克拉美麗氣田高含醇采出水COD去除方法

蔡賢平 梅 俊 楊萍萍

1新疆油田開發(fā)公司2新疆石油勘察設(shè)計研究院

克拉美麗氣田高含醇采出水COD去除方法

蔡賢平1 梅 俊2 楊萍萍2

1新疆油田開發(fā)公司2新疆石油勘察設(shè)計研究院

克拉美麗氣田采出水中含有一定量生產(chǎn)過程中投加的防凍劑乙二醇，這是導(dǎo)致水中COD較高的主要原因，對乙二醇的處理也是氣田采出水處理成功與否的關(guān)鍵所在。因此開展了采用化學(xué)試劑氧化技術(shù)和微生物處理技術(shù)進行氣田采出水COD和乙二醇的處理效果的試驗研究。研究表明，好氧活性污泥法處理氣田含乙二醇采出水效果較好，且采用序列式厭氧—好氧生物處理工藝可縮短反應(yīng)停留時間。

氣田采出水；乙二醇；COD；氧化法；生物處理；去除效果

克拉美麗氣田在天然氣生產(chǎn)過程中，由采氣井口向集輸管道注入水合物抑制劑乙二醇，由井口注入管道的乙二醇，在集氣站伴隨天然氣脫水分離，產(chǎn)生了氣田含醇采出水。由于乙二醇性質(zhì)穩(wěn)定，極性較強，沸點與水相近，采用常規(guī)的物理化學(xué)方法處理氣田含乙二醇污水，無法有效去除水中的乙二醇。乙二醇是導(dǎo)致水中COD較高的主要原因，對乙二醇的處理也是氣田采出水處理成功與否的關(guān)鍵所在，未經(jīng)有效處理的含醇氣田采出水不達標外排，會對環(huán)境產(chǎn)生較大污染。

因此，開展了采用化學(xué)試劑氧化技術(shù)和微生物處理技術(shù)進行氣田采出水COD和乙二醇的處理效果的試驗研究。

1 試驗部分

試驗在室溫條件下進行，試驗規(guī)模為4m3/d。

1.1 試驗方法

（1）芬頓試劑催化氧化法。該法即將H2O2在有鐵鹽存在的條件下分解成為具有強氧化的·OH-游離基，其將有機污染物氧化為CO2和H2O。反應(yīng)在室溫條件下進行，藥劑投加方式采用H2O2/COD為2mg/L，F(xiàn)e2+/H2O2為0.3mg/L[1]。

（2）高錳酸鉀氧化法。高錳酸鉀具有較強的氧化性，高錳酸鉀在室溫酸性條件下與乙二醇反應(yīng)生成乙二酸，其氧化機理是簡單的化學(xué)氧化還原反應(yīng)過程。

（3）SBR生物處理法。SBR生物處理方法是序列間歇式活性污泥法，是一種按間歇曝氣方式來運行的活性污泥污水處理技術(shù)，又稱序批式活性污泥法。利用污泥進行接種，再進行適當(dāng)?shù)呐囵B(yǎng)馴化，使活性污泥微生物群體逐漸形成具有代謝含醇氣田污水的酶系統(tǒng)，具有某種專性。

1.2 測定指標及分析方法

污水分析參照《油氣田水分析方法（SY/T 5523—2000）》進行。COD測定依據(jù)《水質(zhì)化學(xué)需氧量的測定重鉻酸鹽法（GB11914—1989）》進行。乙二醇測定采用試亞鐵靈法[2]。沉降比測定：取混合液100mL于100mL量筒中，靜置30min，污泥體積的毫升數(shù)的百分值即為沉降比值。懸浮固體濃度測定：取100mL活性污泥，用濾紙過濾后烘干稱重。

