情况，加入了抗盐基团后的聚合物，利用磺酸基团能够大量捕捉结合水中钙镁离子的作用，减少聚合物上起粘度作用的羟基基团与钙镁离子结合的几率，从而减少聚合物卷曲导致的粘度损失，因此使用抗盐聚合物配注能够进行污水混配，减少矿化度对粘度损失的影响，但是同时也增加了破乳及悬浮物絮凝的难度，使用现有的生物工艺处理抗盐聚合物驱油产生的含油含聚污水，很难达到油田再次注水利用要求的“5.5.2”水质指标。
发明内容：
为了解决上述问题，本发明提供抗盐含聚含油污水处理工艺。
本发明的技术方案是：抗盐含聚含油污水处理工艺，具体过程如下：抗盐含聚含油污水从进水管线经过调节阀和流量计进入气浮池，气浮池出水经提升泵升压进入高级氧化塔进口，高级氧化塔出水进入曝气池，曝气池出水进入微生物处理工艺段，微生物处理工艺段包括缺氧池和好氧池、斜板沉降池和MBR生物反应池，污水进入缺氧池，缺氧池出水进入好氧池，好氧池出水进入斜板沉降池，斜板沉降池前端设有两级反应池，两级反应池内分别有PAC加药装置和PAM加药装置投入PAC和PAM药剂，斜板沉降池出水经提升泵升压进入MBR生物反应池，MBR生物反应池的MBR膜后端有负压泵将超滤后的清水吸入清水池内，MBR生物反应池底部有活性污泥回流管线经过污泥回流泵输送到缺氧池进口处，污泥回流管线还通过阀门流入到污泥池，气浮池、斜板沉降池的排泥管线均流入污泥池，曝气池、缺氧池、好氧池和MBR生物反应池均由罗茨风机提供风量。
所述的气浮池，气浮池设有两套溶气系统，处理后的清水流经溶气系统进水管线进入溶气系统。
所述的高级氧化塔，包括塔体，塔体顶部为高级氧化进液管，塔体底部为高级氧化出液管，高级氧化出液管下部为臭氧曝气管线，高级氧化进液管流入的液体经过塔体内横向布置的回形隔板反复折返向下流入高级氧化出液管，塔体的水力停留时间为1h，臭氧曝气管线流出的臭氧气体经过回形隔板反复折返上升至塔体的顶部经过臭氧尾气处理器流出。
所述的气浮池，气浮池出水箱内接入Ph调节加药装置投入的Ph值调节剂。
本发明具有如下有益效果：本发明主流程依次为气浮处理工艺、高级氧化处理工艺、微生物处理工艺、和MBR生物反应工艺，其中气浮处理工艺主要用于处理抗盐含聚含油污水中的分散油和部分乳化油，利用浮选技术使油水分离，并对分离后的污油进行回收；高级氧化处理工艺段主要用于处理抗盐含聚含油污水中有机污染物的深度降解，同时，利用氧化作用，对污水聚合物进行断链，从而有效降低原水粘度，使原水粘度接近于正常清水值，大大降低了后续处理工艺的难度，污水从顶部进入、下部流出，臭氧气体从下部进入，逆向和液体接触，同时在回形隔板的作用下，延长了水力停留时间，加强臭氧与液体的接触面积，提高氧化效果；微生物处理工艺段主要采用微生物将气浮处理工艺段处理后的抗盐含聚含油污水中未被去除的残余乳化油，进行微生物破乳分离，未能破乳分离的乳化油进行生物降解去除；MBR生物反应工艺出水悬浮物和浊度几近于零，处理后的水质良好且稳定，保证出水水质达到油田低渗透油藏回注水标准或回配标准要求。
附图说明：
图1是本发明的工艺流程图；
附图2是本发明中高级氧化塔的结构示意图。
图中1-气浮池，2-臭氧尾气处理器，3-高级氧化塔，4-曝气池，5-缺氧池，6-好氧池，7-PAC加药装置，8-PAM加药装置，9-斜板沉降池，10-MBR生物反应池,11-负压泵，12-清水池，13-污泥回流泵，14-污泥池，15-臭氧发生器，16-溶气系统，17-进水管线，18-调节阀，19-流量计，20-高级氧化进液管，21-回形隔板，22-塔体，23-臭氧曝气管线，24-高级氧化出液管，25-罗茨风机，26-活性污泥回流管线，27-溶气系统进水管线，28-Ph调节加药装置。
