一種油田污水處理工藝的制作方法
【專利摘要】一種油田污水處理工藝，步驟為：首先將油田污水加入到緩沖池中，再將污水通過提升泵加入到負(fù)壓冷卻塔中進(jìn)行冷卻，然后將冷卻后的污水依次經(jīng)過一級(jí)缺氧池進(jìn)行水解酸化處理、一級(jí)好氧池進(jìn)行硝化處理、沉淀池進(jìn)行沉淀和第二缺氧池進(jìn)行反硝化處理，最后將污水加入MBR反應(yīng)池，污水即可達(dá)標(biāo)排放，其中水解酸化處理、硝化處理、反硝化處理過程中的所采用的微生物為黃色短桿菌、蠟狀芽孢桿菌、施氏假單孢桿菌和短短芽孢桿菌。本發(fā)明通過油田污水處理系統(tǒng)及工藝的改進(jìn)能夠進(jìn)一步提高油田污水處理效率，提高了出水水質(zhì)；并且選用的兩個(gè)菌種共同處理油田污水時(shí)存在協(xié)同效果，對(duì)油田污水中污染物能夠有效的降解。
【專利說明】—種油田污水處理工藝
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于油田污水處理領(lǐng)域，尤其涉及一種油田污水處理工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著石油行業(yè)的快速發(fā)展，原油處理廠和各大煉油廠紛紛成立，石油、石化生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的含油污水主要有采油污水、鉆井和洗井污水、煉廠污水等，其中以采油污水和煉廠污水排放量最大，不僅含油濃度高，而且含有大量的固體懸浮物和其他污染物。自2008年以來，國家、各地方先后頒布了嚴(yán)格的含油污水排放標(biāo)準(zhǔn)，國家制定了新的更為嚴(yán)格的廢水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)，即:DB21/1627-2008 (C0D〈50mg/L，氨氮 <8(10)mg/L，總氮 <15mg/L，總磷〈0.5mg/L)，各企業(yè)原有的污水處理工藝已經(jīng)不能滿足污水排放的高標(biāo)準(zhǔn)，亟需新的污水處理工藝。
[0003]原處理工程生化階段采用CAST (Cyclic Activated Sludge Technology)工藝，是在ICEAS工藝基礎(chǔ)上發(fā)展起來的第三代SBR工藝，其特點(diǎn)是設(shè)有生物選擇器，可防止污泥膨脹和去除溶解性有機(jī)物，其處理工藝機(jī)理是在可變?nèi)莘e的“充水一排水、曝氣一非曝氣”活性污泥法系統(tǒng)中進(jìn)行生物除磷脫氮(硝化和反硝化)，具有除磷和脫氮的能力，該工藝的處理效果主要取決于泥齡、供氧量和一個(gè)循環(huán)中曝氣和非曝氣時(shí)段的比例。而目前CAST池正常運(yùn)行情況下，難以滿足新標(biāo)準(zhǔn)要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明 為解決現(xiàn)有技術(shù)中原油CAST工藝對(duì)油田污水處理效率低的不足，提供一種油田污水處理工藝。
[0005]一種油田污水處理工藝，步驟為:首先將油田污水加入到緩沖池中，再將污水通過提升泵加入到負(fù)壓冷卻塔中進(jìn)行冷卻，然后將冷卻后的污水依次經(jīng)過一級(jí)缺氧池進(jìn)行水解酸化處理、一級(jí)好氧池進(jìn)行硝化處理、沉淀池進(jìn)行沉淀和第二缺氧池進(jìn)行反硝化處理，最后將污水加入MBR反應(yīng)池，污水即可達(dá)標(biāo)排放，其中水解酸化處理、硝化處理、反硝化處理過程中的所采用的微生物為黃色短桿菌、蠟狀芽孢桿菌、施氏假單孢桿菌和短短芽孢桿菌。
