海上油田水處理中微生物處理技術的應用

付武軍(中海石油氣電集團有限責任公司，北京 100600)

0 引言

隨著我國工業(yè)化與城市化進程的快速發(fā)展，對石油能源的需求量持續(xù)增加，當前我國石油開采已經進入到中后期，采出的原油含水率高達90%，在油水分離過程中受技術、人工操作等因素影響產生大量的含油污水，如果這類污水沒有經過標準化處理直接排放到土壤或河流中，不僅會對自然環(huán)境造成嚴重的污染，還可能引發(fā)污油火災事故，損害油田企業(yè)的經濟效益，甚至威脅人們的生命健康。海上油田企業(yè)應該真正認識到油田水處理的重要性，并采取適宜的微生物處理技術，降低含油水污染，提高含油污水的利用率，促進油田業(yè)健康穩(wěn)定的發(fā)展[1]。

1 油田水處理的作用

石油能源是工業(yè)發(fā)展的血液，石油能源的廣泛應用結束了我國傳統(tǒng)的手工生產時代，標志著我國進入到機械化生產時代，推動了我國社會生產力的進步。同時石油能源的出現(xiàn)為社會創(chuàng)造了多種類型的工作崗位，在一定程度上緩解了就業(yè)難的問題，為實現(xiàn)我國科技與經濟高質量發(fā)展提供有利的支持。同時這也說明現(xiàn)代社會的發(fā)展離不開石油能源的支持。但是當前在我國石油能源開采過程中，由于油田污水處理不規(guī)范，石油質量及應用性能大幅度下降，因此海上石油企業(yè)應該高度重視石油水處理問題，采用科學的技術與方法，合理去除石油污水中的有害物質，在提升油質的基礎上，實現(xiàn)污水的回收再利用，進一步落實我國可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略目標[2]。

2 油田水處理中微生物處理技術的相關論述

2.1 技術原理

微生物處理技術主要是借助微生物的特點對油田污水進行凈化處理，實現(xiàn)污水的二次利用，具體而言，就是利用組合菌群的作用，建立一個能夠快速降解污水中有機物的生物群，以對污水中的烴類、蠟類、酚、縈、胺、苯等多種元素進行生物降解。然后通過控制專項菌群的繁殖率，促使菌群通過水合、活化、繁殖以及競爭等方式在生物群中穩(wěn)定下來，形成一個優(yōu)勢菌群，并逐漸增強菌群的抗毒性與適應性，進而充分發(fā)揮菌群在海上油田污水處理中的有效性。

2.2 技術優(yōu)勢

與其他油田水處理技術相比，微生物處理技術最突出的一個優(yōu)勢就是適用性強，能夠快速適應周圍的自然環(huán)境，加強對自然環(huán)境的保護。另外，微生物處理技術還具有高效優(yōu)質、經濟實用等特點，而且不會產生二次污染，這是物理、化學等處理技術所不可比擬的優(yōu)勢?，F(xiàn)階段，在一些經濟、科技都相對發(fā)達的西方國家，他們已經可以熟練的應用微生物處理技術進行海上油田水處理。而我國由于經濟、科技發(fā)展起步較晚，還未完全掌握微生物處理技術的應用要點，難以將微生物處理技術更好的應用于海上油田水處理過程中，因此相關部門應該加大對微生物處理技術的研究力度，深度挖掘微生物處理技術的潛在價值，不斷提升微生物處理技術的應用性能，進一步提高海上油田水處理效果。

2.3 處理流程

利用微生物處理技術進行海上油田水處理，通常需要遵守以下流程：隔油池提升泵—調節(jié)池—提升泵—微生物反應池—沉淀池—緩沖池—提升泵—改性纖維球過濾器—進行紫外殺菌—濾后水罐—除氧劑處理—完成注水。工藝流程比較復雜，所以對相關工作人員的職業(yè)技能要求也相對較高，工作人員不僅要全面掌握技術處理流程，還要具備豐富的技術處理經驗，保證污水水質達標，避免發(fā)生不必要的污油火災事故。需要注意的是，在進行紫外殺菌時，必須在紫外殺菌儀上安裝改性纖維球過濾器，保證殺菌效果符合相關規(guī)定。此外，由于沉淀池經常會發(fā)生中和、沉淀等化學反應，在微生物由反應池轉入到沉淀池后，可以借助這些化學反應有效去除老化的生物膜，進而提升含油污水處理質量。

