及處理油田污水的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于油田污水處理與新生物質(zhì)能源領(lǐng)域，特別涉及一種利用好氧生物法和微藻處理油田回注污水及固定CO2的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]溫室效應(yīng)是21世紀(jì)全人類(lèi)所面臨的最大環(huán)境問(wèn)題。工業(yè)發(fā)展導(dǎo)致大量CO2排放到大氣中，只有最大限度的吸收轉(zhuǎn)化CO2才能協(xié)調(diào)好經(jīng)濟(jì)發(fā)展與環(huán)境間問(wèn)題。目前CO2的固定減排技術(shù)可以分為物理處理、化學(xué)處理及生物固定三類(lèi)。其中生物固定方法中，微藻可在光合作用下，可利用CO2合成大量的生物物質(zhì)，如蛋白質(zhì)、淀粉、維生素及脂質(zhì)。且微藻具有光合速率高、繁殖快、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)、處理效率高以及易與其它工程技術(shù)集成等優(yōu)點(diǎn)，可應(yīng)用于CO2的固定。
[0003]為了實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的微藻CO2固定，國(guó)內(nèi)外眾多企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)進(jìn)行了許多有益的嘗試。早在1990年，日本國(guó)際貿(mào)易和工業(yè)部就曾資助一項(xiàng)名為“地球研究更新技術(shù)計(jì)劃”的項(xiàng)目，利用微藻吸收火力發(fā)電廠煙氣中的二氧化碳來(lái)生產(chǎn)生物質(zhì)能源。該項(xiàng)計(jì)劃共有大約20多個(gè)私人公司和政府的研究機(jī)構(gòu)參與，10年間共投資約25億美元，在減排藻種篩選、光合生物反應(yīng)器開(kāi)發(fā)、微藻生物質(zhì)能源生產(chǎn)等方面的工作都卓有成效；美國(guó)綠色燃料技術(shù)公司(GreenFuel)和亞利桑那公共服務(wù)公司于2007年12月在西班牙西南部開(kāi)展的微藻減排項(xiàng)目，利用水泥廠工業(yè)廢氣中的CO2進(jìn)行微藻培養(yǎng)并開(kāi)發(fā)高附加值的食品、飼料和燃料，目前已建立10m2的培養(yǎng)溫室以垂直薄膜光生物反應(yīng)器進(jìn)行微藻培養(yǎng)，并計(jì)劃擴(kuò)大到100m2規(guī)模；美國(guó)UOP公司于2010年3月獲美國(guó)能源部150萬(wàn)美元的資助，開(kāi)展通過(guò)微藻生長(zhǎng)捕集CO2及用于生產(chǎn)生物燃料和能源的系統(tǒng)驗(yàn)證，該系統(tǒng)將從霍尼韋爾公司位于弗吉尼亞州Hopewell的制造裝置排放的煙氣中捕集CO2，然后從培養(yǎng)的微藻中提取生物燃料，微藻殘?jiān)鼊t轉(zhuǎn)化成熱解油用于電力再生；工業(yè)氣體巨頭德國(guó)林德集團(tuán)與美國(guó)AlgenolB1fuels LLC公司也于2010年合作發(fā)展一種捕獲、存儲(chǔ)、運(yùn)輸及供給二氧化碳的技術(shù)，應(yīng)用于Algenol生產(chǎn)第三代(3G)生物燃料。該公司所擁有的這項(xiàng)專(zhuān)利技術(shù)是利用二氧化碳、海水以及藻類(lèi)生物中提取生物燃料。AlgaeLink NV公司是歐洲可替代燃料業(yè)界的領(lǐng)頭羊之一，2007年底，宣布開(kāi)發(fā)出世界上第一個(gè)不用預(yù)制管制造、而是用特制UV防護(hù)透明薄片做成的專(zhuān)利海藻光生物反應(yīng)器系統(tǒng)(photob1reactor systems for algae)。