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高盐稠油污水处理技术

返回列表发布人:tianrenhn   发布时间:2019-10-28  10:26:49

高盐稠油污水处理技术



   近年来,含油污水量随着油田持续开发逐年递增,其中稠油污水除深度处理回用于油田开发外,剩余污水需处理达标后外排。河南污水处理目前,稠油污水处理至《污水综合排放标准》(GB8978—1996)一级或二级标准,可直接排放。随着国家对环保要求的日益严格,各地针对油田废水制定了新的排放标准。辽河油田要求COD<50mg/L(DB21/1627—2008);胜利油田要求COD<60mg/L。
   高盐废水,是指总含盐质量分数至少1%(10000mg/L)的废水,其广泛产生于化工、制药、制革、食品、采油、海产品加工等众多工业实践中。稠油污水属于一类典型的高盐废水,其水温高、粘度大、油水密度差小、乳化严重、含油量及含盐量高,水中有机成分复杂且含有酚类等化合物,可生化性差,相对于其他采油废水难度更高,属于难生物降解污水。结合国内现阶段研究及现场调研情况,大部分采油废水治理工程处理能力不足、功能不完善、生化效率低、不能连续稳定运行、外排达标率得不到保证。文章为解决某油田稠油污水达标外排问题,开展“强化混凝+高盐生物强化+臭氧-BAF深度净化”综合处理中试,考察该工艺的处理效能及稳定性,为其后期工程化设计提供技术依据。

1、材料与方法
1.1试验用水
   中试用水取自某油田稠油污水处理站沉降罐排水,具有盐度高、有机成分复杂、毒性大、可生化性低等特点,具体水质特征,见表1
 
1.2中试装置及流程
   中试采用“预处理(混凝沉淀)+高盐生物强化(水解酸化-接触氧化)+深度净化(臭氧氧化-BAF)”工艺,系统由调节池、混凝沉淀池、水解酸化池、接触氧化池、中间水池、臭氧氧化塔、BAF池及出水池组成,有效容积分别为30、3、6、15、6、2、3及6m3,处理规模1m3/h。生化段根据具体功能与废水水质特征,投加耐盐活性污泥及填料予以强化,其中水解酸化及接触氧化池投加软性悬挂填料,填充率70%,BAF段投加陶粒填料,填充率65%;臭氧氧化段投加陶瓷鲍尔环填料,河南污水处理填充率50%,加强布水并提高臭氧传质及利用率;工艺流程,见图1

 
1.3耐盐活性污泥
   根据稠油污水盐度及COD主要组成,利用采油污水处理厂生化池污泥、油田开采区污染土壤及盐碱地土壤等作为种源,采用限制性培养技术进行特定培养及驯化,即严格按照微生物现场应用条件进行培养基质选择,待微生物菌群具有一定代谢能力后,直接采用实际废水进行高效降解功能菌群的筛选和扩培,短期内完成特定耐盐活性污泥的制备。
1.4软性悬挂填料
   在辫带式编织基础上对合成纤维亲水性、生物亲和性及带电性进行改性,同时添加生物活性促进物质,能够实现高盐环境下微生物快速附着及生物膜稳定更新。
1.5试验方法
   中试工艺为“预处理(混凝沉淀)+高盐生物强化(水解酸化-接触氧化)+深度净化(臭氧氧化-BAF)”,启动初期,三段工艺单独、同步运行。混凝段进行药剂筛选、复配及投加量等初步确定;高盐生化段与BAF段进行耐盐活性污泥投加、活性恢复与填料预挂膜;臭氧段初步确定臭氧投加量与COD脱除关系;待预处理段出水石油类≤20m/L、SS≤20mg/L,高盐生化段COD去除率>50%且耐盐活性污泥充分附着于填料且相对牢固时,将两段工艺串联起来,连续进出水,优化工艺参数;待高盐生化段出水SS≤20mg/L、COD≤
100mg/L时,将其与深度净化段串联运行,实现全工段连续,结合处理效果继续优化各工段运行参数,最终使得出水COD≤50mg/L、石油类≤微生物的正常代谢性能,有必要通过合理的预处理手段,降低废水毒性并提高可生化性,提高生化进水品质,以利于高盐稠油污水高效降解功能菌群的构建。
2.2COD去除效果分析
  结合挂膜情况及处理效果调整进水负荷及工艺参数,生物膜逐步驯化至成熟、稳定,直至进水流量达设计要求(1m3/h)及稳定运行。整体连续运行至稳定期间,各工段COD去除情况,见图2。
 
