專(zhuān)利名稱：一種聚合物驅(qū)油田采出水水解酸化處理方法及其系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種聚合物驅(qū)油田采出水處理方法和處理系統(tǒng)，尤其是一種改善聚合物驅(qū)油田采出水可生化性的水解酸化處理方法及水解酸化處理系統(tǒng)，屬于工業(yè)廢水處理技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
原油是重要的能源和化工原料，也是國(guó)家發(fā)展的重要經(jīng)濟(jì)命脈，但隨著油田的開(kāi)采，采出液含水率逐漸升高，油氣采收率下降。為提高采收率，我國(guó)各油田相繼開(kāi)展并推廣了聚合物驅(qū)油技術(shù)，聚合物驅(qū)油技術(shù)的推廣應(yīng)用為油田的穩(wěn)產(chǎn)增產(chǎn)提供了保障，但在其應(yīng)用過(guò)程中也產(chǎn)生了大量聚合物驅(qū)油田采出水，與普通油田采出水相比，不僅同樣具有水量大、水質(zhì)水量波動(dòng)大的特點(diǎn)，而且聚合物驅(qū)油田采出水中含有相當(dāng)濃度的殘余聚合物，污水粘度高，乳化程度高，懸浮雜質(zhì)、污油含量也更高，處理難度大，污水可生化性差。大量聚驅(qū)采出水的處理方法與出路成為油田急需解決的問(wèn)題。水解酸化、好氧處理聯(lián)用的工藝近年來(lái)在處理難生化降解有機(jī)廢水及高濃度有機(jī)廢水方面獲得較為廣泛的應(yīng)用。水解酸化段將廢水厭氧處理過(guò)程控制在進(jìn)行較快的水解階段和酸化階段，雖然去除廢水C0D&的效果不佳，但可將難生物降解大分子物質(zhì)及固體物質(zhì)轉(zhuǎn)化為易生物降解的低分子物質(zhì)；在廢水可生化性得到明顯改善的基礎(chǔ)上，再利用0 &去除效率更高的好氧工藝進(jìn)一步處理，往往可以達(dá)到較好的處理效果。該工藝的核心優(yōu)勢(shì)在于其可以改善廢水的可生化性，因此該工藝處理難生化降解廢水時(shí)，水解酸化段的運(yùn)行效果是決定最終處理效果的關(guān)鍵因素。廢水微生物處理技術(shù)具有處理成本低，操作簡(jiǎn)單等優(yōu)勢(shì)，在處理水量大、水質(zhì)水量波動(dòng)大的油田采出水方面有 成為主流處理技術(shù)的趨勢(shì)。但由于聚合物驅(qū)油田采出水可生化性差的特點(diǎn)，在采用生化處理技術(shù)時(shí)，需要從培育篩選優(yōu)勢(shì)高效菌種、提高微生物活性、改進(jìn)生物處理工藝等多種技術(shù)手段方面著手，形成適用于聚合物驅(qū)油田采出水處理的經(jīng)濟(jì)有效的處理工藝。
發(fā)明內(nèi)容
為克服現(xiàn)有技術(shù)不足，本發(fā)明的目的是提供一種用于油田三采含聚污水的生化預(yù)處理方法，通過(guò)培育篩選有聚丙烯酰胺降解能力的硫酸鹽還原菌、采用低強(qiáng)度超聲波強(qiáng)化污泥活性的方法使聚合物驅(qū)油田采出水水解酸化階段的處理能力大大提高，提高了該階段出水的可生化性，使下一步的好氧處理更加容易。本發(fā)明的技術(shù)方案是:
本發(fā)明提供一種聚合物驅(qū)油田采出水的水解酸化處理方法，采用附著在懸浮填料上包括有硫酸鹽還原菌的水解酸化污泥進(jìn)行采出水處理。
所述采出水處理過(guò)程中，對(duì)具有硫酸鹽還原菌的水解酸化污泥進(jìn)行超聲波輻射。所述水解酸化污泥制備方法為:
將種泥、硫酸鹽還原菌母液和懸浮填料投入反應(yīng)池中，用聚合物驅(qū)油田采出水進(jìn)行培養(yǎng)和馴化至懸浮填料表面形成污泥層；
