申请日2014.03.11
公开(公告)日2014.06.11
IPC分类号C02F9/14; C02F103/10; C02F1/72; C02F3/34
摘要
一种油田化学驱三次采油采出水微生物降解、高级氧化处理装置。该装置包括两个单元微生物单元(1)和高级氧化单元(2)，在微生物单元(1)内，配备有微生物挂件填料、曝气系统、排泥系统，经过微生物单元(1)污水进入高级氧化单元(2)，所述的高级氧化单元(2)由活性气体发生系统(4)和催化氧化系统(6)组成，活性气体发生系统(4)将空气过滤干燥后，通过高频高压电场，在高频高压电场的作用下利用空气中的氧气产生活性气体。通过对油田污水中的两种核心污染物(含油、悬浮物)的控制，在根本上保证污水的处理效果，在经过配套设备的处理后污水达到回注标准。
权利要求书
1.一种油田化学驱三次采油采出水微生物降解、高级氧化处理装置，包括微生物降解单元(1)和高级氧化单元(2);
所述的微生物单元(1)包括微生物挂件填料(11)、曝气系统和布水系统，曝气系统由曝气风机(3)和曝气释放器(7)组成，曝气释放器(7)采用对称阵列式方式安装，微生物挂件填料(11)设有微生物，微生物包括假单胞菌属(Pseudomonas)、节杆菌属(Arthrobacter)、不动杆菌属(Acinetobacter)、产碱杆菌属(Alcaligenes)、微球菌属(Micrococcus)、棒状杆菌属(Corynebacterium)、黄杆菌属(Flavobacterium)、红球菌属(Rhodococcus)、无色杆菌属 (Achromobacter)、芽孢杆菌属(Bacillus)、分支杆菌属(Mycobacterium)或防线菌诺卡氏菌属(Nocardia);布水系统分为四个隔断，每个隔断设有进水口(12)，进水口(12)的末端安装有一排底部布水管(13)，每个隔断上部安装有溢流堰(14);
所述的高级氧化单元(2)由活性气体发生系统(4)和催化氧化系统(6)组成，活性气体发生系统(4)将空气过滤干燥后，通过高频高压电场，在高频高压电场的作用下利用空气中的氧气产生活性气体，活性气体发生系统(4)通过强电离放电，频率≥20kHZ / 电压≥3000V /气压≥0.3MPa，将氧气分子分解为非平衡等离子体，同时利用催化材料反应环境下，形成大量无反应选择性的活性自由基，所述的催化材料为表面附着有Al2O3、TiO2或MnO2的多孔蜂窝陶瓷或金属烧结材料;催化氧化系统(6)下部设有进水口上部设有出水口，催化氧化系统(6)内中下部设置有释放系统(8)，释放系统(8)包括喇叭口形底座(9)，喇叭口形底座(9)上端固定有石英或刚玉筛网(10)。
2.根据权利要求1所的油田化学驱三次采油采出水微生物降解、高级氧化处理装置，其特征在于：装置形成两种组合， 第一种组合为先微生物降解单元(1)后高级氧化单元(2)，第二种组合为先高级氧化单元(2)后先微生物降解单元(1)。
说明书
一种油田化学驱三次采油采出水微生物降解、高级氧化处理装置
技术领域：
本实用新型涉及油田采油中聚合物驱、两元复合驱、三元复合驱、泡沫复合驱等多种化学驱领域的采出水处理，具体涉及一种油田化学驱三次采油采出水微生物降解、高级氧化处理装置。
背景技术：
随着三次采油开发不断深入、大面积推广，化学驱三次采油技术已成为高含水油田后期提高原油采收率的主要措施之一。化学驱三次采油在提高原油采收率的同时，化学驱三次采油采出水所带来的诸多处理难题也逐渐显现，化学驱三次采油采出水具有诸多常规油田污水所不具备的特点，如聚合物含量高、采出水中的油珠变小、油水界面水膜强度增大、表活剂含量高、含油乳化严重、污水粘度大、成分复杂、PH值高等。油珠之间聚并成大油珠的能力下降;水质复杂化现象加剧;以上特点给化学驱三次采油采出水的处理带来了极大的困难，常规的油田污水处理技术根本无法保证出水水质能够达到回注标准，并且对常规的油田污水处理设备造成了致命伤害，极大的增加了化学驱三次采油采出水的处理成本。
实用新型内容：