   稳定运行期间(最后15d),在进水流量1m3/h、TDS28500~31200mg/L、COD821~875mg/L条件下,由图2可见,混凝出水COD573~599mg/L、水解酸化出水COD468~489mg/L、接触氧化出水COD72~78mg/L、臭氧氧化出水COD57~63mg/L、BAF出水COD38~43mg/L,平均去除率分别为31%、19%、84%、20%、34%,整体去除率达95%以上。优化后主要工艺参数控制,见表2。
 
2. 3 石油类去除效果分析
   中试装置整体连续运行至稳定运行期间,河南污水处理3个主体工段( 预处理+高盐生化+深度净化) 的石油类去除情况见图 3
 
   石油类整体去除率高达99%以上;稳定运行期间(最后15d),在进水石油类44~48mg/L条件下,由图3可见,混凝预处理出水石油类14~17mg/L、高盐生化出水石油类0.71~0.78mg/L、深度净化出水石油类0.10~0.13mg/L,平均去除率分别为66%、95%、84%。
2.4、挥发酚去除效果分析
   中试装置整体连续运行至稳定运行期间,3个主体工段(预处理+高盐生化+深度净化)的挥发酚去除情况见图4
 
挥发酚整体去除率高达99%以上,其中生化段表现出较高的耐毒性水平及处理效果;稳定运行期间(最后15d),在进水挥发酚43~56mg/L条件下,由图4可见,混凝预处理出水挥发酚23~26mg/L、高盐生化出水挥发酚0.12~0.17mg/L、深度净化出水挥发酚0.01~0.04mg/L,平均去除率分别为52%、99%、89%。
2.5、SS去除效果分析
   中试装置整体连续运行至稳定运行期间,3个主体工段(预处理+高盐生化+深度净化)的SS去除情况见图5。
 
稳定运行期间(最后15d),在进水SS1146mg/L条件下,由图5可见,混凝工段对其了大幅度脱除,混凝预处理出水SS15~19m为后续生化段创造了良好的进水条件;污水盐生化后,出水SS仍维持在20mg/L以下,臭氧工段提供了较好的进水条件;废水再经净化后,出水SS2~4mg/L,肉眼观察清澈透
2.6、可生物降解性能分析
   文章中试结合废水水质状况与工艺特点用“强化混凝”、“水解酸化”以及“臭氧氧化”不同工段的预处理手段,实现大分子有机物环、断链以及部分有毒物质的去除,更好的发各工段处理效能与组合优势,实现高盐稠油的稳定达标外排。河南污水处理稳定运行期间,各工段可生物降解性(BOD5/COD)变化情况见表3。
 
由表3可知中试进水B/C为0.123~0.148,可生化性较差,经“强化混凝”、“水解酸化”预处理后,B/C提升至0.264~0.271,接触氧化进水品质得以改善,其出水B/C0.083~0.103,可生化性很低,由此表明,生化工艺已发挥显著的处理效能;因此,后段采用“臭氧氧化”进行废水可生化性的再次提升以及部分难降解有机物的彻底降解,B/C提升至0.281~0.317,为后续BAF的有效发挥提供了有利条件。

3、结论
(1)“预处理(混凝沉淀)+高盐生物强化(水解酸化-接触氧化)+深度净化(臭氧氧化-BAF)”工艺综合处理某油田高盐稠油污水,可实现其稳定达标外排,出水水质远远满足辽宁省污水综合排放标准(DB21/1627—2008)一级要求,为稠油污水达标排放工程化设计提供了技术依据。
(2)通过混凝药剂复配、耐盐微生物强化及组合工艺的协同增效,实现了高盐稠油污水的多级强化稳定高效处理;在进水TDS28500~31200mg/L、COD821~875mg/L、石油类44~48mg/L、挥发酚43~56mg/L、SS133~146mg/L下,处理出水COD38~43mg/L、石油类0.10~0.13mg/L、挥发酚0.01~0.04mg/L、SS2~4mg/L。
(3)结合稠油污水及工艺特点,采用“强化混凝”、“水解酸化”及“臭氧氧化”作为不同工段的预处理手段,可实现大分子有机物的开环、断链以及部分有毒物质的去除,更好的发挥了各工段处理效能与组合优势。
(4)该综合处理工艺处理效果好,抗负荷冲击能力强且运行稳定,具有一定的推广价值。

编辑:王其仓,杜易,李坤,李京京,徐军


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