2.4 技術類型

微生物處理技術從微生物對氧的需求上可分為好氧微生物處理技術與厭氧微生物處理技術兩大類型，其中好氧微生物處理技術又包括氧化塘處理技術、活性污泥處理技術、生物膜處理技術以及AB處理技術，而厭氧微生物處理技術包括厭氧生物轉盤處理技術、升流式厭氧污泥床處理技術以及厭氧接觸處理技術，每種微生物處理技術應用性能各不相同，因此海上油田企業(yè)只有根據(jù)自身油田污水實際情況，選擇最適宜的污水處理技術，才能取得最佳的污水處理效果[3]。

第一，氧化塘處理技術。氧化塘處理技術主要利用池塘中的微生物、藻類等水生植物對污水或有機廢水進行好氧生物處理。在該技術處理過程中，池塘中的微生物通過對污水中的有機物進行有效分解而產生大量的二氧化碳、碳酸鹽、銨鹽等物質供藻類等水生植物生長。而藻類等水生植物借助光合反應產生的氧氣又為微生物生長提供有利的支持，同時藻類蛋白還能夠為池塘中的魚、鳥等生物提供必要的營養(yǎng)。氧化塘處理技術不僅能夠有效處理污水中的有害物質，還能夠充分利用污水處理過程中產生的各種物質，具有良好的經濟作用?，F(xiàn)階段，氧化塘技術在油田污水處理中取得了良好的應用成果。例如在2000—2004年之間，大港油田堅持采用氧化塘處理技術進行海上油田污水處理，促使COD、石油類以及SS的去除率分別從43%、51%和14%增加到77%、98%和26%。

第二，活性污泥處理技術。活性污泥處理技術是指按照固定比例，將具有特定降解性能的細菌菌液投放到生化池中用來增強混合液內中特定細菌的活性，并完善曝氣池中的細菌種類。同時能夠在流入污水水質穩(wěn)定的情況下，充分發(fā)揮微生物的氧化作用；但即便污水水質或生存環(huán)境發(fā)生改變，微生物也能夠保持一定的活性，不斷加強曝氣池的抗沖擊負荷能力，保證污水處理質量。將活性污泥處理技術與固定化微生物技術進行有機結合，將選定的優(yōu)勢菌固定在載體上，不僅能夠有效增加濃度，還能夠延長停留時間，進一步提高污水處理效率與質量。

第三，生物膜處理技術。生物膜處理技術主要是利用生物膜的吸附作用，對海上油田污水中的有機物進行有效吸附，促進污水處理工作順利的開展。微生物和其聚合物是生物膜的重要組成成分，利用生物膜處理技術進行油田污水處理，不僅能夠有效節(jié)約污水處理時間與成本，還能夠為微生物造成良好的生長繁殖環(huán)境，同樣該技術也具有良好的污水凈化處理效果，也是當前油田企業(yè)廣泛采用的一種污水處理技術。

第四，“AB”處理技術?！癆B”處理技術一般是指在海上油田污水處理過程中分為A和B“兩階段曝氣”處理工藝。每個階段都有相互隔離、單獨的曝氣過程與泥水分離過程，同時活性污泥的回流也是相互隔離的。中原油田石化總廠曾利用“AB”處理技術進行采油廢水的處理，雖然處理后的外排水中的石油類、氨氮等指標都滿足回用水標準，但 Cl-、COD 嚴重超標。同時在實際處理過程中，A段會產生大量的臭氣，對自然環(huán)境造成嚴重的污染，且普遍存在脫氮難、污泥多等不良問題。近年隨著我國科學技術的進步，推動各種類型的油田污水處理技術不斷發(fā)展與完善，促使“AB”處理技術逐漸被淘汰。

