微生物污水处理技术的应用

2013年第30卷第5期石油化工腐 蚀与防护CORROSION & PROTECTION IN PETROCHEMICAL INDUSTRY应用技术微生物污水处理技术的应用易冬蕊',刘敏艳”,高天然’,刘婷婷'(1.陕西延长石油(集团)有限责任公司研究院,陕西西安710075;2.延长油田股份有限公司定边采油厂,陕西榆林718600;3.陕西延长石油集团油气勘探公司天然气勘探开发部,陕西延安716000)摘要:目前国内普遍采用物理化学法处理油田污水,但此方法安全性差,容易造成二次污染及水资源浪费等问题。微生物污水处理技术具有运行能耗低、降解有机物彻底、出水水质稳定等特点,且与膜技术和过滤分离联合使用效果更显著。通过分析陕北油田污水处理现状及流程,介绍了微生物油田污水处理技术在陕北油田污水处理的应用,利用微生物的专性和协同作用,对不同层位的采出水投加“倍加清”专性联合菌群,为分析微生物技术在陕北油田污水处理上的适用性提供了依据。关键词:油田采出水微生物污水处理中图分类号:TE 992.2文献标识码;A文章编号:1007 -015X(2013)05 -0061 -04油田污水一部分来自钻井和采油污水, -部油藏,延长组长2、长4 +5、长8油藏。延安组油分来自压裂反排液脱水站污水罐底水、洗盐水、藏埋深1 600 ~2070 m,平均孔隙度为14. 5% ,平洗井水以及油区站场周边工业废水等。为减少污均渗透率为12.30x10-μm2,平均含油饱和度为水的直接外排,达到保护环境的目的,通常的处理52%。延长组属低压、低孔、特低渗藏岩性油藏,方法是将油田污水净化后再回注。- -般采用自然油藏埋深1970~2 670 m,平均孔隙度为9.1%，悬浮法、混凝浮升法、气浮分离法、粗粒化法以及平均渗透率为7.5x 10 -3 μm2 ,平均含油饱和度为过滤法去除污水中的油及悬浮物。由于各油田污43. 5%。因此,其采出水回注工艺对水质要求水的成分比较复杂,工艺差别较大,采用单- -的处较高。理技术效果不太显著,因此在实际应用中,首先对图1为目前低渗透油藏常采用的污水处理工其水质进行分析,对比各技术的优缺点,优选两三艺流程[4)。污水经该流程处理后基本能达到回种方法联合使用,使水质达到排放指标”。注的要求,若工艺选用不合理、设备选型不恰当以微生物技术是21世纪环保技术发展的重要及加药方式不规范等情况,注水水质便难以控制。方向,与传统的物化处理相比,微生物处理工艺具随着油田开采的不断深人,注水开发开采、复合物有高效、经济性好、工艺简单、操作方便、出水水质驱采、复合驱采等化学新技术的应用,使得污水处稳定、无需加药、污泥产量少、安全环保及抗冲击理问题日益严重,为了进--步改善油田注水系统等优势[2]。的处理水平,提高油田污水处理质量,微生物污水处理技术近年来逐渐受到重视。其与膜分离技术1油田污水处理现状联合使用的方法已在我国多个油田完成了现场中陕北大部分油田属于低渗透和特低渗透油试,并在新疆和大庆等油田完成了工业化应用,取藏,其储层孔隙度小，孔隙喉道细小.渗透率相对得了良好的处理效果。较低。为保证低渗透油藏的地层压力,防止油藏污染,要求低渗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。对水质的要求更高,采用常规的工艺方法处理的作者简介: 易冬蕊(1985 -),助理工程师,2012年毕业于西污水水质难以达标3]。延长油田定边采油厂属安石油大学油气储中国煤化工地面工程生于低渗透油区,主力开发油层为延安组延9、延10产管理工作。 E-malYHCNMH G61.应用技术石油化工腐蚀与防护2013年第30卷杀菌剂水质改性剂絮凝、助凝剂污水↓m[除油罐+[调节罐[泵提升、混合__ 旋沈反应器PE管式过滤器t改性纤维球过滤器-油水分离过滤器←-[ 侧向流斜板除油器缓蚀阻垢净化罐←→ 回注单元一 → 出水图1污水处理流程Fig. 