所述硫酸鹽還原菌母液的制備方法為:
取與采油聚合物長(zhǎng)期接觸并有硫酸鹽還原菌生長(zhǎng)的介質(zhì)稀釋后接種于硫酸鹽還原菌培養(yǎng)基上進(jìn)行多次富集培養(yǎng)后獲得硫酸鹽還原菌母液。采用聚合物驅(qū)油田采出水對(duì)介質(zhì)進(jìn)行稀釋。所述硫酸鹽還原菌培養(yǎng)基中加有聚丙烯酰胺。富集培養(yǎng)過(guò)程中在硫酸鹽還原菌培養(yǎng)基中加入適量的HPAM，能確保富集所得優(yōu)勢(shì)菌能夠適應(yīng)含HPAM的污水環(huán)境。所述種泥為兼氧活性污泥。所述種泥采自油田污水生化處理系統(tǒng)缺氧段。所述超聲波的頻率為20 40kHz，功率輸入為20 40W/L。一種使用上述水解酸化污泥的水解酸化處理系統(tǒng)，包括一水解酸化反應(yīng)池，一與水解酸化反應(yīng)池通過(guò)氣提管路和回流管路連通的超聲波處理池；水解酸化反應(yīng)池中裝有能附著水解酸化污泥的懸浮填料；超聲波處理池中設(shè)置有超聲波發(fā)生器；氣提管路上設(shè)有氣體泵將懸浮填料轉(zhuǎn)移至超聲波處理池；回流管路將經(jīng)超聲處理的懸浮填料回流到水解酸化反應(yīng)池中。所述回流管路的出水位置位于水解酸化反應(yīng)池的進(jìn)水端?？沙浞掷脩腋√盍媳砻娴奈⑸锏幕钚?。所述氣提泵每天轉(zhuǎn)移懸浮填料的量為水解酸化反應(yīng)池中總懸浮填料的15-30%。所述懸浮填料占水解酸化反應(yīng)池池體體積的20%_40%。所述懸浮填料為多孔球形懸浮填料。水解酸化技術(shù)可改善廢水可生化性，在采用生物法處理聚合物驅(qū)油田采出水時(shí)通常是必要的一個(gè)技術(shù)環(huán)節(jié)。本發(fā)明在水解酸化工藝中引入對(duì)HPAM有較好降解能力的硫酸鹽還原菌，提高其對(duì)聚合物驅(qū)油田采出水的適應(yīng)性，并通過(guò)低強(qiáng)度超聲波技術(shù)強(qiáng)化微生物活性，提升處理效率，從而為聚合物驅(qū)油田采出水的處理提供一種經(jīng)濟(jì)可行的方法。本發(fā)明所述硫酸鹽還原菌為從受采油聚合物污染的土壤、污水、罐底污泥或其它與采油聚合物長(zhǎng)期接觸的介質(zhì)中取樣，進(jìn)行富集、培養(yǎng)、馴化后所得。本發(fā)明所述水解酸化處理工藝包括一個(gè)水解酸化反應(yīng)池，一個(gè)設(shè)有低強(qiáng)度超聲波發(fā)生器的處理池及用于轉(zhuǎn)移和回流懸浮填料的氣提泵與回流系統(tǒng)。實(shí)際應(yīng)用中首先取可能有硫酸鹽還原菌生長(zhǎng)的長(zhǎng)期與采油聚合物接觸污水或土壤等介質(zhì)，采用硫酸鹽還原菌培養(yǎng)基進(jìn)行 富集培養(yǎng)，得到以硫酸鹽還原菌為優(yōu)勢(shì)菌群的富集母液，在此基礎(chǔ)上反復(fù)進(jìn)行多次富集培養(yǎng)，富集培養(yǎng)過(guò)程中應(yīng)在硫酸鹽還原菌培養(yǎng)基中加入適量的HPAM，確保富集所得優(yōu)勢(shì)菌能夠適應(yīng)含HPAM的污水環(huán)境。此后取待處理水質(zhì)相近的現(xiàn)有污水微生物處理設(shè)施內(nèi)的池底活性污泥作為種泥，將種泥、硫酸鹽還原菌母液、清水、必要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、懸浮填料投入水解酸化反應(yīng)池，然后采用逐漸加入少量待處理聚合物驅(qū)油田采出污水的方法進(jìn)行培養(yǎng)和馴化，至懸浮填料表面開(kāi)始形成微生物薄膜時(shí)可逐漸加大聚合物驅(qū)油田采出污水的加入量直至正常運(yùn)行。