專利名稱：一種油田含聚污水的高效生物處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種含聚污水的處理方法。
背景技術(shù)：
隨著三次采油技術(shù)的廣泛應(yīng)用，聚合物驅(qū)油技術(shù)已成為提高原油采收率主要技術(shù)手段之一。水溶性高分子聚合物已廣泛應(yīng)用于油田工業(yè)的各個方面，含聚污水回注困難，成本高昂，若發(fā)生串層，必將給油田生產(chǎn)或地下水資源帶來災(zāi)難性的影響，同時給周邊環(huán)境帶來嚴重的危害。含聚污水是一類比較復(fù)雜、特殊的污水，一般采用常規(guī)污水的處理方法對該類污水效果均不理想。因此，油田含聚采油污水的處理達標外排已成為當務(wù)之急。
近年來，部分水溶性高分子量聚丙烯酰胺(HPAM)在油田采油生產(chǎn)中已得到大規(guī)模應(yīng)用。聚合物驅(qū)油開始于20世紀50年代末， 一般采用水溶性高分子聚丙烯酰胺通過注水井注入地下，提高原油采收率。美國、俄羅斯、加拿大、法國、德國以及阿曼等國家進行的大量聚合物驅(qū)油工業(yè)性試驗表明，采用聚合物驅(qū)油一般能提高原油采收率6% 17%。我國國內(nèi)的注聚采油技術(shù)在20世紀90年代發(fā)展很快，繼大慶油田之后，勝利、大港、河南、遼河等油田也都進行了先導(dǎo)性試驗，并取得了成功。其中，大慶油田、勝利油田等大型油田已形成注聚采油的規(guī)模生產(chǎn)，2005年大慶油田聚合物驅(qū)油生產(chǎn)原油已達到年產(chǎn)1200萬噸以上。目前，我國大型油田已成為聚丙烯酰胺的最大應(yīng)用領(lǐng)域。 油田采用的驅(qū)油性水溶性聚合物應(yīng)該具備的基本特征1.良好的水溶性；2.溶解時間控制在2個小時之內(nèi)；3.高效增粘性；4.良好的穩(wěn)定性，包括剪切穩(wěn)定性，化學穩(wěn)定性，熱穩(wěn)定性，生物穩(wěn)定性和長效穩(wěn)定性；5.滲流特性滿足開采的需求，要求聚合物在油藏中吸附量要小，能于其他流體配伍，不堵塞油藏等。目前的聚合物種類主要包括，以部分水溶性聚丙烯酰胺及其衍生物為代表的合成的聚合物和以黃胞膠為代表的生物聚合物。黃胞膠為代表的生物聚合物存在的問題是生物穩(wěn)定性差，容易受氧的影響，溶膠中存在凝膠，
容易堵塞地層，同時價格高。目前油田主要采用的是超高分子量聚丙烯酰胺，其實質(zhì)是提高
HPAM分子量，從而提高在相對高礦化度條件下的HPAM的保留粘度，其分子結(jié)構(gòu)沒有任何改變，只是分子量發(fā)生變化而已。存在的問題是分子結(jié)構(gòu)特點決定其耐鹽、耐溫、耐剪切性能較差，如果分子量過大，導(dǎo)致油藏堵塞。 在我國的油田開發(fā)過程中，水溶性聚合物已廣泛應(yīng)用于油田工業(yè)的各個方面，造成含聚丙烯酰胺污水大量增加，污水中的聚丙烯酰胺量也大量增加。含聚丙烯酰胺的污水是一類比較復(fù)雜、特殊的污水，油田的含聚丙烯酰胺污水還存在含油多，粘度大的特點，目前一般常規(guī)污水的處理方法對該類污水效果均不理想。聚丙烯酰胺在為油田生產(chǎn)提高采收率的同時，對地面工程也產(chǎn)生了相當惡劣的影響。注入地層的聚丙烯酰胺隨原油/水混合液進入地面油水分離與水處理終端，大幅提高了混合液的粘度和乳化性，使油水分離難度加大，造成采出水含油量嚴重超標。聚丙烯酰胺對環(huán)境的直接影響是油田生產(chǎn)過程中不得不排入當?shù)厮w的外排水。由于油田配制聚丙烯酰胺需要新鮮水和以及部分低滲透地層，使部分含有較高濃度的聚丙烯酰胺采出水外排。絕大多數(shù)的聚丙烯酰胺進入地下油層，由于地層結(jié)構(gòu)復(fù)雜，很難避免其滲透到地下水層。