稠油污水回用于熱采鍋爐處理技術(shù)研究.pdf

1、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(wèn)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)

2、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(guò)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(guò)濾除懸浮

3、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20mg/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CODcr：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(guò)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

4、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(guò)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(guò)濾、保安過(guò)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(guò)換熱器對(duì)反滲透

5、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30mg/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1mg/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100ml/L(有效氯含量為10％)；生化出水中殘余污染物

6、采用絮凝、沉降、雙介質(zhì)過(guò)濾進(jìn)一步去除，經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)篩選確定絮凝劑為聚合氯化鋁，投加量為80mg/L，助凝劑為聚丙烯酰胺，投加量為1.25mg/L；利用精細(xì)過(guò)濾器作為超濾的保安過(guò)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0mg/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

7、，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(guò)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