一種油田汙水處理工藝的製作方法

2023-07-20 06:32:11

一種油田汙水處理工藝的製作方法
【專利摘要】一種油田汙水處理工藝，步驟為：首先將油田汙水加入到緩衝池中，再將汙水通過提升泵加入到負壓冷卻塔中進行冷卻，然後將冷卻後的汙水依次經過一級缺氧池進行水解酸化處理、一級好氧池進行硝化處理、沉澱池進行沉澱和第二缺氧池進行反硝化處理，最後將汙水加入MBR反應池，汙水即可達標排放，其中水解酸化處理、硝化處理、反硝化處理過程中的所採用的微生物為黃色短桿菌、蠟狀芽孢桿菌、施氏假單孢桿菌和短短芽孢桿菌。本發明通過油田汙水處理系統及工藝的改進能夠進一步提高油田汙水處理效率，提高了出水水質；並且選用的兩個菌種共同處理油田汙水時存在協同效果，對油田汙水中汙染物能夠有效的降解。
【專利說明】—種油田汙水處理工藝
【技術領域】
[0001]本發明屬於油田汙水處理領域，尤其涉及一種油田汙水處理工藝。
【背景技術】
[0002]隨著石油行業的快速發展，原油處理廠和各大煉油廠紛紛成立，石油、石化生產過程中產生的含油汙水主要有採油汙水、鑽井和洗井汙水、煉廠汙水等，其中以採油汙水和煉廠汙水排放量最大，不僅含油濃度高，而且含有大量的固體懸浮物和其他汙染物。自2008年以來，國家、各地方先後頒布了嚴格的含油汙水排放標準，國家制定了新的更為嚴格的廢水綜合排放標準，即:DB21/1627-2008 (C0D〈50mg/L，氨氮 <8(10)mg/L，總氮 <15mg/L，總磷〈0.5mg/L)，各企業原有的汙水處理工藝已經不能滿足汙水排放的高標準，亟需新的汙水處理工藝。
[0003]原處理工程生化階段採用CAST (Cyclic Activated Sludge Technology)工藝，是在ICEAS工藝基礎上發展起來的第三代SBR工藝，其特點是設有生物選擇器，可防止汙泥膨脹和去除溶解性有機物，其處理工藝機理是在可變容積的「充水一排水、曝氣一非曝氣」活性汙泥法系統中進行生物除磷脫氮(硝化和反硝化)，具有除磷和脫氮的能力，該工藝的處理效果主要取決於泥齡、供氧量和一個循環中曝氣和非曝氣時段的比例。而目前CAST池正常運行情況下，難以滿足新標準要求。

【發明內容】

[0004]本發明 為解決現有技術中原油CAST工藝對油田汙水處理效率低的不足，提供一種油田汙水處理工藝。
[0005]一種油田汙水處理工藝，步驟為:首先將油田汙水加入到緩衝池中，再將汙水通過提升泵加入到負壓冷卻塔中進行冷卻，然後將冷卻後的汙水依次經過一級缺氧池進行水解酸化處理、一級好氧池進行硝化處理、沉澱池進行沉澱和第二缺氧池進行反硝化處理，最後將汙水加入MBR反應池，汙水即可達標排放，其中水解酸化處理、硝化處理、反硝化處理過程中的所採用的微生物為黃色短桿菌、蠟狀芽孢桿菌、施氏假單孢桿菌和短短芽孢桿菌。
[0006]緩衝池
[0007]緩衝池具有調節、降溫、隔油等多功能的用途。
[0008]冷卻塔
[0009]緩衝池出水通過提升泵提升進入冷卻塔進行冷卻，為後續生化處理提供良好的溫度條件，確保處理效果。
[0010]水解酸化
[0011]在缺氧的條件下，通過水解酸化汙泥與廢水充分混合，利用發酵細菌釋放的胞外酶進行斷鏈，使廢水中的難降解大分子有機物徹底消化成易降解的小分子可溶性基質，從而，提高廢水的可生化性，同時也可以去除部分有機物，降低出水的有機物濃度。