[0006]緩沖池
[0007]緩沖池具有調(diào)節(jié)、降溫、隔油等多功能的用途。
[0008]冷卻塔
[0009]緩沖池出水通過提升泵提升進(jìn)入冷卻塔進(jìn)行冷卻，為后續(xù)生化處理提供良好的溫度條件，確保處理效果。
[0010]水解酸化
[0011]在缺氧的條件下，通過水解酸化污泥與廢水充分混合，利用發(fā)酵細(xì)菌釋放的胞外酶進(jìn)行斷鏈，使廢水中的難降解大分子有機(jī)物徹底消化成易降解的小分子可溶性基質(zhì)，從而，提高廢水的可生化性，同時(shí)也可以去除部分有機(jī)物，降低出水的有機(jī)物濃度。
[0012]硝化處理[0013]水解酸化后污水進(jìn)入一級(jí)好氧池內(nèi)進(jìn)行硝化處理，利用好氧微生物進(jìn)一步分解有機(jī)物，微生物新陳代謝所需要的氧氣由鼓風(fēng)機(jī)和曝氣器供給，在硝化過程中，有機(jī)物被微生物生化降解，去除率較高，同時(shí)，廢水中的氨氮及有機(jī)氮被硝化菌氧化為亞硝酸鹽和硝酸鹽，有機(jī)磷則大部分被轉(zhuǎn)化為無機(jī)磷酸鹽。
[0014]沉淀池
[0015]經(jīng)硝化后污水自流入沉淀池，在此池內(nèi)完成固液分離和污泥濃縮，部分泥水混合液回流至一級(jí)缺氧池進(jìn)行反硝化處理，底部經(jīng)過濃縮的剩余污泥進(jìn)入原有污泥處理系統(tǒng)。
[0016]反硝化
[0017]出水自流入反硝化池；利用反硝化細(xì)菌的作用，將廢水中的殘余硝酸鹽及亞硝酸鹽轉(zhuǎn)化為氮?dú)?，有效降低水中的總氮含量，確保出水總氮達(dá)標(biāo)；
[0018]MBR 池
[0019]為了確保廢水處理系統(tǒng)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)，特設(shè)MBR池，利用膜組件的高效截流過濾作用獲得穩(wěn)定的出水水質(zhì)。同時(shí)，反硝化添加的殘余碳源在此也可得到充分的去除。經(jīng)MBR池后，廢水即可達(dá)標(biāo)排放。
[0020]作為優(yōu)選，所述的負(fù)壓冷卻塔將污水冷卻至28~32°C。
[0021]進(jìn)一步地，所述的緩沖池為平流式緩沖池，緩沖池池面設(shè)置有撇油機(jī)，進(jìn)一步將浮油收集起來。 [0022]作為優(yōu)選，所述的的微生物固定在污泥中，這樣微生物的世代期較長(zhǎng)，耐沖去擊荷的能力較強(qiáng)，對(duì)水質(zhì)變化較大以及有抵制性作用的有機(jī)廢水具有較穩(wěn)定的處理效率。
[0023]進(jìn)一步地，所述的硝化處理過程中要向污水中加入碳酸鈉，以控制硝化池中pH為7~8。為提高系統(tǒng)硝化效率，當(dāng)原水堿度不足時(shí)，需適當(dāng)補(bǔ)加碳酸鈉，以利于硝化反應(yīng)的進(jìn)行。
[0024]進(jìn)一步地，所述的水解酸化處理和反硝化過程中要向污水中補(bǔ)充碳源，所述的碳源為乙酸和葡萄糖的混合物，每噸污水中混合物加入量為0.26kg，其中乙酸與葡萄糖質(zhì)量比為5:8。
[0025]作為優(yōu)選，所述的MBR反應(yīng)池中設(shè)置有若干生物膜膜組件，反應(yīng)池內(nèi)設(shè)置有曝氣系統(tǒng)，曝氣量氣水比為20:1。
[0026]進(jìn)一步地，在MBR反應(yīng)池末端出口處污水中加入聚鐵和次氯酸鈉，每噸污水中加入0.05kg聚鐵，形成含鐵污泥，最終經(jīng)過排泥實(shí)現(xiàn)總磷的去除。
