油田采油污水的深度處理工藝研究

吳國維

（科盛環(huán)保科技股份有限公司,南京 211500）

油田采油污水的深度處理工藝研究

吳國維

（科盛環(huán)保科技股份有限公司,南京 211500）

介紹一種能有效去除油田含油污水中油含量及胞外聚合物等有機物、有效減輕管式超濾膜污染的一種低滲透油田含油污水處理工藝方法。

含油污水;胞外聚合物;管式超濾膜

0 背景

低滲透油田具有儲集層孔隙小、喉道細，滲流阻力大，傳導能力差等特點，因此對注入水有著較高的要求。目前油田主要采用重力除油+混凝+粗濾+精濾工藝、壓力除油（旋流、粗?；?混凝+粗濾+精濾工藝、氣浮選+粗濾+精濾工藝三套方法來控制含油污水的油含量、懸浮物固體含量、懸浮顆粒粒徑中值，但以上工藝具有工藝環(huán)節(jié)多，不能有效去除乳化油及有機物、不能穩(wěn)定地把油含量、懸浮物固體含量、懸浮顆粒粒徑中值控制在低滲透油田注水水質標準范圍內。近年來，隨著國內水處理技術的進步，物化除油+纖維球過濾、物化除油+纖維束過濾、生物法+超濾膜工藝在油田水處理系統(tǒng)逐漸開始應用，但還存在以下問題：一是普通的物化工藝不能有效去除乳化油及有機物，纖維球、纖維束被油及有機物污染后，再生難度大，使用壽命短。

二是在生物法+超濾膜工藝中，胞外聚合物是膜污染的主要污染物，含量的增加會導致更嚴重的膜污染，膜污染加劇造成頻繁清洗更換膜組件，這不僅提高了污水處理成本，還延長了污水處理時間，從而限制了微生物+膜法在低滲透油田污水處理技術中的應用。

1 工藝內容介紹

圖1 工藝流程圖

步驟1）預處理：來自于地層的含油污水首先進入預處理池，其中預處理池底安裝有空氣曝氣裝置，對進水進行曝氣處理，使含油污水中的硫化物被充分氧化；預處理的目的在于使含油污水中具有還原性的硫化物被氧化，可減輕硫化物等還原性物質對除油菌劑中微生物的代謝活動的抑制，保證微生物對原油及其它有機物的降解效果不至于降低；同時，預處理池中浮選去除部分浮油；

步驟2）生物接觸氧化處理：經(jīng)預處理后的含油污水進入生物接觸氧化系統(tǒng)，對含油污水中原油進行降解；其中生物接觸氧化系統(tǒng)包括串聯(lián)的至少兩級生化池，生化池中設置親水性組合填料，經(jīng)該步驟處理后的含油污水，可達到如下效果：在進口含油≤200mg/ L、COD≤400mg/L、BOD≤200mg/L時，出口含油0～2mg/L、COD≤100mg/L、BOD≤30mg/L。

步驟3）含油污水經(jīng)生物接觸氧化系統(tǒng)后，進入高效曝氣沉降池，高效曝氣沉降池包括曝氣室和斜板沉降室兩部分；其中曝氣室內底部設置有空氣曝氣裝置，污水在曝氣室內停留時間0.5～1h，曝氣裝置工作使含油污水中的溶解氧維持在1.0～2.0mg/L；經(jīng)曝氣室曝氣處理后的污水進入斜板沉降室，在斜板沉降室內停留時間3.0～4h，斜板沉降室內底部沉降的殘渣定期卸放，沉降室內的上層清液進入超濾膜過濾系統(tǒng)內；其效果在于：曝氣室中COD≤100mg/ L、BOD≤30mg/L，微生物需要的碳源匱乏，污水中游離微生物處于饑餓狀態(tài)，此時，游離微生物細胞外的胞外聚合物以及分散在污水中的胞外聚合物是微生物內源呼吸的主要碳源，因此，當溶解氧維持在1.0～2.0mg/L時，胞外聚合物能得到有效降解；胞外聚合物及其它可生化降解有機物在曝氣室被微生物消耗后，微生物在斜板沉降室開始老化、自溶，并隨其它固體顆粒在斜板沉降段沉降沉降下來；經(jīng)本級處理后，出口含油≤1mg/L、COD≤80mg/L、BOD≤10mg/L，胞外聚合物及其它可生化降解的有機物得到有效去除，減輕了油及胞外聚合物對后續(xù)的超濾膜的污染程度，可使超濾膜化學清洗周期及使用壽命得到有效延長；

步驟4）超濾膜過濾系統(tǒng)處理：其中超濾膜過濾系統(tǒng)包括兩端開口的管狀超濾膜，污水從超濾膜的一端的進口進入，再從超濾膜另一端的出口離開，其中超濾膜的進口和出口之間設有循環(huán)泵，流過超濾膜的污水，有一部分穿過超濾膜的滲透水經(jīng)滲透水出水閥進入注水罐，另一部分回流至超濾膜的進口進行反復過濾，其中超濾膜的濾孔孔徑20～30nm，膜面流速2.8～3.5m/s，經(jīng)超濾膜反復過濾后，殘留在超濾膜的進口和出口之間的濃縮水送至生物接觸氧化系統(tǒng)進行循環(huán)處理；膜面流速2.8～3.5m/s時，可維持較好的滲透壓，以利于發(fā)揮超濾膜的滲透作用。

2 結論

（1）本工藝特點：胞外聚合物的其它可生化降解的有機物得到有效去除，減輕了油及胞外聚合物對超濾膜污染程度，使超濾膜化學清洗周期及使用壽命得到有效延長，超濾膜通量穩(wěn)定，化學清洗周期延長到60d以上，斜板沉降室只需要3～4月進行一次排污，不需要反沖洗，整個裝置易于現(xiàn)場管理。

（2）本工藝出水水質指標達到低滲透油田A級注水水質指標，其中懸浮物固體含量≤3mg/L、粒徑中值≤2μm、含油量≤1mg/L。

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.22.055

吳國維（1986-）,男,江蘇揚州人,本科,助理工程師,研究方向：水污染控制研究。