油田污水生物处理研究(1)

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1、油田污水生物处理研究1概述在石油和天然气开发生产过程中，将产生大量的油田污水。主要包括采油污水、钻井污水、洗井污水和采气污水。目前我国陆上油田开发已基本进入高含水期开采，油田综合含水率超过80%。这些大量的污水一般是经过处理，达到油田注水水质标准后，回注油层。但随着石油勘探开发活动的增多，所产生的污染物总量随之增加，对环境造成的污染也日趋严重。有效地控制和治理在油田开发和使用石油、天然气过程中造成的环境污染，已成为世界各国面临的重大课题。就原油性质来说，我国各油田原油大多属于中质原油、重质原油，其中

2、的长链芳香烃、多环芳香烃和环烷烃比例相对较高，给石油污水处理带来较大难度。特别是近年来各油田重油、稠油开采比例进一步增加，使污水中难降解污染物增多，对环境危害尤其严重。油田污水处理和回注已成为油田开发的主题之一，这不仅可以节约宝贵的新鲜水资源，而且从根本上解决了污水污染问题。目前，油田污水处理工艺基本上采用物化工艺为主，即采用沉降、隔油、混凝和浮选等工艺，这些工艺对污水中的悬浮物、部分乳化态和部分溶解化合物有一定的去除效果，但对污水中的大多数溶解性石油污染物如各类烷基酚、少量的溶解烷类、环烷烃、多环

3、和杂环芳烃及其衍生物等污染物去除效果差。而这些污染物带来的COD、BOD及其他污染指标如氨氮、硫化物、挥发酚等往往是油田污水外排超标的主要原因。近年来，随着国内外对环境质量要求的提高，油田污水的排放标准也受到严格控制，常规物化处理工艺运行费用高，加之采油过程中高聚物的使用，污水水质恶化以及污水处理设施老化等原因，常规处理后水质达不到回注或排放标准。这种现象几乎存在于大部分油田的污水处理站。因此，寻找一种既能解决污水达标排放，又能降低污水处理费用，运行操作简单的油田污水处理方法成为当务之急。生物处理工

4、艺因其对污染物处理彻底，无二次污染，运行费用低等众多优势备受关注。根据各油田水质特点和投资、占地、运行费用、自动化程度等要求不同，可选用常规活性污泥工艺、SBR工艺、A/O工艺、PACT工艺、硫化床工艺、接触氧化工艺等生物技术。这些工艺在污水处理中的应用已较成熟。生物处理工艺作为油田污水外排的最终保证已在国内外得到广泛认可，利用微生物高效除油生物技术不仅可以完成油田污水的终端处理，同时，在油田污水预处理中可代替絮凝、浮选及过滤除油等高成本物化工艺，具有优越条件。生物处理工艺的采用，已成为油田污水处理

5、的先进性标志之一，在处理油田污水中具有重大的现实意义和广阔的市场前景。2油田污水生物治理技术活性污泥工艺在污水处理中的运用已有悠久的历史，是传统的生物处理工艺之一。活性污泥中的细菌分泌胞外多糖，相互粘结形成绒粒，微生物利用污水中物质持续增殖，绒粒相互结合形成蓬松的絮体，成为处理污水的基本单元，在不同的生物处理阶段，絮体中的生物相组成也发生相应的变化。接触氧化工艺是生物膜工艺的一种。生物膜工艺能较好地保持系统内的生物量，微生物以生物膜的形式完全淹没在污水中,同时进行人工供氧,膜上形成由细菌、真菌、藻类

6、、原生动物及后生动物等组成的复杂且稳定的生态体系，对污水的净化发挥综合作用。已应用到油田污水处理领域的主要有接触氧化工艺、生物转盘工艺（RBC）、硫化床工艺、PACT工艺、浮动填料生物膜工艺、生物滤床（塔）工艺等，这些工艺各有特点。接触氧化工艺具有占地面积小、投资和运行费用低、自动化程度要求低、易操作管理、系统内生物量大（可达10mg/L）以上、处理负荷高（可达2~4kgCOD/m3d）、抗冲击负荷能力强的特点，兼具生物膜和活性污泥工艺的优点。在传统的生物处理工艺中，往往一种活性污泥用于不同的污水处

7、理中，利用不同的污水从同一微生物群体中筛选所需菌群，很少考虑菌种的针对性和高效性。即使是生物膜工艺，也多是活性污泥的挂膜利用。我们知道，生物处理污水中的各类有机物时，微生物的生理生化反应多而复杂，其中最重要的是能量代谢和合成代谢。微生物需要将污水中结构复杂的有机物大分子进行酶解，释放出其分子结构中固有的自由能，再将这些化学能转变为微生物能利用的生物能物质—三磷酸腺苷（ATP），微生物利用能量代谢所产生的ATP进行生物合成反应，不断增加生物体的数量。通过这一系列的过程，高效优势微生物能将污水中呈溶解态

8、和胶体状态的有机物转化为稳定的无害化物质，从而使污水达标排放。因此，生物处理的关键在于获得有高降解效率的高效功能微生物菌种。由于油田污水中难降解有机物多，自然生长的细菌难以达到理想效果，目前国内少见将生物技术用于油田采出水的工业化报道。强化油田污水的可生化性，筛选、培养、驯化高效优势菌群是生物处理油田污水的关键。目前，我们在油田污水生物处理基础研究和工艺研究方面已做了大量的工作。通过一系列物理化学处理技术以及分子育种等手段，改变细菌的遗传基因，再经过长时间的定向培养和