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第33卷第7期(2014.07)〈试验研究〉
利用膜生物反应器处理采油废水
石玲1吴会胜2刘强3杨洪3.焦国盈
1重庆科技学院石油与天然气工程学院2川庆钻探工程有限公司川东钻探公司
中国石油新疆油田公司重油开发公司
摘要:膜生物反应器处理效率高,出水水质好,可大大提高好氧池污泥浓度,使得生化反
应效率得到加快,它可取代二沉池,大大减少了占地。膜过滤池有四片链式膜,通过膜进行泥水分
离,污泥则大部分回流到好氧池,根据厌氧阶段的需要,定期回流一定量的污泥进入厌氧池。
从测试结果可以看出:MBR工艺稳定运行后对采出水中 CODCR的平均去除率为85%,其最大
CODCR去除率为97.9%,出水中 CODCR值基本维持在45mg/L左右。其他污染物指标也优于现
有处理工艺,可满足国家污水综合排放一级标准。
关键词:采出水;膜生物反应器;试验;工艺模拟;去除率
doi:10.3969/..1006-6896.2014.7.020
膜生物反应器处理效率高,出水水质好,可大
大提高好氧池污泥浓度,使得生化反应效率得到加
1实验方法与仪器
快,它可取代二沉池,大大减少了占地。这些特点
通过对含油污水进行水质分析,了解含油污水
使得该工艺在现有污水处理厂的改造中具有明显的的物化性质和污染物组成,水质分析包括水质指
优势。将膜技术应用于油田采出水的处理也是近年标、无机盐和有机物组成分析。各指标的分析方法
来研究的重点课题之
和仪器型号见表1。
表1水质分析方法及仪器型号
水质指标
分析方法
仪器型号及厂家
浊度便携式浊度计法,GBT13200-1991
2100P型便携式浊度计
SS紫外可见分光光度法;重量法,GB/T1899~-1989
UV751GW型,上海精密仪器厂
电导率便携式电导率仪法,
ion5电导率仪,美国 HACH
COD重铬酸钾法,11941~-1989;密闭消解分光光度法,HACH8000
DR2400分光光度计、45600型消解器,美国HACI
色度目测比色法,GBT11903~-1989
50mL比色管
pH值玻璃电极法,GB/T6920-1986
PHiS-2C数字式酸度计,上海笛磁
石油类红外分光光度法,GB/T16488~1996
OL420系列红外分光测油仪,华夏科创
BOD。稀释接种法,GB7488-1987
生化培养箱型号LRH-150B
硬度EDTA滴定法,GB7477~-1987
玻璃滴定管
碱度EIA滴定法,GB7477~-1987
玻璃滴定管
结果与讨论
可能。油田采出水不仅被原油污染,而且在原油开
采和油水分离过程中添加了一定量的油出化学注剂
2.1采出水污染物分析
和处理剂,使得采出水中又含有一定量的高分子有
处理对象是某油出联合站外排采出水。该处理机物,有适宜微生物生长的环境,助长了细菌的繁
站采用的生化处理部分工艺流程为:重力沉降→冷殖。总之,采出水中含有多种原油有机成分和各种
却降温→容气气浮→水解酸化→两级级生物接触氧化学药剂,化学需氧量高,是含有多种杂质的
化一→稳定塘→外排。对该处理工艺进行了连续采样废水。
检测。从联合站各工艺段出水水质可以看出,沉降2.2膜生物反应器模拟工艺
后的采出水含盐量在2000mgL左右,石油类含量
通过对膜生物反应器应用现状的调研,根据处
为10mg/L,其他大部分指标也都低于内地其他油理水的水质特点,设计加工了一套室内模拟处理试
田采出水,水质相对较优,为膜技术的应用提供了验装置。室内模拟试验装置由进水提升系统、氧
