申请日2015.10.30
公开(公告)日2016.01.06
IPC分类号C02F9/14; C02F3/28; C02F3/12; C02F1/52; C02F1/56; C02F103/10; C02F101/30
摘要
本发明提供一种稠油污水处理方法，将稠油污水原水依次经过混凝处理、厌氧生化处理和生化处理，出水达到排放标准。该方法用于处理油田稠油废水，可有效提高稠油废水的可生化性并大幅降低稠油废水CODCr含量。混凝处理中的混凝剂耐高温，且其在稠油-水界面上的选择性吸附分布有助于破除油水微乳液，其利用了协同增效的原理，提高混凝剂的破乳除油性能和凝聚固体悬浮颗粒及胶体微粒的作用来提高净化性能，经过混凝处理后，其出水CODCr降至190至160mg/L，污水可生化性由小于0.2提高到0.25至0.35之间。
权利要求书
1.一种稠油污水处理方法，其特征在于，将稠油污水原水依次经过混凝处 理、厌氧生化处理和生化处理，出水达到排放标准。
2.根据权利要求1所述的稠油污水处理方法，所述第一步的混凝处理是在 旋流反应器中进行混凝处理，其特征在于,其将稠油污水混凝剂和聚合硫酸铝 分别加入旋流反应器中进行混凝处理。
3.根据权利要求1或2所述的稠油污水处理方法，其特征在于，所述稠油 污水混凝剂按重量份计主要由以下原料制备得到：
4.根据权利要求1-3任一项所述的稠油污水处理方法，其特征在于，所 述混凝处理过程中调剂pH为3～4。
5.根据权利要求1中所述的稠油污水处理方法，其特征在于：所述第二步 的厌氧生化处理是将经过混凝处理的出水引入厌氧生物反应池内进行，控制池 体内污水溶解氧浓度在0.2mg/L以下，将经过混凝处理的出水中难生物降解有 机物转变为易生物降解有机物，提高污水的可生化性，以利于后续接触氧化处 理;该厌氧生化反应池内设有液下潜水推流搅拌器和悬挂式复合生物填料;污 水在厌氧生化反应池内停留时间为10至12h，经过厌氧生化处理后，其出水 CODCr降至160至180mg/L，出水的可生化性在0.38至0.4之间。
6.根据权利要求5中所述的稠油污水处理方法，其特征在于：所述厌氧生 化反应池内设有的液下潜水推流搅拌器为市售产品。
7.根据权利要求1中所述的稠油污水处理方法，其特征在于：所述第三步 生化处理是将经过厌氧生化处理的出水引入接触氧化生物反应池内进行反应 后，再采用活性污泥反应法进行反应,该接触氧化生物反应池内设有悬挂式复 合生物填料以及膜片式曝气器，该悬挂式复合生物填料的下端距膜片式曝气器 之间的距离为300至400mm，以悬挂方式安装在接触氧化反应池内，厌氧生化 处理出水进入接触氧化生物反应池内，停留时间为8至10小时，接触氧化生物 反应池内的溶解氧控制在2至5mg/L，经过接触氧化处理后，其出水CODCr降至 90至110mg/L，出水的可生化性在0.3左右。
8.根据权利要求7中所述的稠油污水处理方法，其特征在于：所述接触氧 化反应池内安装的膜片式曝气器为市售产品，每个膜片式曝气器的服务面积为 0.3m2，该膜片式曝气器安装在距池底200±10mm的水平面上。
9.根据权利要求7或8中所述的稠油污水处理方法，其特征在于：所述悬 挂式复合生物填料为市售产品，该悬挂式复合生物填以悬挂方式安装在厌氧生 物反应池内或接触氧化生物反应池内，悬挂时每根填料上串接30至40片填 料，每片填料垂直距离为60至100mm，每根填料之间水平距离为180至 220mm。
10.根据权利要求7-9任一项所述的稠油污水处理方法，其特征在于，所 述活性污泥反应法将在接触氧化生物反应池内进行反应后的污水进入活性污泥 反应池中进行反应;