1 Process of sewage treatment2微生 物污水处理技术求严格,需要对污水的温度、盐度、酸碱度进行控2.1技术原理制，以达到微生物的生存要求。污水中含有糖、蛋白质、脂肪、淀粉等适应微微生物处理污水技术实际就是利用微生物的生物生长的物质,通过水合、活化、氧化、还原、合新陈代谢,分解、转移和转化污水中的有机物,对成等反应,降解和利用有害物质,把污水中复杂的有机物进行强化处理。但是对污水中悬浮物,需有机物降解成简单的无机物,最后转化成水和要联合过滤法、膜分离技术进行悬浮物的截留。CO2,为微生物繁殖提供了所需的养分。专性微例如“专性微生物+膜”( MMBR)处理工艺是目生物是针对某种污水水质,从自然界中进行筛选、前最为简单的两段式处理工艺,其流程如图2所分离、驯化,通过配伍形成适应该类水质的联合菌示。通过微生物降解污水中的有机物,膜分离悬种,利用专性试验菌种的专性和协同作用降解污浮物来完成污水的净化,菌体得到了分离,出水的水,不存在二次污染。但是微生物的生存环境要悬浮物和细菌的含量可达到排放指标。杀菌剂水质改性剂缓蚀剂溢流沉降罐来水_皇皇→除油罐一微生物及膜处理设施H中口净化水罐+出水日2 MMBR工艺流程Fig.2 Process flow of MMBR2.2试验工艺流程池,如果水温超过40C,首先应打人冷却水,降低由于不同层位.不同区块的油田采出水性质污水温度使其有利于微生物的生长,环境温度控相差较大,因此必须在前期根据微生物适应定性制在10 ~45 C;压力控制在常压，也可以在试验选择合适的联合菌群。微生物处理污水的试0.5 MPa下运行;溶解氧质量浓度通常是小于等验工艺流程如图3所示。含油污水来自延长油田于2 mg/L;进水pH值为6~9,含油质量浓度采出水,主要设备为微生物反应池，投加“倍加20~300mg/L,悬浮物质量浓度50~300mg/L,清"专性联合菌群,进行菌的驯化与培养,并按要硫化物质量浓度小于等于50 mg/L,矿化度小于求的污水停留时间运行。等于150000mg/L,聚合物质量浓度小于等于增氧泵}增氧泵200mg/L。然后反应池中投加“倍加清”高效联合菌群,-般的水力停留时间为4~8 h。微生物污水一→计量泵]- -级生化池- 三级生化池一→出水以污水中的有机污染物为营养源,通过细菌自身的氧化还原、合成等反应完成水中有机物及油类“倍加清”专性联合菌群的降解,最后依靠生物膜的吸附氧化作用去除原图3试验工 艺流程油和有机物。Fig.3 Lab engineering flow diagram3微生物中国煤化工含油污水经除油罐后用泵引人微生物反应2009 4TYHCN M H G不同层位采62.第5期微生物污水处理技术的应用应用技术出水为试验样本进行微生物污水处理,分析微生物和16:00进行水样采集。试验数据如表1所示。技术在低渗透油藏的适用性。试验时间为1周,分在运行初期需要定期向生化池中投加联合菌种,同别对上述两个层位的采出水投放“倍加清”专性联时为了保持专性菌的优势和活性,需要投加专性活合菌群,每天污水停留时间8 h,每天分别在8:00性剂和抗表面活性剂。表1实验数据Table 1 Experimental datamg/Lw(油)p(机械杂质)w(总铁)层位采样日期进水出水去除率,%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长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从表1可以看出,采出水的水质明显好转,前MMBR是将膜分离技术替代传统二级生物处理两天延9地层出水含油去除率不高,是由于菌膜在工艺中的二沉池,该处理工艺已在不同区域不同运行初期还处于培养驯化阶段,随着试验的进行,水质特点的油田完成了多个现场试验,具有处理效菌膜逐渐适应水质,出水含油去除率也由13%提率高、出水水质稳定;占地面积小;剩余污泥量少,高到91.4 %。