油气:地面程(http://www.yatdmge.com)
第33卷第7期(2014.07)〈试验研究
反应池、好氧反应池、膜池单元、鼓风系统、污泥看出污泥沉降性能得到大大改善,系统趋于稳定。
回流系统、膜产水系统组成。
随后采取了连续进水,进水控制在3~4L/min,好
污水经过蠕动泵提升从底部进入厌氧生物反应氧池内DO值控制为3.0~4.0mgL。系统稳定后
池,经过厌氧生物反应,将大分子有机物进行分采取连续进水,装置对COD的总去除率可达到
解,同时也去除一部分有机污染物,反应后的水从54%,但出水COD指标依然较高,此时好氧池污
上端自流进入好氧生物反应池,经过充分的好氧反泥浓度在1500mgL左右。为了进一步提高生化池
应后,从底部进入膜过滤池。膜过滤池有四片链式中污泥浓度,并降低膜过滤池中的污泥浓度,减少
膜,通过膜进行泥水分离,污泥则大部分回流到好对膜表面的污染,向厌氧生物反应池和好氧生物反
氧池,根据厌氧阶段的需要,定期回流一定量的污应池中投加一定量的生物填料,从而增加污水中的
泥进入厌氧池。膜片底部设有曝气头,主要对膜丝污泥浓度,并通过填料进行微生物挂膜,增加微生
进行冲刷,以减少污泥在膜丝表面的沉积。整个工物种群,以提高对高分子有机物的去除效率。
艺流程分为以下4个阶段
2.3膜生物反应器(MBR)模拟试验
(1)污泥驯化阶段。试验水样为冀东油田柳
在完成填料挂膜后,启动了膜过滤单元,使用
联气浮池出水,接种污泥为柳一联生化处理站好氧了3片膜组件。在开展膜工艺试验之前,先采用清
段回流污泥。试验过程中采用间歇式进水、曝气、水对膜通量进行考査,掌握膜的初始通量值,然后
静止沉降、排除上清液的方式进行污泥驯化和培再开展膜生物反应器处理油田采出水试验。
养。在此过稈中需要投加一定量的营养,并控制好
从开展膜污染速率的测定试验起,历时2个多
各池中的DO值,为微生物提供良好的生长环境,月,对膜生物反应器运行的稳定性和处理效果进行
使得微生物的数量显著增加。
了考察。在此期间,污水进水量控制6~7L/min,
(2)前期闷曝阶段。将污泥分别投加于厌氧池好氧段水力停留时间在4b,好氧池水中污泥浓度
和二段好氧池内。厌氧池搅拌强度以污泥保持悬浮控制在5g1.左右,曝气强度为0.8mh2,水通量
状态为宜,好氧池保持小气量闷曝,曝气强度以池控制在15L?m2?h。该室内模拟试验装置采取
内形成环形流态为准,水中溶解氧浓度控制在
的是连续进水、间歇排水的方式,其间可测得COD
4mg/Lo闷曝期间,采用间歇投加营养的方式,每的变化情况。
12h向厌氧池内投加营养物质,尿素、磷酸二氢
从测试结果可以看出:MBR工艺稳定运行后
钾、白糖的投加量分别为0.5g、0.1g、5.0g:;好氧对采出水中 CCDCR E的平均去除率为85%,其最大
池二段营养尿素、磷酸二氢钾、白糖的投加量分別 CODCR去除率为97.9%,出水中 CODCR值基本维持
为1.0g、0.2kg、10.0g。通过监测好氧池沉降比、在45mgL左右。由此可知,膜生物反应器用于油
污泥浓度和DO值等指标来进行控制。污泥驯化期田采出水的处理具有显著效果,出水中其他污染物
间,室内温度在0℃以下,因此,在前两段的生化指标也优于现有处理工艺,悬浮物含量低于1.0mgL,
池中,采用电加热棒来提高水体温度,使得水温保浊度低于10NTU,石油类含量低于1.0mg,出
持在30℃左右。
水水质可满足国家污水综合排放一级标准。该出水
(3)间歇式培养阶段。进人阃敭式培养阶段,主要水质指标基本达到反渗透脱盐进水水质标准
问