2 試驗結(jié)果與討論

2.1 氣田采出水原水水質(zhì)全分析

對克拉美麗氣田采出水進行了水質(zhì)全分析，試驗結(jié)果如表1所示。

表1 克拉美麗氣田采出水水質(zhì)全分析mg/L

2.2 化學(xué)試劑氧化法處理結(jié)果

2.2.1 芬頓試劑氧化法

室溫條件下，七水合硫酸亞鐵與雙氧水用量按0.3mg/L投加，反應(yīng)液pH值為3～4，反應(yīng)時間分別為1、2、3h。反應(yīng)結(jié)束后，取上清液測定COD含量，試驗中H2O2濃度為30%，試驗結(jié)果見表2。從表2可以看出，芬頓試劑反應(yīng)速度較快，隨著芬頓試劑加藥量和反應(yīng)時間的增加，水中COD值減小。

2.2.2 高錳酸鉀氧化法

室溫條件下，調(diào)水樣pH值為3～4，取上清液測定不同氧化時間反應(yīng)后溶液的COD含量。由表3可知，隨著高錳酸鉀加藥量和反應(yīng)時間的增加，水中COD值略有減小。

表2 芬頓試劑除COD試驗結(jié)果

表3 高錳酸鉀除COD試驗結(jié)果

2.3 SBR生物處理法

接種某污水處理廠活性污泥，對活性污泥進行培養(yǎng)馴化，利用其處理氣田含醇采出水，包括好氧活性污泥處理、厭氧活性污泥處理和間歇性厭氧好氧處理三種方式。試驗時補充自來水以平衡蒸發(fā)損失。從表4可以看出，應(yīng)用厭氧活性污泥法處理時，COD和乙二醇含量降低幅度較小。

表4 厭氧活性污泥水質(zhì)凈化試驗結(jié)果

從表5可以看出，好氧活性污泥法處理氣田含醇采出水，隨著處理時間的增加COD和乙二醇含量不斷降低。培養(yǎng)馴化成熟后，再向反應(yīng)池中加入2L氣田采出水，每天取上清液測定其COD和乙二醇含量。由表6可知，好氧處理和厭氧處理時，水中COD去除率分別呈現(xiàn)較高和較低交替的效果。

表5 好氧活性污泥生化處理試驗結(jié)果

表6 間歇厭氧—好氧活性污泥水質(zhì)凈化試驗結(jié)果

上述厭氧—好氧交替反應(yīng)中，若不考慮厭氧處理環(huán)節(jié)，僅將厭氧—好氧間歇處理法好氧處理環(huán)節(jié)效果與單純好氧生物處理效果進行對比分析，采用間歇好氧生物法處理氣田含醇采出水，COD和乙二醇去除速度快于單純好氧處理，可減少反應(yīng)停留時間。

3 結(jié)論

（1）當(dāng)H2O2加量20mg/L，F(xiàn)e2+加量6.6mg/L，反應(yīng)3h時，COD去除率為36.28%，芬頓試劑氧化法對克拉美麗氣田含乙二醇采出水的COD有一定的去除效果。

（2）當(dāng)KMnO4加量1200mg/L，反應(yīng)3h時，COD去除率只有4.36%，高錳酸鉀氧化法對克拉美麗氣田含乙二醇采出水COD去除效果較差。

（3）厭氧活性污泥法處理第5天時COD去除率只有5.88%，對氣田含乙二醇采出水COD和乙二醇去除率較低。

（4）好氧活性污泥法處理第8天時，COD去除率為91.4%，對氣田含乙二醇污水處理效果較好。

（5）采用間歇厭氧—好氧生物處理氣田含醇采出水COD和乙二醇去除速度快于單純好氧生物處理法，建議采用序列式厭氧—好氧生化處理方式以減少反應(yīng)停留時間、縮小反應(yīng)裝置容積、擴大處理負荷。

[1]劉建偉，諸葛斌，張一波，等．Fenton試劑法預(yù)處理發(fā)酵甘油生產(chǎn)提取廢水[J]．環(huán)境污染治理技術(shù)與設(shè)備，2004，5（9）：82-85．

[2]王振川，楊建民，王春旭．以試亞鐵靈為指示劑測定乙二醇的含量[J]．河北化工學(xué)院學(xué)報，1987（1）：107-109．

（欄目主持張秀麗）

10.3969/j.issn.1006-6896.2015.6.015