优选地，活性污泥反应池中含有经过驯化且适用于稠油污水中的有机物及 油类污染物降解的微生物群进行反应;
优选地，活性污泥反应池出水CODCr在50mg/L以下。
说明书
稠油污水处理方法
技术领域
本发明涉及污水处理方法，尤其涉及一种油田采油过程中产生的含有多种 难降解有机物质的稠油污水处理方法。
背景技术
目前油田大多处于二次和三次采油阶段，通常采用水驱、蒸汽驱及聚合物 驱的方式来实现大规模生产，稠油油田生产中随稠油开采出大量废水，称为稠 油污水。
稠油污水的油水密度差小，所含的胶质和沥青质具有天然乳化性质，可生 化性极差。稠油油田的采油废水成分复杂，除含有石油类外，还含有开采过程 中投加的大量化学药剂、如破乳剂、降粘剂、驱油剂等难降解物质，添加的各 类化学药剂除增加污水本身的COD外，又降低了污水的可生化性，且含有对微 生物生长繁殖有抑制或毒害作用的有机成分，生化处理运行过程中存在因生物 菌种的死亡或变异而导致污水处理效果逐渐下降的问题。
分析数据表明，稠油废水的石油类主要由烃类、醇类、酯类构成，再加上 可生化性极差的各类化学添加剂，造成稠油污水具有CODCr含量高、可生化性 差的特点，难于用常规的方法进行有效处理，且随着国家以及地方环保部门对 外排污水要求的日益严格，采用合适有效的工艺方法使之达到排放标准，是稠 油污水处理过程的难点和关键。
专利CN103601340A公开了一种稠油污水处理方法，其是将稠油污水原水依 次经过常温常压催化氧化处理、厌氧生化处理、接触氧化处理以及臭氧活性炭 曝气生物滤池处理工艺，但稠油污水的温度通常为80～90℃，如采用常温常压 催化处理，需要先进行冷却处理，提高了工艺过程的成本。
发明内容
本发明的主要目的在于克服现有产品存在的上述缺点，而提供一种稠油污 水处理方法，可以有效降低稠油污水中CODCr含量，使之达到小于50mg/L。
本发明的目的是由以下技术方案实现的。
本发明稠油污水处理方法，其特征在于，将稠油污水原水依次经过混凝处 理、厌氧生化处理和生化处理，出水达到排放标准。
前述的稠油污水处理方法，其中,所述第一步的混凝处理是在旋流反应器中 进行混凝处理，其特征在于,其将稠油污水混凝剂和聚合硫酸铝分别加入旋流反 应器中进行混凝处理。
所述稠油污水混凝剂按重量份计主要由以下原料制备得到：
其中，聚合氧化铝的重量份可为15份、17份、20份、23份或25份等;
聚硅硫酸锌的重量份可为5份、6份、7份、8份、9份或10份等;
聚二甲基二烯丙基氯化铵的重量份可为0.5份、0.6份、0.7份、0.8份、 0.9份或1份;
3.0G聚酰胺-胺的重量份可为5份、6份、7份、8份、9份或10份等。
所述混凝处理过程中调剂pH为3～4，例如3、3.2、3.4、3.6、3.8或4等。
本发明采用的稠油污水混凝剂利用了协同增效的原理，提高混凝剂的破乳 除油性能和凝聚固体悬浮颗粒及胶体微粒的作用来提高净化性能，经过混凝处 理后，其出水CODCr降至190至160mg/L，污水可生化性由小于0.2提高到0.25 至0.35之间。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的 限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变 化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