具体实施方式：
下面结合附图对本发明作进一步说明：
由图1结合图2所示，抗盐含聚含油污水处理工艺，具体过程如下：抗盐含聚含油污水从进水管线17经过调节阀18和流量计19进入气浮池1，气浮池1出水经提升泵升压进入高级氧化塔3进口，高级氧化塔3出水进入曝气池4，曝气池4出水进入微生物处理工艺段，微生物处理工艺段包括缺氧池5和好氧池6、斜板沉降池9和MBR生物反应池10，污水进入缺氧池5，缺氧池5出水进入好氧池6，好氧池6出水进入斜板沉降池9，斜板沉降池9前端设有两级反应池，两级反应池内分别有PAC加药装置7和PAM加药装置8投入PAC和PAM药剂，斜板沉降池9出水经提升泵升压进入MBR生物反应池10，MBR生物反应池10的MBR膜后端有负压泵11将超滤后的清水吸入清水池12内，MBR生物反应池10底部有活性污泥回流管线26经过污泥回流泵13输送到缺氧池5进口处，污泥回流管线26还通过阀门流入到污泥池14，气浮池1、斜板沉降池9的排泥管线均流入污泥池14，曝气池4、缺氧池5、好氧池6和MBR生物反应池10均由罗茨风机25提供风量。
所述的气浮池1，气浮池1设有两套溶气系统16，两套溶气系统可根据污水进水的含油量、悬浮物的多少来调整溶气系统16的微小气泡的发生量，以适应不同水质，处理后的清水流经溶气系统16进水管线27进入溶气系统16，由处理后的水质达到回注水质的清水作为溶气水的水源，水质的提高，提高了空气融入清水时产生微小气泡溶气效果，避免了以往使用气浮出水作为回流水，水质不合格导致溶气效果差的问题，气浮池1有效停留时间为40min,气浮回流比不大于30％。当来水含油在1000～3000㎎/L、悬浮物不大于350㎎/L、粘度不大于15mPa·s时，出水含油在150～400㎎/L、悬浮物不大于250㎎/L；
所述的气浮池1，气浮池1出水箱内接入Ph调节加药装置28投入的Ph值调节剂，用于调节高级氧化处理阶段的污水的Ph值。
气浮池1的作用是通过气浮去除、回收污水中绝大部分分散污油和部分乳化油，同时通过池体的有效容积均衡来水水量及水质以及调整污水的Ph值。
所述的高级氧化塔3，包括塔体22，塔体22顶部为高级氧化进液管20，塔体22底部为高级氧化出液管24，高级氧化出液管24下部为臭氧曝气管线23，高级氧化进液管20流入的液体经过塔体22内横向布置的回形隔板21反复折返向下流入高级氧化出液管24，塔体22的水力停留时间为1h，臭氧曝气管线23流出的臭氧气体经过回形隔板21反复折返上升至塔体1的顶部经过臭氧尾气处理器2流出，利用臭氧气体的强氧化作用切断抗盐聚合物的大分子链，使之变为小分子的单体，降低粘度，有利后续处理，臭氧的强氧化作用的难点在于臭氧气体与液体的接触接触时间，一般接触时间需要超过1h，然而现实工艺条件做到如此长的接触时间，氧化塔达到不可能实现的高度，本方案设计为逆向接触方式，污水从顶部进入、下部流出，臭氧气体从下部进入，逆向和液体接触，同时在回形隔板的作用下，延长了水力停留时间，加强臭氧与液体的接触面积，提高氧化效果，臭氧气体对于聚合物的降解主要依据以下过程进行：PAM+·OH→中间产物→降解产物，从而实现对聚合物的降解。
曝气池4的作用是将高级氧化处理过后的污水中的臭氧残余通过曝气去除掉，由于臭氧有杀菌的作用，在生物处理前段加入曝气段，避免污水中残留的臭氧影响生物活性菌的培养。