聚丙烯酰胺在地面水體和地下水中的長期滯留，必將對當?shù)厮h(huán)境造成嚴重污染。 聚丙烯酰胺作為一種穩(wěn)定的高分子聚合材料，有著極強的生物抗性，即使是已經(jīng)被降解為小分子的聚丙烯酰胺依然有著這一特征，導(dǎo)致油田含聚污水可生化性差，處理困難。目前，已公開的聚丙烯酰胺的生物降解率都明顯較低(降解率僅為30 50%)，且投資較大，工藝運行不穩(wěn)定，而降解不完全的聚丙烯酰胺反而在環(huán)境中更容易發(fā)生化學、物理降解，造成環(huán)境積累，不能滿足環(huán)保的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決現(xiàn)有油田含聚污水可生化性差、處理困難、投資較大、工藝運行不穩(wěn)定、不能滿足環(huán)保要求的問題，而提供了一種油田含聚污水的高效生物處理方法。
油田含聚污水的高效生物處理方法按以下步驟實現(xiàn)一、油田含聚污水經(jīng)氣浮工藝處理后，產(chǎn)生的污水采用厭氧工藝進行生物強化，水力停留時間為24 36小時；二、厭氧工藝產(chǎn)生的出水，采用好氧工藝進行強化，水力停留時間為10 14小時，然后產(chǎn)生的出水進入過濾系統(tǒng)，水力停留時間為5 8小時；三、過濾系統(tǒng)產(chǎn)生的出水進入二沉池，水力停留時間為5 6小時，即完成油田含聚污水高效生物處理。 本發(fā)明實現(xiàn)了油田含聚污水的生物處理，所含聚丙烯酰胺的可生化性好，整個工藝可以實現(xiàn)油田含聚污水的處理穩(wěn)定運行，處理容易，投資??；含油含聚污水生物處理技術(shù)成本約為0. 8 1. 5元/噸，相對于常規(guī)的含油污水處理技術(shù)(能耗約為0. 60千瓦時/噸)來說降低很多，含油穩(wěn)定在20. 0mg/L以下，懸浮物穩(wěn)定在30. 0mg/L以下。本發(fā)明對硫酸鹽還原菌同時有一定的抑制作用，對管道的腐蝕問題具有一定的緩解作用。石油類去除率98% 99%，懸浮物去除85% 90%，粒徑中值小于1. 5 y m，整套工藝表現(xiàn)出較好的去除效果，工藝運行穩(wěn)定，生物降解法無二次污染，能滿足環(huán)保要求。


圖1為具體實施方式
一中油田含聚污水的高效生物處理方法的工藝流程圖。

具體實施例方式
本發(fā)明技術(shù)方案不局限于以下所列舉具體實施方式
，還包括各具體實施方式
間的任意組合。
具體實施方式
一 本實施方式油田含聚污水的高效生物處理方法按以下步驟實現(xiàn)一、油田含聚污水經(jīng)氣浮工藝處理后，產(chǎn)生的污水采用厭氧工藝進行生物強化，水力停留時間為24 36小時；二、厭氧工藝產(chǎn)生的出水，采用好氧工藝進行強化，水力停留時間為 10 14小時，然后產(chǎn)生的出水進入過濾系統(tǒng)，水力停留時間為5 8小時；三、過濾系統(tǒng)產(chǎn) 生的出水進入二沉池，水力停留時間為5 6小時，即完成油田含聚污水高效生物處理。
本實施方式步驟一中油田含聚污水，是指油田污水中含水溶性高分子量聚丙烯酰 胺(HPAM)。 本實施方式步驟一氣浮工藝處理后產(chǎn)生的污水中，若HPAM(水溶性高分子量聚丙 烯酰胺)的濃度達到2000mg/l以上，則加入鐵碳芬頓進行預(yù)處理，水力停留時間為2.0 5 小時；其中鐵碳芬頓由質(zhì)量濃度為98%的工業(yè)硫酸，O. 10 0. 1L/m3的H202，濃度為50 200mg/L的Fe2+和刨花鐵屑組成。 本實施方式步驟一中厭氧工藝需要HPAM活性污泥，污泥的來源是含聚廢水沉淀 池的污泥進行馴化，采用常規(guī)手段即可。 從工藝流程圖中可見，經(jīng)氣浮工藝產(chǎn)生的殘油，進入收油裝置；二沉池產(chǎn)生的出水 可回流到好氧工藝，好氧工藝產(chǎn)生的出水可回流到厭氧工藝。
