一種基于besi+好氧懸浮填料+單孔膜法壓裂返排液生物處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及油田污水處理領(lǐng)域，尤其涉及一種基于BESI+好氧懸浮填料+單膜法壓 裂返排液生物處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前我國油田的開采普遍進(jìn)入了中后期，利用壓裂作業(yè)的方式對(duì)于油田的增產(chǎn)增 注具有重要意義。壓裂作業(yè)所產(chǎn)生的壓裂返排液含有大量有毒有害物質(zhì)，如果不經(jīng)處理直 接排放，將會(huì)對(duì)油田周圍的生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生重要的影響。由于壓裂返排液具有化學(xué)成分復(fù)雜， 高粘度，高COD，高懸浮物，高鹽度，難生物降解等特點(diǎn)，導(dǎo)致壓裂返排液難以處理。
[0003] 目前壓裂返排液的處理仍然處于起步探索階段，并且仍未總結(jié)出一套完整易用的 處理工藝。在以往的研究中，針對(duì)壓裂返排液的處理目的都是為了油田生產(chǎn)服務(wù)，因而所制 定的處理目標(biāo)大都是達(dá)到回注的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，關(guān)注的水質(zhì)指標(biāo)以含油量、懸浮固體、粘度、粒 徑中值等為主，忽略了壓裂返排液中的毒性物質(zhì)和有毒有害物質(zhì)。然而，一個(gè)不容忽視的問 題是，目前我國的油田開采已經(jīng)進(jìn)入了高含水階段，采出水外排將是一個(gè)無法回避的問題， 因此使采出水處理達(dá)到更高的水質(zhì)要求是油田生產(chǎn)的新要求。
[0004] 目前，國內(nèi)外的研究者對(duì)壓裂返排液的處理進(jìn)行了大量的研究，處理方法主要包 括：固化處理、焚燒處理、物理化學(xué)法、高級(jí)氧化法和生物法，但是由于壓裂返排液的復(fù)雜 性，實(shí)際處理壓裂返排液往往采用復(fù)合工藝。壓裂返排液的處理方法多種多樣，各有利弊。 混凝沉淀法可以有效地對(duì)生活用水進(jìn)行預(yù)處理，但是用于處理壓裂返排液，主要排放指標(biāo)， C0D含量、含油量和懸浮固體含量達(dá)不到國家污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)容;膜過濾法可以有效地保 障出水水質(zhì)，但需要預(yù)處理，而且容易導(dǎo)致膜污染問題；高級(jí)氧化法處理效果好，但處理成 本高。生物法因其具有適應(yīng)性強(qiáng)，操作靈活，處理成本低，無二次污染成為研究的一個(gè)重要 方向。好氧與厭氧處理工藝各有不同的優(yōu)缺點(diǎn)，對(duì)于難降解污水單靠一種工藝很難取得滿 意的處理效果。在實(shí)際應(yīng)用中，通常是將兩種工藝結(jié)合起來，按照"分級(jí)處理、厭氧先行、好 氧把關(guān)"的原則，來確定合理的工藝流程。本發(fā)明正是基于以上思路，利用厭氧生物處理對(duì) 難降解物質(zhì)進(jìn)行開環(huán)斷鏈，增加其可生化性，并利用MBBR和膜組件處理強(qiáng)化出水水質(zhì)，提出 了新型BESI生物工藝來處理壓裂返排液。
[0005] BESI生物處理方法采用"厭氧+兼性厭氧+好氧"串聯(lián)的方式，通過厭氧過程的硫酸 鹽還原、兼性厭氧及好氧過程的反硝化及硝化作用，降解壓裂返排液中的難降解物質(zhì)，同時(shí) 去除污水中大部分原油和懸浮固體。BESI生物處理方法的核心為提出了一種新的以硫酸根 為電子受體的污水處理方法，該生物處理方法可以根據(jù)污水的水力停留時(shí)間以及水質(zhì)特 性，可以采用多級(jí)厭氧和多級(jí)兼性厭氧以及多級(jí)好氧來保證污水處理的效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006 ]本發(fā)明為解決現(xiàn)有壓裂返排液處理方法中存在出水質(zhì)量不高、膜污染和處理成本 高的問題，而提出一種基于BESI+好氧懸浮填料+單孔膜法壓裂返排液生物處理方法。