微生物处理工艺段利用微生物菌群对采油废水中的乳化油进行破乳和降解,经过气浮池除油后、高级氧化断链、降低粘度的的采油废水进入到微生物处理工艺段，在微生物处理工艺段中来水与水体中已存在的微生物相接处，此过程中水中的乳化油会被水中的微生物破乳、降解，水中微生物以油作为碳源将其消耗，从而实现除油的功能。
微生物对水中含油的降解共分为以下几种情况：一、链烷烃的微生物降解：①微生物攻击链烷烃的末端甲基，由混合功能氧化酶催化，生成伯醇，再进一步氧化为醛和脂肪酸，脂肪酸接着通过β-氧化进一步代谢。②有些微生物攻击链烷的次末端，在链内的碳原子上插入氧。这样，首先生成仲醇，再进一步氧化，生成酮，酮再代谢为酯，酯键裂解生成伯醇和脂肪酸。醇接着继续氧化成醛、羧酸，羧酸则通过β-氧化进一步代谢；二、不具备末端甲基的环烷烃由类似于上述次末端氧化的机制进行生物降解：如环已烷，由混合功能氧化酶的羟化作用生成环已醇，后者脱氢生成酮，再进一步氧化，一个氧插入环而生成内酯，内酯开环，一端的羟基被氧化成醛基，再氧化成羧基，生成的二羧酸通过β-氧化进一步代谢：脂环化合物通常不能用作微生物生长的唯一碳源，除非它们有足够长的脂族侧链，然已发现能够在环已烷上生长的微生物，但更常见的是能转化环已烷为环已酮的微生物不能内酯化和开环，而能将环已酮内酯化和开环的微生物却不能转化环已烷为环已酮，可见微生物之间的互生关系和共代谢在环烷烃的生物降解中起着重要作用；三、芳香烃的微生物降解：芳香烃由加氧酶氧化为儿茶酚，二羟基化的芳香环再氧化，邻位或间位开环。邻位开环生成已二烯二酸，再氧化为β-酮已二酸，后者再氧化为三羧酸循环的中间产物琥珀酸和乙酰辅酶A，间位开环生成2-羟已二烯半醛酸，进一步代谢生成甲酸、乙醛和丙酮酸。四、多环芳烃的微生物降解：多环芳烃的生物降解，先是一个环二羟基化、开环，进一步降解为丙酮酸和CO2，然后第二个环以同样方式分解。
微生物处理工艺段的原理是利用自然界中能够对采油废水中某些有机污染物进行降解的菌种，进行筛选、驯化、扩培，然后将其投加到一定容积的装置中，使其在挂件填料上挂膜，再将污水通入该装置，装置中的微生物菌群便能够对污水中的有机污染物进行降解，该技术能够在污水中快速建立有效降解苯类、烃类、脂类、萘类等有机污染物的生物群，对污水中各种复杂的脂肪族和芳香族等进行有效生物降解，同时可强化对烃类、蜡类及酚、萘、胺、苯等的生物降解，以污水中有机污染物为营养并获得能量，实现自身生命的新陈代谢，通过种群的连续繁殖，实现连续处理污水能力。
微生物处理工艺段的作用是在含有酶制剂的悬挂式生物载体上，生成对苯类、酚类物质及杂环芳烃类有机物具有特效降解作用的联合生物菌群，从而分解水中的油类有机污染物，并在生物载体的吸附过滤作用下，去除水中其他悬浮污染物，悬浮物由微小颗粒形态转变为大块脱落菌膜形态。
微生物处理工艺段的缺氧、好氧工艺，对微生物处理工艺段产生的污泥进行固液分离，去除脱落的菌膜及线状悬浮固体，最终使出水含油不大于20㎎/L、悬浮物不大于70㎎/L，好氧池6出水进入斜板沉降池9，在斜板沉降池9前端的两个反应区内加入PAC和PAM药剂，和污水进行混凝、絮凝反应，反应后的污水经过斜板沉降作用，沉降后的污泥进入污泥池，斜板沉降池9出水水质含油不大于5㎎/L、悬浮物不大于15㎎/L。
斜板沉降池9出水进入MBR生物反应池10，MBR膜处理充分利用生物膜的高效截留作用，能够有效地截留硝化菌，完全保留在生物反应器内，使硝化反应保证顺利进行，有效去氨氮，避免污泥的流失，并且可台截留一时难于降解的大分子有机物，延长其在反应器的停留时间，使之得到最大限度的分解，应用一体化污水处理技术后，主要污染物的去除率可达：COD≥93％，SS＝99％。出水悬浮物和浊度几近于零，处理后的水质良好且稳定。