[0027]本發(fā)明的有益效果是，本發(fā)明通過油田污水處理系統(tǒng)及工藝的改進(jìn)能夠進(jìn)一步提高油田污水處理效率，提高了出水水質(zhì)；并且選用的幾個(gè)菌種共同處理油田污水時(shí)存在協(xié)同效果，石油降解菌株之間的合理的互配，有利于更好的發(fā)揮其降解功能，生態(tài)因子與不同生態(tài)位的菌株相互聯(lián)系和相互作用有利于構(gòu)建的生態(tài)系統(tǒng)更加穩(wěn)定，對(duì)油田污水中污染物能夠有效的降解。本發(fā)明中所需設(shè)備簡(jiǎn)單，造價(jià)低，適用于工業(yè)化生產(chǎn)處理。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0028]圖1為本發(fā)明工藝流程圖。
【具體實(shí)施方式】[0029]本發(fā)明所采用的石油降解菌培養(yǎng)、篩選及馴化方法如下:
[0030]好氧的微生物來自油田污水中。試驗(yàn)采用牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基富集培養(yǎng)，培養(yǎng)基組成成分為:原油量為 3g/L ；Κ2ΗΡ04.3H201g, K2HZPO4Ig, MgSO4.7Η200.5g，NH4NO3Ig,CaCI20.02g,原油 3g，pH 值 7.8。
[0031]降解菌的分離純化方法為:培養(yǎng)基中加l%(w/v)原油樣品，30°C搖床培養(yǎng)7d，取富集液2mL接種相同新鮮培養(yǎng)基，相同條件下培養(yǎng)7d,如此連續(xù)富集培養(yǎng)30d，以牛肉膏蛋白陳培養(yǎng)基平板進(jìn)行分離純化，進(jìn)行5次以上的純化，鏡檢后確定為純菌，純化后的菌株保存于牛肉膏蛋白胨斜面與冰箱中保存(_4°C )。
[0032]具有降解功能的好氧菌株經(jīng)過初篩和復(fù)篩，分離出的好氧石油降解功能微生物共4株，好氧菌株的群落特征如下所示:
[0033]黃色短桿菌:褶皺凸面黃色表面不平滑無光澤邊緣不整齊圓形；
[0034]蠟狀芽孢桿菌:白色表面不平滑無光澤邊緣整齊擴(kuò)展圓形；
[0035]施氏假單孢桿菌:擴(kuò)展乳白色表面平滑有光澤邊緣整齊圓形；
[0036]短短芽孢桿菌:擴(kuò)展白色表面不平滑無光澤邊緣不整齊圓形。
[0037]高效功能菌的馴化及生態(tài)適應(yīng):
[0038](I)在MBR池和活性污泥池內(nèi)分別加入好氧活性污泥和菌液，水解酸化池內(nèi)加厭氧污泥和菌液，而后各池注 滿含油污水，在恒溫35°C條件下，對(duì)兩個(gè)好氧池一MBR池和活性污泥池進(jìn)行曝氣，培養(yǎng)36到48小時(shí)；
[0039](2)接入的菌種利用含油污水中的有機(jī)物進(jìn)行自身增值，同時(shí)釋放聚β —羥基丁酸相互凝聚成菌膠團(tuán)。在MBR池中以生物膜的形式固著在污泥上，在活性污泥池中，菌膠團(tuán)相互結(jié)合形成懸浮生長(zhǎng)的微生物絮體；生物膜和活性污泥池中微生物絮體形成后，經(jīng)沉降，放掉上清液，再注入含油污水馴化，重復(fù)三天。
[0040](3)第6天起，水解酸化池保持間斷進(jìn)水，約4天換一次水；好氧池連續(xù)進(jìn)水，流量控制在4L/h左右，停留時(shí)間20h。
[0041](4)試驗(yàn)微生物的培養(yǎng)、馴化歷時(shí)15天，進(jìn)入生物處理系統(tǒng)的為低污染物濃度(C0D150到250mg/L)的含油污水，灰黑色、渾濁，具有強(qiáng)烈刺激性油味，pH約為7。
