一種高溫高鹽難降解采油廢水處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種利用一級好氧生化——臭氧預(yù)氧化——二級好氧生化——高級氧化的組合方法處理高溫高鹽難降解采油廢水以獲得廢水達(dá)標(biāo)外排或循環(huán)再利用的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，人類對石油的需求量也在不斷加大，在石油開采和煉制過程中將產(chǎn)生大量廢水，這些廢水往往具有高溫(多500C )、高鹽度(多3.5% TDS)及含有復(fù)雜的殘留石油成分等特點(diǎn)，若不經(jīng)處理直接排放，勢必對外界環(huán)境造成嚴(yán)重的污染和破壞。目前，傳統(tǒng)的處理方法主要為加藥混凝-沉淀-活性炭吸附工藝或混凝-過濾-超濾工藝，以達(dá)到國家排放或回用水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)中對石油、COD等指標(biāo)的排放要求。這些工藝存在設(shè)備多、控制點(diǎn)多、加藥量大，運(yùn)行過程中產(chǎn)生大量難處理的污泥、活性炭吸附設(shè)備再生費(fèi)用高且存在嚴(yán)重的二次污染等問題。
[0003]投加高溫耐鹽嗜油菌劑的生物法，處理石油廢水費(fèi)用低、能夠降解石油烴污染物且不產(chǎn)生二次污染而被視為一項(xiàng)具有廣闊市場前景的高新技術(shù)。但是目前，將高溫耐鹽嗜油菌劑應(yīng)用于實(shí)際工程項(xiàng)目的案例應(yīng)用鮮有報告，這主要是因?yàn)榫鷦┑牧魇沟脤?shí)際工程項(xiàng)目中將定期投加一定量的菌劑，從而大大增加了項(xiàng)目的運(yùn)行成本，因此找到一種高效的菌劑固定方式成為其推廣使用的前提。
[0004]石油采出水由于BOD/COD低(< 0.1)很難被生化氧化，尤其是原水經(jīng)一級生化處理后，剩余的有機(jī)物大部分為可溶性難降解有機(jī)物，很難再進(jìn)一步通過生化降解，因此需要采用其他的處理手段提高BOD/COD，便于后續(xù)的生化處理單元。臭氧具有很強(qiáng)的氧化性，因而能分解或降解水中的各種難降解有機(jī)污染物。臭氧的氧化性可直接利用，也可結(jié)合UV、H2O2進(jìn)行高級氧化使用?，F(xiàn)有臭氧氧化工藝，其目的主要是讓臭氧一次性完全降解有機(jī)物，其次才是提高廢水可生化性，該處理方式臭氧投加量大，運(yùn)行成本高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對現(xiàn)有高溫高鹽難降解石油廢水處理方法中存在的設(shè)備多、控制復(fù)雜、加藥量大、污泥產(chǎn)量高、對難降解有機(jī)物處理效果不理想、存在嚴(yán)重的二次污染等問題，本發(fā)明提供一種該類廢水達(dá)標(biāo)排放或循環(huán)再利用的處理方法。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案:
[0007]一種高溫高鹽難降解石油廢水的處理方法，該處理方法的步驟包括:
[0008]步驟一，進(jìn)水泵將采油廢水抽入一級好氧生化池中，一級好氧生化池中加入親水性纖維束生物載體和微生物菌劑R1，微生物菌劑通過人工投加或重力加藥裝置投加，纖維束生物載體填充比為X1，微生物菌劑凡投加比為Y 1;微生物菌劑R1所需溶解氧通過曝氣泵從底部曝氣頭提供；
[0009]步驟二，經(jīng)步驟一處理后的混合液通過輸水管進(jìn)入一級固液分離池，沉淀污泥通過排泥口排出，上清液從一級固液分離池的出水堰溢出；
[0010]步驟三，步驟二溢出的上清液通過輸水管從頂部進(jìn)入一級臭氧預(yù)氧化池，一級臭氧預(yù)氧化池由臭氧反應(yīng)區(qū)和緩沖區(qū)兩部分組成，臭氧反應(yīng)區(qū)所需臭氧由臭氧發(fā)生器從底部鈦合金曝氣頭提供，所供臭氧氣量1，濃度C1，反應(yīng)時間t1;臭氧反應(yīng)區(qū)和緩沖區(qū)底部連通形成連通器；緩沖區(qū)底部曝氣由曝氣泵從底部曝氣頭提供；
[0011]步驟四，經(jīng)步驟三處理后的水通過輸水管溢流進(jìn)二級好氧生化池中，二級好氧生化池中加入顆粒生物載體和微生物菌劑R2，微生物菌劑通過人工投加或重力加藥裝置投加，顆粒生物載體填充比為X2，微生物菌劑民投加比為Y2;—級臭氧預(yù)氧化池中的緩沖區(qū)出水中的溶解氧可滿足微生物菌劑民的需氧量，故無需二次充氧，生物膜的脫落通過攪拌器實(shí)現(xiàn)；
[0012]步驟五:經(jīng)步驟四處理后的混合液通過輸水管進(jìn)入二級固液分離池，沉淀污泥通過排泥口排出，上清液從二級固液分離池的出水堰溢出；