MBR生物反应池10内的活性污泥通过污泥回流泵13输送到前端的缺氧池内，还可以将多余的污泥排入污泥池14内。
本发明主流程依次为气浮处理工艺、高级氧化处理工艺、微生物处理工艺、和MBR生物反应工艺，其中气浮处理工艺主要用于处理抗盐含聚含油污水中的分散油和部分乳化油，利用浮选技术使油水分离，并对分离后的污油进行回收；高级氧化处理工艺段主要用于处理微生物处理工艺段处理后的抗盐含聚含油污水中有机污染物的深度降解，同时，利用氧化作用，对三元污水中聚合物进行断链，从而有效降低原水粘度，使原水粘度接近于正常清水值，大大降低了后续处理工艺的难度；微生物处理工艺段主要采用微生物将气浮处理工艺段处理后的抗盐含聚含油污水中未被去除的残余乳化油，进行微生物破乳分离，未能破乳分离的乳化油进行生物降解去除；MBR生物反应工艺出水悬浮物和浊度几近于零，处理后的水质良好且稳定，保证出水水质达到油田低渗透油藏回注水标准或回配标准要求。

Claims (4)

1.抗盐含聚含油污水处理工艺，具体过程如下：抗盐含聚含油污水从进水管线(17)经过调节阀(18)和流量计(19)进入气浮池(1)，气浮池(1)出水经提升泵升压进入高级氧化塔(3)进口，高级氧化塔()3出水进入曝气池(4)，曝气池(4)出水进入微生物处理工艺段，微生物处理工艺段包括缺氧池(5)和好氧池(6)、斜板沉降池(9)和MBR生物反应池(10)，污水进入缺氧池5，缺氧池(5)出水进入好氧池(6)，好氧池(6)出水进入斜板沉降池(9)，斜板沉降池(9)前端设有两级反应池，两级反应池内分别有PAC加药装置(7)和PAM加药装置(8)投入PAC和PAM药剂，斜板沉降池(9)出水经提升泵升压进入MBR生物反应池(10)，MBR生物反应池(10)的MBR膜后端有负压泵(11)将超滤后的清水吸入清水池(12)内，MBR生物反应池(10)底部有活性污泥回流管线(26)经过污泥回流泵(13)输送到缺氧池(5)进口处，污泥回流管线(26)还通过阀门流入到污泥池(14)，气浮池(1)、斜板沉降池(9)的排泥管线均流入污泥池(14)，曝气池(4)、缺氧池(5)、好氧池(6)和MBR生物反应池(10)均由罗茨风机(25)提供风量。
2.根据权利要求1所述的抗盐含聚含油污水处理工艺，其特征在于：所述的气浮池(1)，气浮池(1)设有两套溶气系统(16)，处理后的清水流经溶气系统进水管线(27)进入溶气系统(16)。
3.根据权利要求1所述的抗盐含聚含油污水处理工艺，其特征在于：所述的高级氧化塔(3)，包括塔体(22)，塔体(22)顶部为高级氧化进液管(20)，塔体(22)底部为高级氧化出液管(24)，高级氧化出液管(24)下部为臭氧曝气管线(23)，高级氧化进液管(20)流入的液体经过塔体(22)内横向布置的回形隔板(21)反复折返向下流入高级氧化出液管(24)，塔体(22)的水力停留时间为1h，臭氧曝气管线(23)流出的臭氧气体经过回形隔板(21)反复折返上升至塔体(1)的顶部经过臭氧尾气处理器(2)流出。
4.根据权利要求1所述的抗盐含聚含油污水处理工艺，其特征在于：所述的气浮池(1)，气浮池(1)出水箱内接入Ph调节加药装置(28)投入的Ph值调节剂。
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