两个层位含油、机械杂质以及总的处置费用低;结构紧凑,易于自动控制和运行管理;铁含量大大降低,去除率基本都在90 %以上,可达出水可直接回用等特点,特别适用于低渗透特低到采出水的回注要求。微生物对两个层位的含油渗透油藏,可避免或减少对环境造成的污染。去除效果较好,机械杂质次之，总铁稍差。长2采参考文献出水的总的铁含量去除率稍微有些波动,去除效果稳定性稍弱。同时微生物可将有害细菌彻底杀灭,[1]杨云霞,张晓健.我国主要油田污水处理技术现状及问题减少生物腐蚀,降低整体腐蚀速率。[J].油气田地面工程,200 ,20(1):4-5.[2]毛翠玲. 微生物处理技术在油田水处理中的应用[].科技创新导报,2012(23) :87.4结论[3]吴新国, 王新强,明云峰.陕北低渗透油田采油污水处理与微生物污水处理技术在低渗透油藏应用效果综合利用[J].工业水处理,2007 ,27():74-77.较好,是国内油田采出水处理技术得一- 个发展趋[4]雷海， 徐晓龙,齐聚.关于对吴起油田污水处理工艺的研究势。但该技术也有一定的局限性,因此必须联合和探讨[J].中国新技术新产品,2012(19) :208.(编辑杜婷婷)其他先进的技术才能提高污水水质的达标率。中国煤化工MHCNMHG63.应用技术石油化工腐蚀与防护.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国内外动态禁止进口高灰份、高硫份的劣质煤炭，研究出台煤炭质量我国将制定煤制天然气发展规划管理办法。限制高硫石油焦的进口。日前，国务院发布《大气污染防治行动计划》,力争再(摘自中国石化新闻网)用五年或更长时间,逐步消除重污染天气,全国空气质量深海钢结构防腐技术获突破明显改善。到2017年,煤炭占能源消费总量比重降低到65%以下。京津冀长三角、珠三角等区域力争实现煤炭9月1日,深海环境牺牲阳极性能研究、新型高效铝消费总量负增长,通过逐步提高接受外输电比例、增加天合金牺牲阳极研制等多项深海防腐研究课题通过审查,然气供应、加大非化石能源利用强度等措施替代燃煤。标志着我国在深海环境下钢结构防腐蚀研究方面取得了《行动计划》要求加大天然气、煤制天然气煤层气等新成果。清洁能源供应。到2015年，新增天然气干线管输能力经过一系列防腐研究和试验,海油工程完成了深海1500亿立方米以上,覆盖京津冀、长三角、珠三角等区域。环境腐蚀模拟实验系统的研制,实现了对深海环境腐蚀优化天然气使用方式，新增天然气应优先保障居民生活模拟温度、压力等各项技术参数的监测和动态分析,率先或用于替代燃煤;鼓励发展天然气分布式能源等高效利开发出腐蚀电化学实验检测技术,掌握了新型铝合金牺用项目,限制发展天然气化工项目;有序发展天然气调峰牲阳极的配方和熔铸工艺,获得了镶嵌式复合牺牲阳极电站,原则上不再新建天然气发电项目。的“秘方”、结构.冶炼铸造方法及实用设计方案。制定煤制天然气发展规划,在满足最严格的环保要海油工程充分利用地缘优势,广泛联合中国科学院求和保障水资源供应的前提下,加快煤制天然气产业化海洋研究所、中国海洋大学、钢铁研究总院青岛海洋腐蚀和规模化步伐。研究所等科研机构,充分发挥双方技术资源优势,形成了积极有序发展水电,开发利用地热能、风能、太阳能、生产学研深度互动、协同创新的局面,为我国海洋钢结构防物质能,安全高效发展核电。到2017年,运行核电机组装机腐研究做出了一系列有益探索。容量达到5000万千瓦,非化石能源消费比重提高到13%。据统计,每年被腐蚀的钢材占钢材总量的10%~《行动计划》要求推进煤炭清洁利用。提高煤炭洗选20%,约6000万吨。在海洋环境中被腐蚀破坏的钢结构比例,新建煤矿应同步建设煤炭洗选设施,现有煤矿要加也与日俱增中国煤化工!在眉睫。快建设与改造;到2017年,原煤入选率达到70%以上。TYHCN MH C责讯中心) ..