正常運(yùn)行期間每天數(shù)次提取水解酸化池中的懸浮填料至設(shè)有低強(qiáng)度超聲波發(fā)生器的反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行超聲波輻照處理，增強(qiáng)懸浮填料表面微生物的活性。每天進(jìn)行輻照處理的污泥量最好不低于總污泥量的20%。處理后懸浮填料回流至水解酸化器進(jìn)水端，優(yōu)先與進(jìn)入的污水接觸。難生化降解廢水經(jīng)此水解酸化工藝處理后通?？擅黠@改善廢水的可生化性。本發(fā)明的有益效果是:在水解酸化反應(yīng)池中引入對(duì)HPAM降解效果較好的硫酸鹽還原菌，硫酸鹽還原菌與水解酸化菌共同作用，對(duì)去除聚合物驅(qū)油田采出水中HPAM的能力及改善聚合物驅(qū)油田采出水可生化性的能力都有明顯提升；水解酸化反應(yīng)器內(nèi)投入懸浮填料，增加水解酸化反應(yīng)器內(nèi)的有效污泥濃度，可明顯提高水解酸化單元的處理效率，提高其抗沖擊性能、耐毒物性能等；同時(shí)引入超聲波強(qiáng)化污泥活性的技術(shù)，采用頻率為20 40kHz、功率輸入為20 40W/L的超聲波對(duì)提取的污泥進(jìn)行輻照處理，增加酶活性，提高微生物細(xì)胞壁傳質(zhì)能力，從而提升了微生物對(duì)有機(jī)物的分解能力。幾項(xiàng)技術(shù)協(xié)同作用，共同提高水解酸化工藝對(duì)聚合物驅(qū)油田采出水的處理能力和適應(yīng)能力。本發(fā)明工藝簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)，采用外置式結(jié)構(gòu)對(duì)污泥進(jìn)行提取和超聲波輻照處理，污泥輻照時(shí)間、強(qiáng)度等易于調(diào)節(jié)。
圖1是本發(fā)明的聚合物驅(qū)油田采出水水解酸化處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
:
實(shí)施例:
某油田三次采油采出水，水體0 &為500 mg/L左右，BOD5S 65mg/L左右，油含量為40mg/L左右，BOD5與0 &之比約為0.13，可生化性較差，污水中含有殘留部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)約100 mg/L左右，HPAM為用于提高采收率的人工合成高分子物質(zhì)，屬難生化降解物質(zhì)。本發(fā)明的系統(tǒng)參見(jiàn)圖1，包括水解酸化反應(yīng)池和超聲波處理池，水解酸化反應(yīng)池與超聲波處理池通過(guò)氣提管路和回流管路連通；水解酸化反應(yīng)池中裝有能附著水解酸化污泥的懸浮填料；超聲波處理池中設(shè)置有超聲波發(fā)生器；氣提管路上設(shè)有氣體泵，氣提泵上的控制閥門(mén)將懸浮填料轉(zhuǎn)移至超聲波處理池；回流管路將經(jīng)超聲處理的懸浮填料回流到水解酸化反應(yīng)池中。回流管路的出口設(shè)置在水解酸化反應(yīng)池的進(jìn)水端。水解酸化反應(yīng)器內(nèi)裝有多孔球形懸浮填料，為便于其隨水流在水解酸化池與設(shè)有低強(qiáng)度超聲波發(fā)生器的處理池之間轉(zhuǎn)移和輸送，其徑向尺寸通常不大于50mm，工程中也可使用其它大小相近的懸浮填料。