[0007] 本發(fā)明方法采用的壓裂返排液反應(yīng)裝置主要包括:污水進(jìn)水栗1、厭氧反應(yīng)裝置2、 兼性厭氧反應(yīng)裝置3、好氧反應(yīng)裝置4、單孔膜組件5、好氧懸浮填料6、回流栗7、曝氣裝置8、 污泥排出口 9和蠕動(dòng)栗10;污水進(jìn)水栗1與厭氧反應(yīng)裝置2的底部進(jìn)水口相連，厭氧反應(yīng)裝置 2的頂部側(cè)壁出水口與兼性厭氧反應(yīng)裝置3的底部進(jìn)水口相連，兼性厭氧反應(yīng)裝置3的頂部 側(cè)壁出水口與好氧反應(yīng)裝置4的底部進(jìn)水口相連，單孔膜組件5和好氧懸浮填料6設(shè)置在好 氧反應(yīng)裝置4內(nèi)部，單孔膜組件5的出水口經(jīng)蠕動(dòng)栗10連接排放管，同時(shí)與兼性厭氧反應(yīng)裝 置3的底部側(cè)壁進(jìn)水口相連，曝氣裝置8與好氧反應(yīng)裝置4的底部進(jìn)水口相連，污泥排出口 9 位于好氧反應(yīng)裝置4的底部；
[0008] 一種基于BESI+好氧懸浮填料+單孔膜法壓裂返排液生物處理方法是按以下步驟 進(jìn)行的：
[0009] -、壓裂返排液由污水進(jìn)水栗1經(jīng)厭氧反應(yīng)裝置2的底部進(jìn)水口進(jìn)入到厭氧反應(yīng)裝 置2中，水力停留時(shí)間為20~28h;
[0010] 二、厭氧反應(yīng)裝置2處理后的水經(jīng)厭氧反應(yīng)裝置2頂部側(cè)壁出水口流出，通過兼性 厭氧反應(yīng)裝置3的底部進(jìn)水口進(jìn)入到兼性厭氧反應(yīng)裝置3中，水力停留時(shí)間為20~28h，其中 回流栗7將經(jīng)單孔膜組件5處理后的水及氧氣提供給兼性厭氧反應(yīng)裝置3;
[0011] 三、兼性厭氧反應(yīng)裝置3處理后的水經(jīng)兼性厭氧反應(yīng)裝置3的頂部側(cè)壁出水口流 出，通過好氧反應(yīng)裝置4的底部進(jìn)水口進(jìn)入到好氧反應(yīng)裝置4中，在好氧反應(yīng)裝置4中待處理 的水與單孔膜組件5和好氧懸浮填料6充分接觸，水力停留時(shí)間為44~52h，污泥經(jīng)好氧反應(yīng) 裝置4底部的污泥排出口9排出，其中好氧反應(yīng)裝置4的曝氣量為16:1;
[0012] 四、處理后的水經(jīng)單孔膜組件5的出水口通過蠕動(dòng)栗10排出一部分到排放管，另一 部分經(jīng)回流栗7、兼性厭氧反應(yīng)裝置3的底部側(cè)壁進(jìn)水口進(jìn)入到兼性厭氧反應(yīng)裝置3中，其中 按體積百分比回流比為45~55%，污泥經(jīng)污泥排出口9排出。
[0013] 本發(fā)明包括以下有益效果：
[0014] I、BESI生物處理方法采用"厭氧+兼性厭氧+好氧"串聯(lián)的方式，通過厭氧過程的硫 酸鹽還原、兼性厭氧及好氧過程的反硝化及硝化作用，降解壓裂返排液中的難降解物質(zhì)，同 時(shí)去除污水中大部分原油和懸浮固體，達(dá)到國家污水綜合排放一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)；
[0015] 2、單孔膜組件為好氧生物掛膜，其孔隙小于0.45μπι，與好氧懸浮填料聯(lián)合使用，使 用過程中單孔膜組件上附著的污泥不斷受到翻滾的好氧懸浮填料的碰撞和沖刷，因而不易 受到污染，可連續(xù)使用200天以上；
[0016] 3、本發(fā)明所述的BESI+好氧懸浮填料+單孔膜法壓裂返排液生物處理方法，即BESI 生物處理方法聯(lián)合好氧懸浮填料以及單孔膜法，主要優(yōu)點(diǎn)在于采用了生物方法，與高級(jí)氧 化法相比，達(dá)到同等排放標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，處理成本可降低70~85% ;
[0017] 4、本發(fā)明使用的厭氧反應(yīng)裝置、兼性厭氧反應(yīng)裝置和好氧反應(yīng)裝置相對(duì)獨(dú)立，實(shí) 現(xiàn)了不同生物相的分離，有利于不同種群微生物的新陳代謝，從而可以達(dá)到脫氮除磷的目 的，并可以穩(wěn)定和提高處理效果。
[0018] 5、本發(fā)明所述方法耐污染沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)，污泥產(chǎn)率低，可長(zhǎng)時(shí)間無需排泥。