前述的稠油污水处理方法，其中，所述第二步的厌氧生化处理是将经过混 凝处理的出水引入厌氧生物反应池内进行，控制池体内污水溶解氧浓度在 0.2mg/L以下，将经过混凝处理的出水中难生物降解有机物转变为易生物降解 有机物，提高污水的可生化性，以利于后续生化处理;该厌氧生化反应池内设 有液下潜水推流搅拌器和悬挂式复合生物填料，该液下潜水推流搅拌器具有可 以使厌氧生化反应池内污水混合匀、不增加污水中溶解氧浓度以及对厌氧生化 的处理过程无不利影响的作用;污水在厌氧生化反应池内停留时间为10至12h， 经过厌氧生化处理后，其出水CODCr降至130至160mg/L，出水的可生化性在 0.38至0.4之间。
前述的稠油污水处理方法，其中，所述厌氧生化反应池内设有液下潜水推 流搅拌器为市售产品，用以创建水流，保证污水混合均匀。
前述的稠油污水处理方法，其中，所述第三步生化处理是将经过厌氧生化 处理的出水引入接触氧化生物反应池内进行反应后，再采用活性污泥反应法进 行反应,该接触氧化生物反应池内设有悬挂式复合生物填料以及膜片式曝气器， 该悬挂式复合生物填料的下端距膜片式曝气器之间的距离为300至400mm，以 悬挂方式安装在接触氧化反应池内，厌氧生化处理出水进入接触氧化生物反应 池内，停留时间为8至10小时，接触氧化生物反应池内的溶解氧控制在2至 5mg/L，经过接触氧化处理后，其出水CODCr降至90至110mg/L，出水的可生 化性在0.3左右。
前述的稠油污水处理方法，其中，所述接触氧化反应池内安装的膜片式曝 气器为市售产品，每个膜片式曝气器的服务面积为0.3m2，该膜片式曝气器安 装在距池底200±10mm的水平面上。
前述的稠油污水处理方法，其中，所述悬挂式复合生物填料为市售产品， 该悬挂式复合生物填以悬挂方式安装在厌氧生物反应池内或接触氧化生物反应 池内，悬挂时每根填料上串接30至40片填料，每片填料垂直距离为60至100mm， 每根填料之间水平距离为180至220mm。
前述的稠油污水处理方法，其中，所述活性污泥反应法将在接触氧化生物 反应池内进行反应后的污水进入活性污泥反应池中进行反应;
优选地，活性污泥反应池中含有经过驯化且适用于稠油污水中的有机物及 油类污染物降解的微生物群进行反应，活性污泥反应步骤完成后，活性污泥反 应池内的剩余污泥经沉淀后，通过泵排至污泥储存池中，活性污泥反应池出水 CODCr在50mg/L以下。
单独应用悬挂式复合生物填料以及膜片式曝气器或活性污泥法均不能完全 有效地对污水中的油类、SS等污染物进行处理，CODCr指标不能满足《污水海洋 处置工程污染控制标准》。本发明采用将在接触氧化生物反应池内进行反应后 的污水进入活性污泥反应池中进行反应的方法提高了污水处理效果。
本发明稠油污水处理方法的有益效果：
1、该方法用于处理油田稠油废水，可有效提高稠油废水的可生化性并大幅 降低稠油废水CODCr含量。
2、该方法的混凝处理中的混凝剂耐高温，且其在稠油-水界面上的选择性 吸附分布有助于破除油水微乳液，其利用了协同增效的原理，提高混凝剂的破 乳除油性能和凝聚固体悬浮颗粒及胶体微粒的作用来提高净化性能，经过混凝 处理后，其出水CODCr降至190至160mg/L，污水可生化性由小于0.2提高到0.25 至0.35之间。
3、该方法在厌氧生化处理、接触氧化处理过程中均使用复合生物填料，微 生物附着在复合生物填料上，增大污水与微生物的接触面积，提高处理污水处 理效果。
4、该方法中的生化处理过程中将在接触氧化生物反应池内进行反应后的污 水进入活性污泥反应池中进行反应提高了污水处理效果，其活性污泥反应池出 水CODCr在50mg/L以下，满足了《污水海洋处置工程污染控制标准》。
