【摘要】： 我國(guó)在稠油污水回用于熱采鍋爐方面作了大量的研究工作,部分污水處理裝置已投入運(yùn)行,但由于稠油污水存在水質(zhì)變化大、油水密度差小、乳化嚴(yán)重等難點(diǎn),再加上處理工藝流程不成熟等原因,稠油污水處理在回用方面尚未取得實(shí)質(zhì)性的進(jìn)展。 針對(duì)以上問題,本文的研究目的是以勝利油田陳莊站稠油污水回用處理為例,設(shè)計(jì)一套適合稠油污水特點(diǎn)的污水回用處理工藝,為稠油污水回用于熱采鍋爐實(shí)現(xiàn)工業(yè)化提供理論基礎(chǔ)和技術(shù)支撐。室內(nèi)模擬和現(xiàn)場(chǎng)中試的主要?jiǎng)?chuàng)新性研究成果和結(jié)論如下: 1.室內(nèi)模擬研究 1)采用限制性培養(yǎng)方法,針對(duì)陳莊稠油污水,構(gòu)建了一組石油降解菌群SL-16。通過室內(nèi)搖瓶實(shí)驗(yàn)測(cè)得該菌群在最佳條件下對(duì)陳莊稠油的降解率可達(dá)68 %,其適宜的生長(zhǎng)及降解溫度為35～45℃,pH值為7.0～9.0,礦化度為4000～14000 mg/L,接種量為2 %,原油初始濃度為1 %,搖床轉(zhuǎn)速為140 r/min。 2)在污水回用處理的模擬研究中,采用氣浮和生物接觸氧化除油,過濾除懸浮物,超濾和反滲透雙膜法脫鹽淡化、除硬度。氣浮出水平均含油量低于20 mg/L。生物接觸氧化的最佳運(yùn)行條件為:溫度35～45℃;停留時(shí)間為16 h;營(yíng)養(yǎng)配比COD_(Cr):N:P=100:5:1,N源為硝酸銨,P源為磷酸氫二鉀;在此條件下,生物接觸氧化后出水中的含油量低于1 mg/L。在0.6 MPa的最佳過濾壓力下,砂濾出水的懸浮物降低于5 mg/L。0.3 MPa進(jìn)水壓力下,超濾能夠?yàn)榉礉B透提供濁度為0.19、SDI為2.6的給水。制水壓力為1.5 MPa條件下,反滲透脫鹽率高于90 %,鈣離子去除率94 %,鎂離子去除率100 %,出水水質(zhì)優(yōu)于熱采鍋爐所用清水。實(shí)驗(yàn)證明,采用氣浮、生物接觸氧化除油,過濾器去除懸浮物,雙膜法脫鹽淡化、除硬度的稠油污水回用處理工藝技術(shù)是可行的。 2.現(xiàn)場(chǎng)中試研究 1)采用換熱器、冷卻塔、氣浮、生物接觸氧化、殺菌、絮凝沉降、雙介質(zhì)過濾、保安過濾、超濾、反滲透等設(shè)備單元組成的污水回用處理工藝進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)中試。稠油污水通過換熱器對(duì)反滲透產(chǎn)水進(jìn)行加溫,反滲透產(chǎn)水可提高10℃,利用冷卻塔可以將污水溫度降低10～15℃,保證生化進(jìn)水的溫度不高于45℃;氣浮可以滿足生物接觸氧化進(jìn)水含油量低于30 mg/L的進(jìn)水要求;在進(jìn)水量為8.3m3/h的條件下,生物接觸氧化反應(yīng)器出水水質(zhì)不僅達(dá)到GB8978-1996國(guó)標(biāo)規(guī)定的二級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn),而且出水含油量低于1 mg/L;為防止生化出水中細(xì)菌對(duì)超濾膜產(chǎn)生污堵,采用次氯酸鈉殺菌,投加量為100 ml/L(有效氯含量為10 %);生化出水中殘余污染物采用絮凝、沉降、雙介質(zhì)過濾進(jìn)一步去除,經(jīng)過實(shí)驗(yàn)篩選確定絮凝劑為聚合氯化鋁,投加量為80 mg/L,助凝劑為聚丙烯酰胺,投加量為1.25 mg/L;利用精細(xì)過濾器作為超濾的保安過濾器,避免大的顆粒物對(duì)超濾膜造成傷害;超濾作為反滲透的預(yù)處理,可以為反滲透提供SDI小于3,濁度小于0.23 NTU,懸浮物接近0 mg/L的穩(wěn)定給水,能夠滿足反滲透的進(jìn)水要求;反滲透平均脫鹽率92.5 %,鈣離子平均去除率93 %,鎂離子的去除率100 %,產(chǎn)水水質(zhì)優(yōu)于清水,完全可以代替清水用于熱采鍋爐。 2)多級(jí)生物接觸氧化反應(yīng)器的除油機(jī)理主要為曝氣氣浮、生物氧化、截留吸附和食物鏈分級(jí)捕食。在系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行時(shí),隨著水流方向,生物膜上的細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,群落結(jié)構(gòu)主要由生物膜上吸附的原油組分決定。經(jīng)過分子生物學(xué)方法分析確認(rèn),菌群SL-16為優(yōu)勢(shì)菌時(shí),生物接觸氧化反應(yīng)器對(duì)污水的處理效果較好。 本論文的研究成果為稠油污水回用于熱采鍋爐處理實(shí)現(xiàn)工業(yè)化提供了理論基礎(chǔ)和技術(shù)支撐,為超濾-反滲透在采油污水回用處理中建立了有效的預(yù)處理技術(shù),為油田采油污水實(shí)現(xiàn)資源化處理有積極的指導(dǎo)意義。
【圖文】：

圖 2-2-2 瀝青質(zhì)降解菌降解效果Fig 2-2-2 The reaults of degradation of asphaltene劑產(chǎn)生菌的鑒定可以降低油滴表面的張力，使石油乳化并促進(jìn)16 株石油降解菌中有 14 株菌可以在血平板上形不產(chǎn)表面活性劑，統(tǒng)計(jì)表見表 2-2-2。其中 W-2能形成較大的溶血圈，見圖 2-2-3。表 2-2-2 SL-16 菌群中表面活性劑產(chǎn)生菌統(tǒng)計(jì)tistics of strains of bacteria communites SL-16 which can p2 W3 W4 H1 H2 F1 F2 F3 F4 F5 L1 + + + - + + + + + + +

圖 2-2-3 菌株 W2 的血平板Fig 2-2-3 Blood plate picture of strain W2生物的生理生化特征形態(tài)差異較大，菌落照片見附錄 1，各菌株的生理生化特征見表 2-2-3。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)海洋大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類號(hào)】：X703

【引證文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2678962