填料投加量為池體體積的20%至40%，活性污泥附著于懸浮填料表面，可顯著增加水解酸化反應(yīng)器內(nèi)的污泥濃度，附著型污泥濃度一般可達(dá)15 30g/L，較普通活性污泥法中污泥濃度可提高近10倍，因此池內(nèi)微生物量大大增加，處理效率、可承受的有機(jī)負(fù)荷及抗沖擊耐毒物性能都明顯增加。所述設(shè)有低強(qiáng)度超聲波發(fā)生器的處理池內(nèi)設(shè)有攪拌裝置，并與氣提泵及回流系統(tǒng)相連。為了防止懸浮填料表面的微生物大量脫落，攪拌裝置的轉(zhuǎn)速不宜過(guò)高，通常需要控制在100轉(zhuǎn)/分鐘以下。懸浮填料由氣提泵轉(zhuǎn)移至超聲波發(fā)生器后，采用頻率為20 40kHz，功率輸入為10 40W/L的超聲波處理5 20min后回流至水解酸化反應(yīng)器進(jìn)水端，與池內(nèi)填料混合，并優(yōu)先接觸水解酸化反應(yīng)器進(jìn)水，可充分利用其表面微生物的活性。本發(fā)明的聚合物驅(qū)油田采出水水解酸化處理方法如下；采用附著在懸浮填料上具有硫酸鹽還原菌的水解酸化污泥進(jìn)行采出水處理。首先取該油田注聚站聚合物母液罐底污泥、聚合物驅(qū)注水管線清理出的粘泥，用油田采出污水稀釋成懸濁液。按下述方法配制硫酸鹽還原菌培養(yǎng)液，在IOOOmL蒸餾水中配入 K2HPO4,0.5g ；NH4Cl, 1.0g ；CaCl2.2Η20，0.Ig ；MgS04.7Η20，2.0g ;酵母膏，1.0g ；70% 的乳酸鈉溶液，4ml ；Na2S04,0.5g ;Fe (NH4) 2 (SO4) 2，1.2g ;抗壞血酸，0.5g ;該油田采油用 HPAM，LOgo培養(yǎng)液滅菌處理后，引入先前配制的懸濁液，在厭氧環(huán)境中進(jìn)行多次富集培養(yǎng)，得到以硫酸鹽還原菌為優(yōu)勢(shì)菌群的富集母液。自該油田煉廠污水生化處理系統(tǒng)缺氧段取兼氧活性污泥，與懸浮填料一起投入水解酸化反應(yīng)池，并用待處理含HPAM采油廢水進(jìn)行馴化培養(yǎng)。污泥經(jīng)過(guò)約10天左右的培養(yǎng)與訓(xùn)化后，懸浮填料表面開(kāi)始形成明顯的污泥層，之后在培養(yǎng)馴化過(guò)程中每天加入2L硫酸鹽還原菌富集母液，再經(jīng)過(guò)15天左右的培養(yǎng)、馴化，懸浮填料表面污泥層明顯增厚，達(dá)到實(shí)驗(yàn)要求。進(jìn)行污水處理實(shí)驗(yàn)，取進(jìn)水流量為8 16 L/h，停留時(shí)間為5 10 h，每間隔4 6 h提取附有活性污泥的懸浮填料至安裝了低強(qiáng)度超聲波發(fā)生器的超聲波處理池進(jìn)行輻照，輻照時(shí)間為5 20 min，使每天接受輻照的污泥總量為水解酸化反應(yīng)池中總污泥的15_30%，系統(tǒng)出水CODcr介于250 300 mg/L之間，BOD5介于85 130 mg/L之間，BOD5與CODcr之比大幅提高，一般在0.35左右，同時(shí)難降解的HPAM濃度也大幅下降，一般為50 65 mg/L，后續(xù)一級(jí)接觸氧化工藝進(jìn)行處理，停留時(shí)間為5 10 h，出水C0D&通常不高于80 mg/L,HPAM通常不高于 40 mg/L ο
權(quán)利要求