[0013]步驟六:步驟五溢出的上清液通過輸水管從頂部進(jìn)入高級氧化池，高級氧化池頂部設(shè)有紫外燈發(fā)光裝置及加藥口，氧化劑加藥系統(tǒng)通關(guān)加藥口向高級氧化池中投加相關(guān)氧化藥劑，高級氧化池所需臭氧由臭氧發(fā)生器通過底部鈦合金曝氣頭提供，所供臭氧氣量q2，濃度C2，反應(yīng)時間t2;處理達(dá)標(biāo)的水從高級氧化池底部排出。
[0014]本發(fā)明和已有工藝相比所具有的效果:
[0015]本發(fā)明各工藝段目標(biāo)明確可控，流程操作簡單，污泥產(chǎn)量少，能穩(wěn)定有效的去除污水中的易降解有機(jī)物、懸浮物、難降解有機(jī)物、及細(xì)菌等微生物。一級好氧生化及固液分離工藝段的功能是利用運(yùn)行費(fèi)用低的微生物菌劑R1將進(jìn)水中能被降解的有機(jī)物去除掉，從而減輕后端工藝段的壓力，針對不同的石油采出水中石油烴組分，投加相應(yīng)的高效菌劑R1,針對性強(qiáng)，同時好氧生化池所用填料為吸附性強(qiáng)的纖維塑料材質(zhì)填料，比表面積大，對微生物和水中的污染物均有很強(qiáng)的固定捕獲功能，微生物固定容易，丟失量少；臭氧預(yù)氧化工藝段的主要功能并不是將難降解有機(jī)物完全氧化成二氧化碳和水，而是通過控制臭氧的氣量Q1，濃度C1、反應(yīng)時間，將難降解有機(jī)物進(jìn)行不完全氧化，大分子有機(jī)物斷鏈成小分子有機(jī)物，從而消除其難降解性或毒性，提高其可生化性，減少臭氧用量降低運(yùn)行投資運(yùn)行成本的同時為后端生化工藝創(chuàng)造更好的條件，該工藝段增加曝氣緩沖區(qū)，其目的為將水中殘留臭氧吹脫的同時增加水中的氧含量，實(shí)現(xiàn)預(yù)充氧，因此后端好氧生化區(qū)無需再進(jìn)行曝氣充氧；二級好氧生化及固液分離工藝段的功能是進(jìn)一步通過微生物菌劑R2生化降解經(jīng)臭氧預(yù)氧化后水體中的可生化有機(jī)物，根據(jù)該階段水體中有機(jī)物的組分有針對性的投加菌劑R2，運(yùn)行成本低，效果顯著，該工藝段所用的填料為親水性顆粒狀填料，密度和水相當(dāng)，為0.9 P*?1.1 P *，一方面便于實(shí)現(xiàn)填料的流化狀態(tài)，提高處理效率，另一方面便于在攪拌的作用下實(shí)現(xiàn)生物膜的脫落和更新；高級氧化工藝段的主要功能是通過臭氧、紫外燈或氧化藥劑(H2O2,KMnO4)的協(xié)同氧化作用對水體中剩余的少量難生化降解有機(jī)物進(jìn)行徹底的氧化生成水和二氧化碳，同時可去除水體中的細(xì)菌等微生物，達(dá)到出水指標(biāo)對細(xì)菌數(shù)量的要求。
[0016]案例:將該工藝應(yīng)用于華北油田某采油廢水處理站進(jìn)行中試，處理水量lt/h，進(jìn)水水質(zhì)指標(biāo):溫度 45 ?50°C, Cl 6000mg/L ?12000mg/L, pH6 ?9，石油 50mg/L ?10mg/L，C0D320mg/L ?550mg/L，B0D/C0D < 0.1，懸浮物 SS80 ?150mg/L。經(jīng) GC-MS 分析進(jìn)水中有機(jī)物成分和含量分別為:飽和直鏈烷烴(大于40% )、芳香烴(大于40% )、有機(jī)酸(小于10% )，為難降解有機(jī)廢水。在中試試驗(yàn)過程中，采用原水作為唯一碳源，從項(xiàng)目現(xiàn)場油水底泥中篩選馴化微生物，經(jīng)微生物鑒定適應(yīng)性良好的菌種主要為地衣芽孢桿菌和枯草芽孢桿菌，這兩種菌均為耐高溫和耐高鹽的嗜油菌，通過分離純化及發(fā)酵罐放大培養(yǎng)后將這兩種菌種按1:1的比例配制成微生物菌劑R1，菌劑投加量使一級好氧生化池中初始MLSS達(dá)到400?500mg/L，親水性纖維束填料的填充比為60%，經(jīng)過30天的馴化掛膜后，纖維束填料上微生物的折算量可穩(wěn)定達(dá)在3000mg/L以上，該工藝段在水里停留時間HRT為3h時的石油去除率可穩(wěn)定達(dá)到80%以上，COD的去除率為30%。
[0017]臭氧預(yù)氧化工藝段臭氧反應(yīng)區(qū)的反應(yīng)時間為15min，臭氧投加濃度80mg/L?110mg/L，臭氧氣量8L/min，該工藝段石油去除率為10%，COD的去除率為20%。對臭氧預(yù)氧化出水進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，其B0D/C0D > 0.3，溶解氧DO接近飽和溶解氧狀態(tài)，該出水生化性良好，此時水溫也由總進(jìn)水的45°C以上降至38°C，因此二級好氧生化段微生物菌劑R2采用費(fèi)用低廉的傳統(tǒng)市政脫水污泥接種即可。
[0018]采用市政脫水活性污泥接種二級好氧生化池，接種量使得池中初始MLSS >1000mg/L，顆粒填料的填充比40%，水力停留時間HRT為2h，經(jīng)過15天的馴化掛膜后，顆粒填料上的生物折算量可穩(wěn)定在2500?3000mg/L，該工藝段的石油去除率5%，COD的