[0012]硝化處理[0013]水解酸化後汙水進入一級好氧池內進行硝化處理，利用好氧微生物進一步分解有機物，微生物新陳代謝所需要的氧氣由鼓風機和曝氣器供給，在硝化過程中，有機物被微生物生化降解，去除率較高，同時，廢水中的氨氮及有機氮被硝化菌氧化為亞硝酸鹽和硝酸鹽，有機磷則大部分被轉化為無機磷酸鹽。
[0014]沉澱池
[0015]經硝化後汙水自流入沉澱池，在此池內完成固液分離和汙泥濃縮，部分泥水混合液回流至一級缺氧池進行反硝化處理，底部經過濃縮的剩餘汙泥進入原有汙泥處理系統。
[0016]反硝化
[0017]出水自流入反硝化池；利用反硝化細菌的作用，將廢水中的殘餘硝酸鹽及亞硝酸鹽轉化為氮氣，有效降低水中的總氮含量，確保出水總氮達標；
[0018]MBR 池
[0019]為了確保廢水處理系統穩定達標，特設MBR池，利用膜組件的高效截流過濾作用獲得穩定的出水水質。同時，反硝化添加的殘餘碳源在此也可得到充分的去除。經MBR池後，廢水即可達標排放。
[0020]作為優選，所述的負壓冷卻塔將汙水冷卻至28~32°C。
[0021]進一步地，所述的緩衝池為平流式緩衝池，緩衝池池面設置有撇油機，進一步將浮油收集起來。 [0022]作為優選，所述的的微生物固定在汙泥中，這樣微生物的世代期較長，耐衝去擊荷的能力較強，對水質變化較大以及有抵制性作用的有機廢水具有較穩定的處理效率。
[0023]進一步地，所述的硝化處理過程中要向汙水中加入碳酸鈉，以控制硝化池中pH為7~8。為提高系統硝化效率，當原水鹼度不足時，需適當補加碳酸鈉，以利於硝化反應的進行。
[0024]進一步地，所述的水解酸化處理和反硝化過程中要向汙水中補充碳源，所述的碳源為乙酸和葡萄糖的混合物，每噸汙水中混合物加入量為0.26kg，其中乙酸與葡萄糖質量比為5:8。
[0025]作為優選，所述的MBR反應池中設置有若干生物膜膜組件，反應池內設置有曝氣系統，曝氣量氣水比為20:1。
[0026]進一步地，在MBR反應池末端出口處汙水中加入聚鐵和次氯酸鈉，每噸汙水中加入0.05kg聚鐵，形成含鐵汙泥，最終經過排泥實現總磷的去除。
[0027]本發明的有益效果是，本發明通過油田汙水處理系統及工藝的改進能夠進一步提高油田汙水處理效率，提高了出水水質；並且選用的幾個菌種共同處理油田汙水時存在協同效果，石油降解菌株之間的合理的互配，有利於更好的發揮其降解功能，生態因子與不同生態位的菌株相互聯繫和相互作用有利於構建的生態系統更加穩定，對油田汙水中汙染物能夠有效的降解。本發明中所需設備簡單，造價低，適用於工業化生產處理。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0028]圖1為本發明工藝流程圖。
【具體實施方式】[0029]本發明所採用的石油降解菌培養、篩選及馴化方法如下:
[0030]好氧的微生物來自油田汙水中。試驗採用牛肉膏蛋白腖培養基富集培養，培養基組成成分為:原油量為 3g/L ；Κ2ΗΡ04.3H201g, K2HZPO4Ig, MgSO4.7Η200.5g，NH4NO3Ig,CaCI20.02g,原油 3g，pH 值 7.8。
[0031]降解菌的分離純化方法為:培養基中加l%(w/v)原油樣品，30°C搖床培養7d，取富集液2mL接種相同新鮮培養基，相同條件下培養7d,如此連續富集培養30d，以牛肉膏蛋白陳培養基平板進行分離純化，進行5次以上的純化，鏡檢後確定為純菌，純化後的菌株保存於牛肉膏蛋白腖斜面與冰箱中保存(_4°C )。
