生物處理技術(shù)在采油廢水治理中的應(yīng)用

孟凡力， 杜勝男， 劉勝利， 米俊鋒， 張 其

（遼寧石油化工大學(xué)，遼寧 撫順 113001）

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生物處理技術(shù)在采油廢水治理中的應(yīng)用

孟凡力， 杜勝男， 劉勝利， 米俊鋒， 張 其

（遼寧石油化工大學(xué)，遼寧 撫順 113001）

摘 要：石油開(kāi)采、獲取過(guò)程中伴生的采油廢水含有大量有機(jī)污染物質(zhì)，對(duì)于環(huán)境可造成嚴(yán)重危害。目前，生物處理技術(shù)是水體污染治理過(guò)程中最常使用的技術(shù)手段，運(yùn)用生物處理技術(shù)降解采油廢水治理效果好，運(yùn)行成本低。其類型主要包括活性污泥法、生物膜法、自然處理法及厭氧生物氧化法。對(duì)上述幾類方法的研究進(jìn)行了相應(yīng)概述。

關(guān) 鍵 詞：采油廢水；活性污泥；生物膜；氧化塘

在目前石油開(kāi)采、獲取過(guò)程中所伴生的水體污染中，采油廢水是最為重要的污染源。目前，我國(guó)油田開(kāi)采大多已進(jìn)入到中后期開(kāi)采階段，采用過(guò)程中已使用注水驅(qū)油技術(shù)［1］，而油田采出液中的含水率甚至可達(dá)95%［2］。由此產(chǎn)生的采油廢水對(duì)環(huán)境可造成多方面的影響：造成水環(huán)境的破壞、影響水生生物、污染土壤、對(duì)人體健康造成威脅等等。所以，合理降解采油廢水，是目前石油開(kāi)采過(guò)程中需要關(guān)注的一個(gè)焦點(diǎn)。

目前，污水治理中最為常用的方法為生物處理技術(shù)，它處理費(fèi)用較低、降解效果良好、不產(chǎn)生二次污染，因而受到廣泛的應(yīng)用和關(guān)注。而采油廢水含有可供微生物代謝所需的有機(jī)物，早在20世紀(jì)70年代末期，生物處理技術(shù)就被嘗試使用于采油廢水的降解過(guò)程中［3］。直至今日，仍是研究熱點(diǎn)。

在降解處理過(guò)程中，根據(jù)微生物對(duì)氧氣是否需求，而將采油廢水生化處理技術(shù)劃分為好氧生物處理法和厭氧生物處理法。其中好氧微生物法又可劃分為活性污泥法、生物膜法、自然處理法等。根據(jù)廢水各自的特點(diǎn)不同，即可獨(dú)立處理，也可酌情選取，組合完成降解。

1 活性污泥法

活性污泥法被廣泛應(yīng)用于各種污水治理之中，時(shí)值今日，已有上百年的工藝歷史。在采油廢水治理過(guò)程中，活性污泥法也得到了關(guān)注和運(yùn)用。趙天亮等［4］以COD為監(jiān)測(cè)指標(biāo)，運(yùn)用活性污泥法對(duì)中原油田采油廢水進(jìn)行降解，研究發(fā)現(xiàn)在高含鹽環(huán)境下，經(jīng)馴化的活性污泥菌種具有良好的適應(yīng)性，經(jīng)過(guò)4～6 d馴化后，可實(shí)現(xiàn)90%的COD去除率。馬少華［5］運(yùn)用馴化活性污泥降解采油廢水，研究表明該方法可實(shí)現(xiàn)80%左右的COD去除率和超過(guò)76%的除油率效果。李秀珍等［6］采用間歇式活性污泥處理工藝嘗試對(duì)高含氯采油廢水進(jìn)行降解，研究發(fā)現(xiàn)可通過(guò)篩選獲得耐鹽降解菌株，在氯根含量低于10 000 mg/L的情況下，可實(shí)現(xiàn)70%的COD去除率，處理后水質(zhì)可達(dá)到國(guó)家二級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。李順成等［7］采用進(jìn)口優(yōu)勢(shì)菌株，以間歇式活性污泥法處理采油廢水8 h后，可使得采油廢水中的COD明顯下降，出水水質(zhì)得以符合《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB8978-1996）中的二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