具体实施方式
本发明稠油污水处理方法，其特征在于，将稠油污水原水依次经过混凝处 理、厌氧生化处理和生化处理工艺，出水达到排放标准。
本发明稠油污水处理方法，其中：
所述第一步的混凝处理是在旋流反应器中进行混凝处理，其特征在于,其将 稠油污水混凝剂和聚合硫酸铝分别加入旋流反应器中进行混凝处理。经过混凝 处理后，其出水CODCr降至190至160mg/L，污水可生化性由小于0.2提高到 0.25至0.35之间。
所述第二步的厌氧生化处理是将经过常温常压催化氧化处理的出水引入厌 氧生物反应池内进行，控制池体内污水溶解氧浓度在0.2mg/L以下，将经过常 温常压催化氧化处理的出水中难生物降解有机物转变为易生物降解有机物，提 高污水的可生化性，以利于后续接触氧化处理;该厌氧生化反应池内设有液下 潜水推流搅拌器和悬挂式复合生物填料，该液下潜水推流搅拌器具有可以使厌 氧生化反应池内污水混合匀、不增加污水中溶解氧浓度以及对厌氧生化的处理 过程无不利影响的作用;污水在厌氧生化反应池内停留时间为10至12h，经过 厌氧生化处理后，其出水CODCr降至160至180mg/L，出水的可生化性在0.38 至0.4之间。所述厌氧生化反应池内设有的液下潜水推流搅拌器为市售产品， 用以创建水流，保证污水混合均匀。
所述第三步接触氧化生化处理是将经过厌氧生化处理的出水引入接触氧化 生物反应池内进行反应后，再采用活性污泥反应法进行反应,该接触氧化生物 反应池内设有悬挂式复合生物填料以及膜片式曝气器，该悬挂式复合生物填料 的下端距膜片式曝气器之间的距离为300至400mm，以悬挂方式安装在接触氧 化反应池内，厌氧生化处理出水进入接触氧化生物反应池内，停留时间为8至 10小时，接触氧化生物反应池内的溶解氧控制在2至5mg/L，经过接触氧化处 理后，其出水CODCr降至90至110mg/L，出水的可生化性在0.3左右。所述接触 氧化反应池内安装的膜片式曝气器为市售产品，每个膜片式曝气器的服务面积 为0.3m2，该膜片式曝气器安装在距池底200±10mm的水平面上。所述悬挂式 复合生物填料为市售产品，该悬挂式复合生物填以悬挂方式安装在厌氧生物反 应池内或接触氧化生物反应池内，悬挂时每根填料上串接30至40片填料，每 片填料垂直距离为60至100mm，每根填料之间水平距离为180至220mm。所述 第四步的臭氧活性炭曝气生物滤池处理是将经过接触氧化处理的出水引入臭氧 活性炭曝气生物滤池内进行处理，臭氧活性炭曝气生物滤池内污水水力停留时 间为2至3h，臭氧活性炭曝气生物滤池出水CODCr在50mg/L以下。所述活性污 泥反应法将在接触氧化生物反应池内进行反应后的污水进入活性污泥反应池中 进行反应,活性污泥反应池中含有经过驯化且适用于稠油污水中的有机物及油 类污染物降解的微生物群进行反应，活性污泥反应步骤完成后，活性污泥反应 池内的剩余污泥经沉淀后，通过泵排至污泥储存池中，活性污泥反应池出水 CODCr在50mg/L以下。实施例1：
试验条件：
稠油污水原水CODCr为336mg/L，将稠油污水混凝剂和聚合硫酸铝分别加 入旋流反应器中进行混凝处理,其中稠油污水混凝剂由聚合氧化铝20份、聚硅 硫酸锌7份、聚二甲基二烯丙基氯化铵0.7份、3.0G聚酰胺-胺7份制备得到， 调节混凝过程中的pH为3.5，经过混凝处理后，其出水CODCr降至175mg/L， 污水可生化性由小于0.2提高到0.29之间。
厌氧生化处理在厌氧生物反应池内进行，厌氧生物反应池内设有液下潜水 推流搅拌器和悬挂式复合生物填料。