[0042]出水無色無味，經(jīng)歷了一個(gè)由濁變清的過程，沉淀池表面有時(shí)可見油膜，比較而言，MBR池出水要清澈透明一些，活性污泥池出水經(jīng)?？梢娚倭炕野咨珣腋∥?。活性污泥池污泥沉降性良好，污泥沉降比(SV) 2%到3%。
[0043]活性污泥和生物膜中的生物相均經(jīng)歷了一個(gè)漸變過程:第I到2天，生物相以細(xì)菌占優(yōu)勢(shì)，量很大且非?；钴S，逐漸形成均菌膠團(tuán)；第3 — 4天，菌膠團(tuán)體積增大，細(xì)菌生命力旺盛；鞭毛蟲類原生動(dòng)物出現(xiàn)，并逐漸成為優(yōu)勢(shì)種群；第5天以后，菌膠團(tuán)邊界清晰，較為致密，細(xì)菌活躍，游動(dòng)型和固著型纖毛蟲先后出現(xiàn)，代替鞭毛蟲類成為優(yōu)勢(shì)種群。最終系統(tǒng)內(nèi)形成以鐘蟲類占優(yōu)勢(shì)，與游動(dòng)型纖毛蟲、鞭毛蟲及細(xì)菌共同組成的微生物群落。
[0044]實(shí)施例1
[0045]如圖1所示，油田污水加入到緩沖池中，經(jīng)緩沖池的調(diào)節(jié)、降溫、隔油等作用，可由設(shè)置在池面的撇油機(jī)將浮在液面的油品收集起來，污水在緩沖池中停留時(shí)間為16min。接通提升泵的電源，緩沖池出水通過提升泵進(jìn)入冷卻塔進(jìn)行冷卻，將污水冷卻至28~32°C，為后續(xù)生化處理提供良好的溫度條件，確保處理效果。[0046]將冷卻后的污水通入一級(jí)缺氧池，在缺氧的條件下，通過水解酸化污泥與廢水充分混合，利用發(fā)酵細(xì)菌釋放的胞外酶進(jìn)行斷鏈，使廢水中的難降解大分子有機(jī)物徹底消化成易降解的小分子可溶性基質(zhì)，從而，提高廢水的可生化性，同時(shí)也可以去除部分有機(jī)物，降低出水的有機(jī)物濃度。本發(fā)明中所采用的石油降解菌為微生物為通過上述方法馴化得到的黃色短桿菌、蠟狀芽孢桿菌、施氏假單孢桿菌和短短芽孢桿菌，此水解酸化處理過程中需要補(bǔ)充足夠的碳源，所述的碳源為乙酸和葡萄糖的混合物，每噸污水中混合物加入量為
0.26kg，其中乙酸與葡萄糖質(zhì)量比為5:8，污水在一級(jí)缺氧池停留時(shí)間為4.5h。
[0047]一級(jí)缺氧池出水自流入一級(jí)好氧池，利用好氧微生物進(jìn)一步分解有機(jī)物，微生物新陳代謝所需要的氧氣由鼓風(fēng)機(jī)和曝氣器供給，在硝化過程中，有機(jī)物被微生物生化降解，去除率較高，同時(shí)，廢水中的氨氮及有機(jī)氮被硝化菌氧化為亞硝酸鹽和硝酸鹽，有機(jī)磷則大部分被轉(zhuǎn)化為無機(jī)磷酸鹽，為提高系統(tǒng)硝化效率，當(dāng)污水堿度不足時(shí)，需補(bǔ)加碳酸鈉保持PH值為7~8，以利于硝化反應(yīng)的進(jìn)行，污水在一級(jí)好氧池停留時(shí)間為10h。
[0048]將一級(jí)缺氧池處理后污水加入到沉淀池中，在此池完成固液分離和污泥濃縮，部分泥水混合液回流至一級(jí)缺氧池進(jìn)行反硝化處理，底部經(jīng)過濃縮的剩余污泥進(jìn)入污泥處理系統(tǒng)，沉淀池表面負(fù)荷為0.82m3/m2.h。
[0049]將沉淀池中的污水通入二級(jí)缺氧池中，利用反硝化細(xì)菌將廢水中的殘余硝酸鹽及亞硝酸鹽轉(zhuǎn)化為氮?dú)猓行Ы档退锌偟暮?。此反硝化過程中需要補(bǔ)充足夠的碳源，所述的碳源為乙酸和葡萄糖的混合物，每噸污水中混合物加入量為0.26kg，其中乙酸與葡萄糖質(zhì)量比為5:8，污水在二級(jí)缺氧池停留時(shí)間為4h。