3 油田水處理中微生物處理技術的應用影響因素

在海上油田水處理過程中應用微生物處理技術，容易受環(huán)境、基質等各種因素的影響，接下來就針對這些影響因素展開詳細的論述：

第一，溫度。溫度是影響微生物活性大小最重要的一個因素，通過相關研究表示，在采用微生物處理技術進行油田污水處理時，當溫度處于20～30 ℃之間，微生物的活性最高，污水凈化處理效果最好。同時在此溫度范圍內，微生物的活性特征隨著溫度的升高而變得越來越明顯，但是如果水溫沒有達到規(guī)定的溫度，不僅無法充分顯示微生物的活動特性，污水處理效果也會明顯下降。

第二，溶解氧。適當?shù)娜芙庋鯘舛瓤梢源龠M好氧型微生物進行充分的呼吸，取得最佳的海上油田污水處理效果。但是如果溶氧濃度過低，不僅會影響好氧型微生物的呼吸情況，還會降低油田污水處理效果，甚至對周圍環(huán)境造成嚴重的安全威脅。

第三，pH值。一般來說，要想有效提高微生物對含油污水的處理性能，就必要嚴格把控含油污水的pH值，將其控制在6.5～8.5之間，酸性或堿性過強的水體環(huán)境不僅會能影響微生物的生長，還可能對污泥絮體造成嚴重的破壞，大大降低污水處理的效果。

4 提升海上油田水處理中微生物處理技術應用效果的措施

4.1 加大微生物處理技術的推廣力度

近年隨著我國社會經濟的快速發(fā)展，對石油能源的需求不斷增加，推動石油企業(yè)更快更好的發(fā)展。在石油開采過程中，一些石油企業(yè)只顧自身經濟效益的增加，不夠重視海上油田污水處理工作，在污水處理上面投入的人力、物力及財力成本無法支撐污水處理工作高質量開展。在這種情況下，應該充分發(fā)揮政府部門的引導作用，做好海上油田污水處理工作的宣傳，提高海上油田企業(yè)的思想意識，使其真正認識到海上油田污水處理的重要性。同時還要加大微生物污水處理技術的普及與推廣，通過政府相關政策的扶持與激勵促進微生物處理技術在油田水處理中得到有效的應用，提高海上油田污水處理效率與質量。

4.2 提高相關工作人員的綜合素質

海上油田污水處理工作人員是海上油田污水處理工作重要的執(zhí)行者與實施者，其綜合素質的高低在一定程度上決定著油田污水處理效果，因此海上油田企業(yè)要重視海上油田污水處理工作人員的素質培訓工作。例如，定期開展關于海上油田微生物污水處理技術的培訓會議，聘請相關領域的專家進行海上油田水處理技術的講解與自身工作經驗的分享，確保員工能夠掌握充足的技術理論與專業(yè)的實踐技能，為提升微生物處理技術在海上油田水處理中的應用效果提供有利的人力支持。

4.3 貫徹落實生態(tài)環(huán)保理念

海上油田水處理的初衷就是有效凈化油田污水中的有害物質，避免對自然環(huán)境造成不良影響。因此在海上油田水處理過程中，海上油田企業(yè)要貫徹落實生態(tài)環(huán)保理念，堅持采用清潔、綠色的污水處理技術，這為微生物處理技術的應用與普及提供有利的契機，將微生物處理技術合理的運用到海上油田水處理過程中，不僅可以加強對周邊自然環(huán)境和地下水資源的保護，還可以有效提升污水水質及石油質量，促進海上石油企業(yè)良性發(fā)展。

5 結語

微生物處理技術具有成本低、效率高、種類多、無二次污染等諸多特點，在海上油田水處理過程中應用微生物處理技術，不僅有利于節(jié)約企業(yè)投資成本，而且有利于貫徹落實我國綠色環(huán)保的戰(zhàn)略發(fā)展目標，推動油田業(yè)更快、更好的發(fā)展。雖然目前微生物處理技術在海上油田水處理過程中已取得顯著的成效，但是在實際應用過程中仍存在較大的不穩(wěn)定性，易受環(huán)境或基質等因素影響，因此仍需要不斷完善微生物技術處理流程，提高相關工作人員的專業(yè)技能，并加大海上油田水處理工作的監(jiān)管力度，最大限度發(fā)揮微生物處理技術在油田水處理中的經濟價值與社會價值。