具體實施方式
二 本實施方式與具體實施方式
一不同的是步驟一中厭氧工藝為 UASB (上流式厭氧污泥床)、SBR(序批式活性污泥法)或EGSB (膨脹顆粒污泥床)。其它步 驟及參數(shù)與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
三本實施方式與具體實施方式
一不同的是步驟一中厭氧工藝需投 加厭氧生物菌劑，厭氧生物菌劑為厭氧聚丙烯酰胺降解功能菌群和厭氧石油降解菌群，投 加量占反應(yīng)池中有效污水的體積的1% 5%。其它步驟及參數(shù)與具體實施方式
一相同。
本實施方式中厭氧聚丙烯酰胺降解功能菌群，是將高分子量的水溶性聚丙烯酰胺 降解為低分子量化合物，再轉(zhuǎn)化為微生物代謝需要的碳源和氮源，實現(xiàn)微生物的生物降解； 厭氧聚丙烯酰胺降解功能菌群是采用常規(guī)手段從注聚工藝污水和含聚污水中篩選得到。
具體實施方式
四本實施方式與具體實施方式
一不同的是步驟一中水力停留時間 為30小時。其它步驟及參數(shù)與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
五本實施方式與具體實施方式
一不同的是步驟二中好氧工藝為曝 氣生物濾池或生物膜反應(yīng)器。其它步驟及參數(shù)與具體實施方式
一相同。 具體實施方式
六本實施方式與具體實施方式
一不同的是步驟二中好氧工藝需投
加好氧生物菌劑，好氧生物菌劑為好養(yǎng)聚丙烯酰胺降解菌群和好氧石油降解菌群，投加量
反應(yīng)池中有效污水的體積的1% 5%。其它步驟及參數(shù)與具體實施方式
一相同。 具體實施方式
七本實施方式與具體實施方式
一不同的是步驟二中過濾系統(tǒng)采用
MBR(膜生物反應(yīng)器)或生物濾料，生物濾料為鐵礦石、孔雀綠等或鵝卵石。其它步驟及參數(shù)
與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
八本實施方式與具體實施方式
一不同的是步驟二中采用好氧工藝 進行強化，水力停留時間為12小時，然后產(chǎn)生的出水進入過濾系統(tǒng)，水力停留時間為6小 時。其它步驟及參數(shù)與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
九本實施方式油田含聚污水的高效生物處理方法按以下步驟實 現(xiàn)一、油田含聚污水經(jīng)氣浮工藝處理后，產(chǎn)生的污水采用厭氧工藝進行生物強化，水力停 留時間為30小時；二、厭氧工藝產(chǎn)生的出水，采用好氧工藝進行強化，水力停留時間為12小 時，然后產(chǎn)生的出水進入過濾系統(tǒng)，水力停留時間為6小時；三、過濾系統(tǒng)產(chǎn)生的出水進入
5二沉池，水力停留時間為6小時，即完成油田含聚污水高效生物處理。 本實施方式油田含聚污水中石油類去除率為98%，懸浮物去除89%。
具體實施方式
十本實施方式油田含聚污水的高效生物處理方法按以下步驟實
現(xiàn)一、油田含聚污水經(jīng)氣浮工藝處理后，產(chǎn)生的污水采用厭氧工藝進行生物強化，水力停
留時間為36小時；二、厭氧工藝產(chǎn)生的出水，采用好氧工藝進行強化，水力停留時間為14小
時，然后產(chǎn)生的出水進入過濾系統(tǒng)，水力停留時間為8小時；三、過濾系統(tǒng)產(chǎn)生的出水進入
二沉池，水力停留時間為5小時，即完成油田含聚污水高效生物處理。 本實施方式油田含聚污水中石油類去除率為99%，懸浮物去除90%。
權(quán)利要求