2 生物膜法

生物膜法對(duì)于采油廢水的降解于近幾年得到了顯著的發(fā)展。它主要是運(yùn)用廢水和生物膜之間的接觸，使得生物膜對(duì)廢水中的污染物質(zhì)進(jìn)行固化和分解，從而實(shí)現(xiàn)污水水質(zhì)的凈化。應(yīng)用于采油廢水的生物膜法主要包括生物濾池、生物接觸氧化以及生物流化床。

林靜雯等［8］自主研發(fā)設(shè)立一種復(fù)合生物膜反應(yīng)器，利用經(jīng)過(guò)加壓馴化后的優(yōu)勢(shì)菌株進(jìn)行掛膜，研究表明該反應(yīng)器掛膜后優(yōu)勢(shì)種群生存狀態(tài)穩(wěn)定，對(duì)廢水中的COD能夠?qū)崿F(xiàn)88%的去除效率，同時(shí)實(shí)現(xiàn)95.6%的含油量去除效果。李繼宏等［9］針對(duì)大慶聚驅(qū)采油廢水，采用浸沒(méi)式膜生物反應(yīng)器進(jìn)行降解治理，通過(guò)加壓馴化后篩選出的優(yōu)勢(shì)菌株降解效果良好，反應(yīng)器抗沖擊能力強(qiáng)，出水穩(wěn)定，具有良好的凈化功能。鄒克華等［10］運(yùn)用特種生物膜材料結(jié)合優(yōu)勢(shì)菌種處理采油廢水，該處理方法運(yùn)行費(fèi)用低，處理效果穩(wěn)定，在實(shí)際應(yīng)用中具有相應(yīng)價(jià)值，已成功運(yùn)用于某油田的污水處理過(guò)程之中。石玲等［11］運(yùn)用膜生物反應(yīng)器對(duì)某油田聯(lián)合站外排采出水進(jìn)行處理，處理后COD去除顯著，平均去除率可達(dá)到85%，最高可達(dá)到97.9%，懸浮物、濁度等指標(biāo)均明顯降低，出水水質(zhì)可達(dá)到國(guó)家污水排放一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

3 自然處理法

自然處理法主要包括氧化塘和人工濕地兩種方式。

其中，氧化塘法已經(jīng)廣泛運(yùn)用到采油廢水的處理工藝之中。國(guó)內(nèi)勝利油田樁西采油廠運(yùn)用蘆葦氧化塘對(duì)采油廢水進(jìn)行降解獲取成功，廢水中的COD、BOD、硫化物、揮發(fā)酚等多項(xiàng)指標(biāo)均得到改善，實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放［12］。大港油田運(yùn)用兼性塘和好氧塘聯(lián)合工藝處理采油廢水，該氧化塘自2000年驗(yàn)收使用后，運(yùn)行效果穩(wěn)定，處理后廢水中的COD、懸浮物、含油量等多項(xiàng)檢測(cè)指標(biāo)均得到顯著改善，處理成本低于0.2元/m3［13］。師祥洪［14］將粉煤灰吸附和氧化塘結(jié)合運(yùn)用于現(xiàn)河首站采油廢水，處理工藝運(yùn)行成本低，可靠性強(qiáng)，對(duì)廢水中的污染物具有良好凈化效果，處理后可實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放。