生化处理中接触氧化生物反应池设有悬挂式复合生物填料以及膜片式曝气 器;该液下潜水推流搅拌器为市售产品;该膜片式曝气器为市售产品，每个膜 片式曝气器的服务面积为0.3m2;该悬挂式复合生物填料为市售产品，以悬挂 方式安装在厌氧生物反应池内或接触氧化生物反应池内，悬挂时每根填料上串 接40片填料，每片填料垂直距离为100mm，每根填料之间水平距离为200mm。
厌氧生化处理阶段水力停留时间为11.5h，处理过程中不进行曝气，并开 启液下潜水推流搅拌器，保证污水混合均匀。
所述活性污泥反应法将在接触氧化生物反应池内进行反应后的污水进入活 性污泥反应池中进行反应，活性污泥反应池中含有经过驯化且适用于稠油污水 中的有机物及油类污染物降解的微生物群进行反应，活性污泥反应步骤完成后， 活性污泥反应池内的剩余污泥经沉淀后，通过泵排至污泥储存池中，活性污泥 反应池出水CODCr为35mg/L。
实施例2:
除混凝处理中混凝剂由聚合氧化铝15份、聚硅硫酸锌5份、聚二甲基二烯 丙基氯化铵0.5份、3.0G聚酰胺-胺5份制备得到，调节混凝过程中的pH为3 外，其他过程均与实施例1中相同，最终活性污泥反应池出水CODCr为 30mg/L。
实施例3：
除混凝处理中混凝剂由聚合氧化铝25份、聚硅硫酸锌10份、聚二甲基二 烯丙基氯化铵1份、3.0G聚酰胺-胺10份制备得到，调节混凝过程中的pH为4 外，其他过程均与实施例1中相同，最终活性污泥反应池出水CODCr为 31mg/L。
对比例1：
除混凝处理过程中混凝剂为聚硅硫酸锌5份外，其他过程均与实施例1中 相同，最终活性污泥反应池出水CODCr为201mg/L。
对比例2:
除混凝处理过程中混凝剂为聚合氧化铝25份外，其他过程均与实施例1中 相同，最终活性污泥反应池出水CODCr为103mg/L。
对比例3：
除混凝处理过程中混凝剂为聚二甲基二烯丙基氯化铵0.7份外，其他过程 均与实施例1中相同，最终活性污泥反应池出水CODCr为251mg/L。
对比例4：
除混凝处理过程中混凝剂为3.0G聚酰胺-胺7份外，其他过程均与实施例 1中相同，最终活性污泥反应池出水CODCr为241mg/L。
对比例5：
为专利CN103601340A中的实施例1，其出水CODCr为38.7mg/L。
综上所述，该方法用于处理油田稠油废水，可有效提高稠油废水的可生化 性并大幅降低稠油废水CODCr含量;该方法的混凝处理中的混凝剂耐高温，且 其在稠油-水界面上的选择性吸附分布有助于破除油水微乳液，其利用了协同 增效的原理，提高混凝剂的破乳除油性能和凝聚固体悬浮颗粒及胶体微粒的作 用来提高净化性能，经过混凝处理后，其出水CODCr降至190至160mg/L，污 水可生化性由小于0.2提高到0.25至0.35之间;该方法在厌氧生化处理、接 触氧化处理过程中均使用复合生物填料，微生物附着在复合生物填料上，增大 污水与微生物的接触面积，提高处理污水处理效果;4、该方法中的生化处理 过程中将在接触氧化生物反应池内进行反应后的污水进入活性污泥反应池中进 行反应提高了污水处理效果，其活性污泥反应池出水CODCr在50mg/L以下，满 足了《污水海洋处置工程污染控制标准》。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的 限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变 化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。