[0050]最后將經(jīng)反硝化后的污水加入到MBR池中，MBR反應(yīng)池中設(shè)置有若干生物膜膜組件，反應(yīng)池內(nèi)設(shè)置有曝氣系統(tǒng)，曝氣量氣水比為20:1，利用MBR膜組件高效截流過濾作用獲得穩(wěn)定的出水水質(zhì)。同時(shí)，反硝化添加的殘余碳源在此也可得到充分的去處；在181?反應(yīng)池末端出口處污水中加入聚鐵，每噸污水中加入0.05kg聚鐵，并加入次氯酸鈉將二價(jià)鐵氧化成三價(jià)鐵，將與殘余磷酸鹽反應(yīng)過的聚鐵沉淀下來，形成含鐵污泥，最終經(jīng)過排泥實(shí)現(xiàn)總磷的去除，污水在二級(jí)好氧池停留時(shí)間為9h。
[0051]下表為利用本發(fā)明方法處理污水前和處理后的污染物濃度:
【權(quán)利要求】
1.一種油田污水處理工藝，其特征在于:首先將油田污水加入到緩沖池中，再將污水通過提升泵加入到負(fù)壓冷卻塔中進(jìn)行冷卻，然后將冷卻后的污水依次經(jīng)過一級(jí)缺氧池進(jìn)行水解酸化處理、一級(jí)好氧池進(jìn)行硝化處理、沉淀池進(jìn)行沉淀和第二缺氧池進(jìn)行反硝化處理，最后將污水加入MBR反應(yīng)池，污水即可達(dá)標(biāo)排放，其中水解酸化處理、硝化處理、反硝化處理過程中的所采用的微生物為黃色短桿菌、蠟狀芽孢桿菌、施氏假單孢桿菌和短短芽孢桿菌。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油田污水處理工藝，其特征在于:所述的負(fù)壓冷卻塔將污水冷卻至28~32。。。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油田污水處理工藝，其特征在于:所述的緩沖池為平流式緩沖池，緩沖池池面設(shè)置有撇油機(jī)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油田污水處理工藝，其特征在于:所述的微生物固定在污泥中。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油田污水處理工藝，其特征在于:所述的硝化處理過程中要向污水中加入碳酸鈉，以控制硝化池中pH為7~8。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油田污水處理工藝，其特征在于:所述的水解酸化處理和反硝化處理中要向污水中補(bǔ)充碳源，所述的碳源為乙酸和葡萄糖的混合物，每噸污水中混合物加入量為0.26kg，其中乙酸與葡萄糖質(zhì)量比為5:8。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油田污水處理工藝，其特征在于:所述的MBR反應(yīng)池中設(shè)置有若干生物膜膜組 件，反應(yīng)池內(nèi)設(shè)置有曝氣系統(tǒng)，曝氣量氣水比為20:1。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油田污水處理工藝，其特征在于:所述的MBR反應(yīng)池末端出口處污水中加入聚鐵，每噸污水中加入0.05kg聚鐵。
【文檔編號(hào)】C02F103/10GK103880250SQ201410117330
【公開日】2014年6月25日 申請(qǐng)日期:2014年3月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月26日
【發(fā)明者】白金美, 薦小純, 鄒易, 袁晨陽, 王萌, 方絲絲 申請(qǐng)人:常州大學(xué)