一種油田含聚污水的高效生物處理方法，其特征在于油田含聚污水的高效生物處理方法按以下步驟實現(xiàn)一、油田含聚污水經(jīng)氣浮工藝處理后，產(chǎn)生的污水采用厭氧工藝進行生物強化，水力停留時間為24～36小時；二、厭氧工藝產(chǎn)生的出水，采用好氧工藝進行強化，水力停留時間為10～14小時，然后產(chǎn)生的出水進入過濾系統(tǒng)，水力停留時間為5～8小時；三、過濾系統(tǒng)產(chǎn)生的出水進入二沉池，水力停留時間為5～6小時，即完成油田含聚污水高效生物處理。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種油田含聚污水的高效生物處理方法，其特征在于步驟一中厭氧工藝為UASB、 SBR或EGSB。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種油田含聚污水的高效生物處理方法，其特征在于步驟一中厭氧工藝需投加厭氧生物菌劑，厭氧生物菌劑為厭氧聚丙烯酰胺降解功能菌群和厭氧石油降解菌群，投加量占反應(yīng)池中有效污水的體積的1% 5%。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種油田含聚污水的高效生物處理方法，其特征在于步驟一中水力停留時間為30小時。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種油田含聚污水的高效生物處理方法，其特征在于步驟二中好氧工藝為曝氣生物濾池或生物膜反應(yīng)器。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種油田含聚污水的高效生物處理方法，其特征在于步驟二中好氧工藝需投加好氧生物菌劑，好氧生物菌劑為好養(yǎng)聚丙烯酰胺降解菌群和好氧石油降解菌群，投加量反應(yīng)池中有效污水的體積的1% 5%。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種油田含聚污水的高效生物處理方法，其特征在于步驟二中過濾系統(tǒng)采用MBR或生物濾料，生物濾料為鐵礦石、孔雀綠等或鵝卵石。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種油田含聚污水的高效生物處理方法，其特征在于步驟二中采用好氧工藝進行強化，水力停留時間為12小時，然后產(chǎn)生的出水進入過濾系統(tǒng)，水力停留時間為6小時。
全文摘要
一種油田含聚污水的高效生物處理方法，它涉及一種含聚污水的處理方法。本發(fā)明解決了現(xiàn)有解決現(xiàn)有油田含聚污水可生化性差、處理困難、投資較大、工藝運行不穩(wěn)定、不能滿足環(huán)保要求的問題。方法一、油田含聚污水經(jīng)氣浮工藝處理后，產(chǎn)生的污水采用厭氧工藝進行生物強化；二、厭氧工藝產(chǎn)生的出水，采用好氧工藝進行強化，然后產(chǎn)生的出水進入過濾系統(tǒng)；三、過濾系統(tǒng)產(chǎn)生的出水進入二沉池，即完成油田含聚污水高效生物處理。本發(fā)明實現(xiàn)了油田含聚污水的生物處理，所含聚丙烯酰胺的可生化性好，整個工藝可以實現(xiàn)油田含聚污水的處理穩(wěn)定運行，處理容易，投資小，無二次污染，能滿足環(huán)保要求。
文檔編號C02F3/34GK101786772SQ20101013101
公開日2010年7月28日 申請日期2010年3月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月24日
發(fā)明者張洪軍, 李春穎, 趙立軍, 陳忠喜, 魏利 申請人:哈爾濱工業(yè)大學