为了解决背景技术存在的不足，本实用新型提供一种油田化学驱三次采油采出水微生物降解、高级氧化处理装置，本实用新型利用微生物对有机物的降解机制，对水中的乳化油和有机污染物进行处理。针对油田化学驱三次采油采出水水质的菌剂，在曝气设备支持下，对水中的乳化油和有机污染物进行净化。菌系能够适应高碱度的油田化学驱三次采油采出水环境，在污水粘度较高，污油乳化严重的水质中依旧能够良好的生存繁殖。高级氧化是通过强电离放电，氧气分子分解为非平衡等离子体(包括电离成电子、离子自由基及活性原子)，这些物质的不稳定与不中和特性引发多功能效应，对结构稳定的高分 子有机物进行开环、断链、分解或矿化成为小分子物体，从而实现对有机污染物和乳化油的降解。两个处理单元在技术上有一定的针对性同时也有一定的兼容性，对于两个单元的组合方式，需要通过进行水质分析，在确定污水的B/C比和水质成分以后，来选择最有利的组合方式，以此来达到既能保证出水水质又能节约能耗的处理效果。
本实用新型所采用的技术方案是：油田化学驱三次采油采出水微生物降解、高级氧化处理装置包括微生物降解单元和高级氧化单元;
所述的微生物单元包括微生物挂件填料、曝气系统和布水系统，曝气系统由曝气风机和曝气释放器组成，曝气释放器采用对称阵列式方式安装，微生物挂件填料(11)设有微生物，布水系统分为四个隔断，每个隔断设有进水口，进水口的末端安装有一排底部布水管，每个隔断上部安装有溢流堰。
所述的高级氧化单元由活性气体发生系统和催化氧化系统组成，活性气体发生系统内安装有催化材料;催化氧化系统下部设有进水口上部设有出水口，催化氧化系统内中下部设置有释放系统，释放系统包括喇叭口形底座，喇叭口形底座上端固定有石英或刚玉筛网。
上述装置可以形成两种组合：第一种组合为先微生物降解单元后高级氧化单元，第二种组合为先高级氧化单元后先微生物降解单元。
微生物降解过程：
1、正烷烃在正烷烃氧化酶作用下,先转化成羧酸而后靠β-氧化进行深入降解,形成二碳单位的短链脂肪酸和乙酰辅酶A,放出CO2。该正烷烃氧化酶是双加氧酶,能催化正烷烃为正烷烃的氢过氧化物,该反应需O2,但不需NAD(P)H。烷烃也可先转化为酮,但不是其主要代谢方式。多分枝的烯烃主要转化成二羧酸再进行降解甲基会影响降解的进行。
2、环烷烃的降解需要两种氧化酶的协同氧化,一种氧化酶先将 其氧化为环醇,接着脱氢形成环酮,另一种氧化酶再氧化环酮,环断开,之后深入降解。
3、芳香烃一般通过烃基化形成二醇,环断开,邻苯二酚继而降解为三羧环的中间产物。真菌和微生物都能氧化从苯到苯并蒽范围内的芳烃底物。起初细菌借助加双氧酶的催化作用把分子氧的两个氧原子结合到底物中,使芳烃氧化成具有顺式构型的二氢二酚类。顺式-2-二氢二酚类进一步氧化成儿茶酚类,儿茶酚类在另一种催化芳环裂解的加双氧酶的作用下进一步氧化裂解。与细菌相反,真菌则借助于加单氧酶和环水解酶的催化作用,把芳烃氧化成反式-2-二氢二酚类化合物。真菌将石油烃类化合物降解成反式二醇,而细菌几乎总是将之降解成顺式二醇。
大多数的石油烃类是在好氧条件下被降解的,这是因为许多烃类的降解需要加氧酶和分子氧，所以在整个降解过程中需要通过曝气系统不断的向生化单元中补充空气从而增加污水中的含氧量。
本发明所具有的有益效果：石油是多种烃类组成的混合物，包括烷烃、环烷烃和芳烃等。在石油烃类中,以直链的烃类最易被氧化,芳烃和环烷烃的氧化较难。微生物对直链烃的氧化有多种方式：单末端氧化、双末端氧化和次末端氧化等，其中单末端氧化是最主要的方式。正链烷被氧化成相应的醇后,在脱氢酶的作用下,接着被氧化成相应的醛和酸。脂肪酸再通过β氧化和三羧酸循环进一步氧化成二氧化碳和水。苯是芳烃的代表，微生物对苯的氧化，首先是在氧化酶系的作用下，将氧的分子加到苯环上形成邻苯二酚，然后经一系列酶促反应，烃类被微生物氧化后，约有20～70%的组分转化为微生物细胞的组分。
高级氧化有机污染废水处理与其它传统水处理方法相比其独具的优势：(1)产生大量非常活泼的HO·自由基，HO·自由基是反应的中间产物，可诱发后面的链反应，可将饱和烃中的H拉出来，形成有机物的自身氧化，从而使有机物得以降解，这是各类氧化剂单独使用都不能做到的;(2)反应速度快;(3)HO·自由基无选择直接与废水中的自由基反应将其降解为二氧化碳、水和无机盐，不会产生二次污染;(4)由于它是一种物理-化学处理过程，反应条件温和，通常对温度和压力无要求，很容易加以控制，以满足处理需要;(5)它既可作为单独处理，又可以与其它处理过程相匹配，如作为生化处理的前、后处理，可降低处理成本。