此光反應(yīng)系統(tǒng)可以很容易地自動(dòng)折疊收入一個(gè)堅(jiān)固耐用、直徑為64cm的圓形管中，這個(gè)管子能自動(dòng)將水封緊。應(yīng)用這一技術(shù)，運(yùn)費(fèi)成本將減少90%。AlgaeLink NV公司在開(kāi)發(fā)此項(xiàng)技術(shù)的三年中，在藻類(lèi)科學(xué)的研究、微藻生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)操作等方面也都取得了極大的進(jìn)展。
[0004]利用微藻進(jìn)行CO2氣體固定減排雖然在理論上已日趨成熟，也有眾多企業(yè)和機(jī)構(gòu)也都進(jìn)行了有益的嘗試，但要真正實(shí)現(xiàn)規(guī)模化應(yīng)用仍有不少困難，原因主要在于成本太高和大規(guī)模養(yǎng)殖技術(shù)的不成熟。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的旨在克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種微藻固定CO2及處理油田污水的方法。
[0006]本發(fā)明的目的可通過(guò)如下技術(shù)措施來(lái)實(shí)現(xiàn):
該方法是利用生物法和微藻處理油田污水、吸收固定CO2和制取生物柴油耦合處理，按如下步驟進(jìn)行:
a、首先利用散氣氣浮法對(duì)油田污水聯(lián)合站油田污水進(jìn)行除油預(yù)處理，經(jīng)氣浮去除大部分原油后的油田污水進(jìn)入活性污泥法或生物膜法除油處理系統(tǒng)進(jìn)一步去除原油，活性污泥法或生物膜法除油過(guò)程中按T0C:N:P = 100:5-10:1重量份配比投加N、P營(yíng)養(yǎng)鹽，活性污泥法或生物膜法處理后油田污水中含有的原油低于lmg/L，污水中的TOC小于60 mg/L, COD小于 150 mg/L ；
b、先向a步驟用好氧生物法處理后的油田污水中通入CO2含量為3%_15%的煙道氣，再送賽道式微藻培養(yǎng)系統(tǒng)，在賽道式微藻培養(yǎng)系統(tǒng)中加入微藻藻株，經(jīng)過(guò)5-15天生長(zhǎng)，長(zhǎng)到密度1Vml以上，且含油脂率20%以上的微藻都可以用來(lái)實(shí)現(xiàn)油田污水凈化與CO2固定，藻株利用油田污水中殘余的N、P營(yíng)養(yǎng)鹽和煙道氣中CO2進(jìn)行生長(zhǎng)，實(shí)現(xiàn)油田污水凈化與CO2固定;
C、將b步驟經(jīng)賽道式微藻培養(yǎng)系統(tǒng)處理后的含藻油田污水流入絮凝沉淀池，采用絮凝方法收集微藻，藻泥用壓濾機(jī)壓濾后制成藻餅送去提取生物柴油，沉淀出水經(jīng)過(guò)濾、殺菌脫氧后回注到地層驅(qū)油。
[0007]殺菌劑的篩選根據(jù)《油田注水水質(zhì)處理用殺菌劑采購(gòu)規(guī)定》SY/T6007-94進(jìn)行，殺菌劑的評(píng)價(jià)根據(jù)《殺菌劑性能評(píng)價(jià)方法》SY/T5890-93中規(guī)定的試驗(yàn)方法進(jìn)行。按照《油田注水脫氧設(shè)計(jì)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)》S/T0046-1999的規(guī)定進(jìn)行脫氧處理。
[0008]本發(fā)明的目的還可通過(guò)如下技術(shù)措施來(lái)實(shí)現(xiàn):