1.一種聚合物驅(qū)油田采出水的水解酸化處理方法，采用附著在懸浮填料上包括有硫酸鹽還原菌的水解酸化污泥對(duì)采出水進(jìn)行處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水解酸化處理方法，其特征在于，在采出水的處理過(guò)程中，對(duì)包括有硫酸鹽還原菌的水解酸化污泥進(jìn)行超聲波輻射。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水解酸化處理方法，其特征在于，所述水解酸化污泥的制備方法為: 將種泥、硫酸鹽還原菌母液和懸浮填料投入反應(yīng)池中，用聚合物驅(qū)油田采出水進(jìn)行培養(yǎng)和馴化至懸浮填料表面形成污泥層。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的水解酸化處理方法，其特征在于，取與采油聚合物長(zhǎng)期接觸并有硫酸鹽還原菌生長(zhǎng)的介質(zhì)稀釋后接種于硫酸鹽還原菌培養(yǎng)基上進(jìn)行多次富集培養(yǎng)后獲得硫酸鹽還原菌母液。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的水解酸化處理方法，其特征在于，所述硫酸鹽還原菌培養(yǎng)基中加有聚丙烯酰胺。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的水解酸化處理方法，其特征在于，所述種泥為兼氧活性污泥。
7.根據(jù)權(quán)利要求3或6任一項(xiàng)所述的水解酸化處理方法，其特征在于，所述種泥采自油田污水生化處理系統(tǒng)缺氧段。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的水解酸化處理方法，其特征在于，所述超聲波的頻率為20 40kHz，功率輸入為20 40W/L。
9.一種聚合物驅(qū)油田采出水水解酸化處理系統(tǒng)，其特征在于，包括一水解酸化反應(yīng)池，一與水解酸化反應(yīng)池通過(guò)氣提管路和回流管路連通的超聲波處理池；水解酸化反應(yīng)池中裝有能附著水解酸化污泥的懸浮填料；超聲波處理池中設(shè)置有超聲波發(fā)生器；氣提管路上設(shè)有氣提泵將懸浮填料轉(zhuǎn)移至超聲波處理池；回流管路將經(jīng)超聲處理的懸浮填料回流到水解酸化反應(yīng)池中。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的水解酸化處理系統(tǒng)，其特征在于，所述回流管路的出水位置位于水解酸化反應(yīng)池的進(jìn)水端。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種聚合物驅(qū)油田采出水水解酸化處理方法及其系統(tǒng)，該處理方法采用附著在懸浮填料上具有硫酸鹽還原菌的水解酸化污泥對(duì)采出水進(jìn)行處理。該處理系統(tǒng)包括一水解酸化反應(yīng)池，一與水解酸化反應(yīng)池通過(guò)氣提管路和回流管路連通的超聲波處理池；水解酸化反應(yīng)池中裝有能附著水解酸化污泥的懸浮填料；超聲波處理池中有超聲波發(fā)生器；氣提管路上有氣提泵將懸浮填料轉(zhuǎn)移至超聲波處理池；回流管路將經(jīng)超聲處理的懸浮填料回流到水解酸化反應(yīng)池中。本發(fā)明引入了對(duì)HPAM降解效果較好的硫酸鹽還原菌，對(duì)去除采出水中HPAM的能力及改善采出水可生化性的能力都有明顯提升；污泥附著在懸浮填料上，增加了有效污泥濃度；超聲波輻射則強(qiáng)化了污泥活性。
文檔編號(hào)C02F103/10GK103086518SQ201110339259
公開(kāi)日2013年5月8日 申請(qǐng)日期2011年11月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月1日
發(fā)明者曹宗侖, 邢琳, 邢毅, 平春霞, 張英雄, 馬友富 申請(qǐng)人:中國(guó)石油化工股份有限公司, 中國(guó)石油化工股份有限公司北京化工研究院