[0032]具有降解功能的好氧菌株經過初篩和復篩，分離出的好氧石油降解功能微生物共4株，好氧菌株的群落特徵如下所示:
[0033]黃色短桿菌:褶皺凸面黃色表面不平滑無光澤邊緣不整齊圓形；
[0034]蠟狀芽孢桿菌:白色表面不平滑無光澤邊緣整齊擴展圓形；
[0035]施氏假單孢桿菌:擴展乳白色表面平滑有光澤邊緣整齊圓形；
[0036]短短芽孢桿菌:擴展白色表面不平滑無光澤邊緣不整齊圓形。
[0037]高效功能菌的馴化及生態適應:
[0038](I)在MBR池和活性汙泥池內分別加入好氧活性汙泥和菌液，水解酸化池內加厭氧汙泥和菌液，而後各池注 滿含油汙水，在恆溫35°C條件下，對兩個好氧池一MBR池和活性汙泥池進行曝氣，培養36到48小時；
[0039](2)接入的菌種利用含油汙水中的有機物進行自身增值，同時釋放聚β —羥基丁酸相互凝聚成菌膠團。在MBR池中以生物膜的形式固著在汙泥上，在活性汙泥池中，菌膠團相互結合形成懸浮生長的微生物絮體；生物膜和活性汙泥池中微生物絮體形成後，經沉降，放掉上清液，再注入含油汙水馴化，重複三天。
[0040](3)第6天起，水解酸化池保持間斷進水，約4天換一次水；好氧池連續進水，流量控制在4L/h左右，停留時間20h。
[0041](4)試驗微生物的培養、馴化歷時15天，進入生物處理系統的為低汙染物濃度(C0D150到250mg/L)的含油汙水，灰黑色、渾濁，具有強烈刺激性油味，pH約為7。
[0042]出水無色無味，經歷了一個由濁變清的過程，沉澱池表面有時可見油膜，比較而言，MBR池出水要清澈透明一些，活性汙泥池出水經常可見少量灰白色懸浮物。活性汙泥池汙泥沉降性良好，汙泥沉降比(SV) 2%到3%。
[0043]活性汙泥和生物膜中的生物相均經歷了一個漸變過程:第I到2天，生物相以細菌佔優勢，量很大且非常活躍，逐漸形成均菌膠團；第3 — 4天，菌膠團體積增大，細菌生命力旺盛；鞭毛蟲類原生動物出現，並逐漸成為優勢種群；第5天以後，菌膠團邊界清晰，較為緻密，細菌活躍，遊動型和固著型纖毛蟲先後出現，代替鞭毛蟲類成為優勢種群。最終系統內形成以鍾蟲類佔優勢，與遊動型纖毛蟲、鞭毛蟲及細菌共同組成的微生物群落。
[0044]實施例1
[0045]如圖1所示，油田汙水加入到緩衝池中，經緩衝池的調節、降溫、隔油等作用，可由設置在池面的撇油機將浮在液面的油品收集起來，汙水在緩衝池中停留時間為16min。接通提升泵的電源，緩衝池出水通過提升泵進入冷卻塔進行冷卻，將汙水冷卻至28~32°C，為後續生化處理提供良好的溫度條件，確保處理效果。[0046]將冷卻後的汙水通入一級缺氧池，在缺氧的條件下，通過水解酸化汙泥與廢水充分混合，利用發酵細菌釋放的胞外酶進行斷鏈，使廢水中的難降解大分子有機物徹底消化成易降解的小分子可溶性基質，從而，提高廢水的可生化性，同時也可以去除部分有機物，降低出水的有機物濃度。本發明中所採用的石油降解菌為微生物為通過上述方法馴化得到的黃色短桿菌、蠟狀芽孢桿菌、施氏假單孢桿菌和短短芽孢桿菌，此水解酸化處理過程中需要補充足夠的碳源，所述的碳源為乙酸和葡萄糖的混合物，每噸汙水中混合物加入量為
0.26kg，其中乙酸與葡萄糖質量比為5:8，汙水在一級缺氧池停留時間為4.5h。