人工濕地也是采油廢水處理過(guò)程中運(yùn)用到的一種工藝。Cynthia等［15］研究發(fā)現(xiàn)含鹽采油廢水經(jīng)過(guò)反滲透預(yù)處理后進(jìn)入濕地處理系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)水質(zhì)凈化，出水水質(zhì)滿足灌溉要求。祝威等［16］比較研究了兩種生物法分別和人工濕地結(jié)合處理勝利油田某聯(lián)合處理站采油廢水，研究表明經(jīng)處理后的廢水生態(tài)毒性明顯降低，從處理前的高毒級(jí)別降至低毒程度。桂召龍等［17］研究表明水平潛流人工濕地中試系統(tǒng)對(duì)于治理采油廢水是可行的，其中利用的濕地植物主要為蘆葦，經(jīng)治理后出水水質(zhì)指標(biāo)符合要求。黃翔峰等［18］將水解酸化與人工濕地結(jié)合處理采油廢水，研究表明當(dāng)水解酸化水力停留時(shí)間為20 h，人工濕地水力停留時(shí)間為4 d時(shí)，出水COD≤80 mg/L，水質(zhì)得以明顯改善。

4 厭氧生物氧化法

厭氧生物氧化法在處理過(guò)程中主要運(yùn)用的厭氧微生物實(shí)現(xiàn)有機(jī)污染物質(zhì)的分解氧化，該處理方法多和其它方法相結(jié)合，聯(lián)合處理采油廢水。

郭書(shū)海等［19］運(yùn)用厭氧反應(yīng)器對(duì)稠油煉化段廢水進(jìn)行處理，該廢水可生化性較差，測(cè)定其BOD/COD值小于0.1，運(yùn)用厭氧氧化降解后，BOD顯著提高，可生化性得以改善，7 d日后基本達(dá)到預(yù)期要求。穆劍等［20］則針對(duì)大慶油田采油廢水厭氧處理環(huán)節(jié)中的微生物群落展開(kāi)了相應(yīng)研究，結(jié)果顯示，該厭氧處理系統(tǒng)中已建立起穩(wěn)定的產(chǎn)甲烷厭氧烴降解微生物體系，廢水中的石油烴類物質(zhì)可在菌落的協(xié)同作用下實(shí)現(xiàn)礦化轉(zhuǎn)變?yōu)榧淄椤?/p>

5 結(jié)束語(yǔ)

采油廢水的治理是目前石油開(kāi)采過(guò)程中需要重點(diǎn)關(guān)注的問(wèn)題之一。生物處理方法運(yùn)行成本低，處理效果良好，無(wú)二次污染，這些優(yōu)點(diǎn)使得其成為目前主要的處理工藝，但同時(shí)其占地面積大，污泥量多，也是制約其使用效果的問(wèn)題所在。應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況，結(jié)合相應(yīng)物化處理手段，研發(fā)優(yōu)勢(shì)耐沖擊菌株，進(jìn)一步提高其處理效果和可應(yīng)用性。

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Application of Biological Method in Oil Extraction Wastewater Treatment

MENG Fan-li，DU Sheng-nan，LIU Sheng-li，MI Jun-feng，ZHANG Qi
（Liaoning Shihua University， Liaoning Fushun 113001， China）

Abstract:In the oil exploration and production process， there is oil extraction wastewater which contains large amounts of organic pollutants. So they can cause serious harm to the environment. Biological method is the most commonly used technology for water pollution. In the treatment process of the oil extraction wastewater， biological method has good effect and low operating cost. Its main types include activated sludge， biofilm， natural treatment method and anaerobic biological oxidation. In this paper， research situation of these methods was introduced.

Key words:Oil extraction wastewater； Activated sludge； Biofilm； Oxidation

中圖分類號(hào)：X741

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1671-0460（2016）02-0355-02

收稿日期：2015-10-23

作者簡(jiǎn)介：孟凡力（1990-），男，遼寧撫順人，在讀碩士研究生，就讀于遼寧石油化工大學(xué)油氣儲(chǔ)運(yùn)工程專業(yè)，研究方向：主要從事油氣管道輸送技術(shù)。E-mail：15242382132@163.com。

通訊作者：杜勝男（1984-），女，講師，博士，研究方向：從事三廢治理及能源方面工作。E-mail：dusn808@163.com。