上述a步驟所述的預(yù)處理是采用散氣氣浮，氣浮除油過(guò)程中不添加任何化學(xué)藥劑，避免對(duì)后續(xù)生物除油和微藻培養(yǎng)產(chǎn)生毒害；c步驟所述的過(guò)濾是采用石英砂過(guò)濾器，過(guò)濾器出水的懸浮物含量小于10mg/L，含油量小于lmg/L，滿(mǎn)足中高滲油藏回注污水懸浮物和含油小于10mg/L的要求；a步驟所述的活性污泥法或生物膜法除油過(guò)程中按T0C:N:P = 100:7-8:1重量份配比投加N、P營(yíng)養(yǎng)鹽。
[0009]微藻生長(zhǎng)利用的二氧化碳來(lái)自煙道氣，將煙道氣直接通入生物除油后的油田污水中，微藻生長(zhǎng)利用的N、P營(yíng)養(yǎng)來(lái)自生物除油過(guò)程中投加的營(yíng)養(yǎng)，微藻處理系統(tǒng)不投加任何營(yíng)養(yǎng)鹽。
[0010]本發(fā)明具有如下有益效果:
該方法通過(guò)把微藻固碳制生物柴油與油田回注污水處理結(jié)合起來(lái)，通過(guò)篩選高含油月旨、高抗逆性藻株用于固碳，通過(guò)采用絮凝方法實(shí)現(xiàn)微藻的采收，通過(guò)過(guò)濾、殺菌、脫氧為中高滲油藏提供合格的回注污水，在實(shí)現(xiàn)微藻采收的同時(shí)凈化了污水，實(shí)現(xiàn)了油田污水處理、CO2固定和制取生物柴油耦合綜合利用，減少了成本。
[0011]【附圖說(shuō)明】:
圖1是本發(fā)明實(shí)施例的流程示意圖。
[0012]【具體實(shí)施方式】:
對(duì)要處理的油田污水進(jìn)行檢測(cè)，確定高梯度聚結(jié)氣浮的參數(shù)，確保進(jìn)入好氧生物法除油的進(jìn)水原油低于20 mg/L。
[0013]本發(fā)明是利用生物法和微藻處理油田污水、吸收固定CO2和制取生物柴油耦合處理的方法。
[0014]實(shí)施例1:
a、首先利用散氣氣浮法對(duì)油田污水聯(lián)合站油田污水進(jìn)行除油預(yù)處理，所述的預(yù)處理是采用高梯度聚結(jié)氣浮，氣浮除油過(guò)程中不添加任何化學(xué)藥劑，避免對(duì)后續(xù)生物除油和微藻培養(yǎng)產(chǎn)生毒害；經(jīng)氣浮去除大部分原油后的油田污水進(jìn)入活性污泥法或生物膜法除油處理系統(tǒng)進(jìn)一步去除原油，活性污泥法或生物膜法除油過(guò)程中按T0C:N:P= 100:5:1重量份配比投加N、P營(yíng)養(yǎng)鹽，活性污泥法或生物膜法處理后油田污水中含有的原油低于lmg/L，污水中的TOC小于60 mg/L, COD小于150 mg/L ；
b、先向a步驟用好氧生物法處理后的油田污水溢流進(jìn)入微藻生物養(yǎng)殖系統(tǒng)，將CO2含量為3%的煙道氣通過(guò)充氣系統(tǒng)直接充入賽道式微藻培養(yǎng)系統(tǒng)，為微藻生長(zhǎng)提供碳源，在賽道式微藻培養(yǎng)系統(tǒng)中加入能夠在生物除油后油田污水中生長(zhǎng)良好，具有高含油脂、高抗逆性的藻株，接種密度為15個(gè)/ml時(shí)，經(jīng)過(guò)15天生長(zhǎng)，長(zhǎng)到密度1Vml以上，且含油脂率20%以上的微藻都可以用來(lái)實(shí)現(xiàn)油田污水凈化與CO2固定，藻株利用油田污水中殘余的N、P營(yíng)養(yǎng)鹽和煙道氣中CO2進(jìn)行生長(zhǎng)，實(shí)現(xiàn)油田污水凈化與CO2固定；
C、將b步驟經(jīng)賽道式微藻培養(yǎng)系統(tǒng)處理后的含藻油田污水流入絮凝沉淀池，采用絮凝方法收集微藻，沉淀藻泥用壓濾機(jī)壓濾后制成藻餅送去提取生物柴油，沉淀出水經(jīng)石英砂過(guò)濾器過(guò)濾、過(guò)濾器出水的懸浮物含量小于10mg/L，含油量小于lmg/L，滿(mǎn)足中高滲油藏回注污水懸浮物和含油小于10mg/L的要求；經(jīng)殺菌、脫氧后回注