[0047]一級缺氧池出水自流入一級好氧池，利用好氧微生物進一步分解有機物，微生物新陳代謝所需要的氧氣由鼓風機和曝氣器供給，在硝化過程中，有機物被微生物生化降解，去除率較高，同時，廢水中的氨氮及有機氮被硝化菌氧化為亞硝酸鹽和硝酸鹽，有機磷則大部分被轉化為無機磷酸鹽，為提高系統硝化效率，當汙水鹼度不足時，需補加碳酸鈉保持PH值為7~8，以利於硝化反應的進行，汙水在一級好氧池停留時間為10h。
[0048]將一級缺氧池處理後汙水加入到沉澱池中，在此池完成固液分離和汙泥濃縮，部分泥水混合液回流至一級缺氧池進行反硝化處理，底部經過濃縮的剩餘汙泥進入汙泥處理系統，沉澱池表面負荷為0.82m3/m2.h。
[0049]將沉澱池中的汙水通入二級缺氧池中，利用反硝化細菌將廢水中的殘餘硝酸鹽及亞硝酸鹽轉化為氮氣，有效降低水中總氮的含量。此反硝化過程中需要補充足夠的碳源，所述的碳源為乙酸和葡萄糖的混合物，每噸汙水中混合物加入量為0.26kg，其中乙酸與葡萄糖質量比為5:8，汙水在二級缺氧池停留時間為4h。
[0050]最後將經反硝化後的汙水加入到MBR池中，MBR反應池中設置有若干生物膜膜組件，反應池內設置有曝氣系統，曝氣量氣水比為20:1，利用MBR膜組件高效截流過濾作用獲得穩定的出水水質。同時，反硝化添加的殘餘碳源在此也可得到充分的去處；在181?反應池末端出口處汙水中加入聚鐵，每噸汙水中加入0.05kg聚鐵，並加入次氯酸鈉將二價鐵氧化成三價鐵，將與殘餘磷酸鹽反應過的聚鐵沉澱下來，形成含鐵汙泥，最終經過排泥實現總磷的去除，汙水在二級好氧池停留時間為9h。
[0051]下表為利用本發明方法處理汙水前和處理後的汙染物濃度:
【權利要求】
1.一種油田汙水處理工藝，其特徵在於:首先將油田汙水加入到緩衝池中，再將汙水通過提升泵加入到負壓冷卻塔中進行冷卻，然後將冷卻後的汙水依次經過一級缺氧池進行水解酸化處理、一級好氧池進行硝化處理、沉澱池進行沉澱和第二缺氧池進行反硝化處理，最後將汙水加入MBR反應池，汙水即可達標排放，其中水解酸化處理、硝化處理、反硝化處理過程中的所採用的微生物為黃色短桿菌、蠟狀芽孢桿菌、施氏假單孢桿菌和短短芽孢桿菌。
2.根據權利要求1所述的油田汙水處理工藝，其特徵在於:所述的負壓冷卻塔將汙水冷卻至28~32。。。
3.根據權利要求1所述的油田汙水處理工藝，其特徵在於:所述的緩衝池為平流式緩衝池，緩衝池池面設置有撇油機。
4.根據權利要求1所述的油田汙水處理工藝，其特徵在於:所述的微生物固定在汙泥中。
5.根據權利要求1所述的油田汙水處理工藝，其特徵在於:所述的硝化處理過程中要向汙水中加入碳酸鈉，以控制硝化池中pH為7~8。
6.根據權利要求1所述的油田汙水處理工藝，其特徵在於:所述的水解酸化處理和反硝化處理中要向汙水中補充碳源，所述的碳源為乙酸和葡萄糖的混合物，每噸汙水中混合物加入量為0.26kg，其中乙酸與葡萄糖質量比為5:8。
7.根據權利要求1所述的油田汙水處理工藝，其特徵在於:所述的MBR反應池中設置有若干生物膜膜組 件，反應池內設置有曝氣系統，曝氣量氣水比為20:1。
8.根據權利要求1所述的油田汙水處理工藝，其特徵在於:所述的MBR反應池末端出口處汙水中加入聚鐵，每噸汙水中加入0.05kg聚鐵。
【文檔編號】C02F103/10GK103880250SQ201410117330
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2014年3月26日 優先權日:2014年3月26日
【發明者】白金美, 薦小純, 鄒易, 袁晨陽, 王萌, 方絲絲 申請人:常州大學