【附圖說明】
[0019 ]圖1為本發(fā)明所述壓裂返排液反應(yīng)裝置示意圖；
[0020] 其中1為污水進(jìn)水栗、2為厭氧反應(yīng)裝置、3為兼性厭氧反應(yīng)裝置、4為好氧反應(yīng)裝 置、5為單孔膜組件、6為好氧懸浮填料、7為回流栗、8為曝氣裝置、9為污泥排出口和10為蠕 動(dòng)栗。
[0021] 圖2為本發(fā)明方法處理前后原水與出水COD含量對(duì)比曲線；
[0022] 圖3為本發(fā)明方法處理前后原水與出水油含量對(duì)比曲線；
[0023] 圖4為本發(fā)明方法處理前后原水與出水懸浮物含量對(duì)比曲線。
【具體實(shí)施方式】
[0024] 本發(fā)明技術(shù)方案不局限于以下所列舉【具體實(shí)施方式】，還包括各【具體實(shí)施方式】間的 任意組合。
[0025]【具體實(shí)施方式】一、本實(shí)施方式中的一種基于BESI+好氧懸浮填料+單孔膜法壓裂返 排液生物處理方法，涉及的壓裂返排液反應(yīng)裝置主要包括:污污水進(jìn)水栗1、厭氧反應(yīng)裝置 2、兼性厭氧反應(yīng)裝置3、好氧反應(yīng)裝置4、單孔膜組件5、好氧懸浮填料6、回流栗7、曝氣裝置 8、污泥排出口 9和蠕動(dòng)栗10;污水進(jìn)水栗1與厭氧反應(yīng)裝置2的底部進(jìn)水口相連，厭氧反應(yīng)裝 置2的頂部側(cè)壁出水口與兼性厭氧反應(yīng)裝置3的底部進(jìn)水口相連，兼性厭氧反應(yīng)裝置3的頂 部側(cè)壁出水口與好氧反應(yīng)裝置4的底部進(jìn)水口相連，單孔膜組件5和好氧懸浮填料6設(shè)置在 好氧反應(yīng)裝置4內(nèi)部，單孔膜組件5的出水口經(jīng)蠕動(dòng)栗10連接排放管，同時(shí)與兼性厭氧反應(yīng) 裝置3的底部側(cè)壁進(jìn)水口相連，曝氣裝置8與好氧反應(yīng)裝置4的底部進(jìn)水口相連，污泥排出口 9位于好氧反應(yīng)裝置4的底部；
[0026] 一種基于BESI+好氧懸浮填料+單膜法壓裂返排液生物處理方法是按以下步驟進(jìn) 行的：
[0027] -、壓裂返排液由污水進(jìn)水栗1經(jīng)厭氧反應(yīng)裝置2的底部進(jìn)水口進(jìn)入到厭氧反應(yīng)裝 置2中，水力停留時(shí)間為20~28h;
[0028] 二、厭氧反應(yīng)裝置2處理后的水經(jīng)厭氧反應(yīng)裝置2頂部側(cè)壁出水口流出，通過兼性 厭氧反應(yīng)裝置3的底部進(jìn)水口進(jìn)入到兼性厭氧反應(yīng)裝置3中，水力停留時(shí)間為20~28h，其中 回流栗7將經(jīng)單孔膜組件5處理后的水及氧氣提供給兼性厭氧反應(yīng)裝置3;
[0029]三、兼性厭氧反應(yīng)裝置3處理后的水經(jīng)兼性厭氧反應(yīng)裝置3的頂部側(cè)壁出水口流 出，通過好氧反應(yīng)裝置4的底部進(jìn)水口進(jìn)入到好氧反應(yīng)裝置4中，在好氧反應(yīng)裝置4中待處理 的水與單孔膜組件5和好氧懸浮填料6充分接觸，水力停留時(shí)間為44~52h，污泥經(jīng)好氧反應(yīng) 裝置4底部的污泥排出口9排出，其中好氧反應(yīng)裝置4的曝氣量為16:1;
[0030]四、處理后的水經(jīng)單孔膜組件5的出水口通過蠕動(dòng)栗10排出一部分到排放管，另一 部分經(jīng)回流栗7、兼性厭氧反應(yīng)裝置3的底部側(cè)壁進(jìn)水口進(jìn)入到兼性厭氧反應(yīng)裝置3中，其中 按體積百分比回流比為45~55%，污泥經(jīng)污泥排出口9排出。
[0031 ]本實(shí)施方式包括以下有益效果：
[0032] I、BESI生物處理方法采用"厭氧+兼性厭氧+好氧"串聯(lián)的方式，通過厭氧過程的硫 酸鹽還原、兼性厭氧及好氧過程的反硝化及硝化作用，降解壓裂返排液中的難降解物質(zhì)，同 時(shí)去除污水中大部分原油和懸浮固體，達(dá)到國家污水綜合排放一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)；
[0033] 2、單孔膜組件為好氧生物掛膜，其孔隙小于0.45μπι，與好氧懸浮填料聯(lián)合使用，使 用過程中單孔膜組件上附著的污泥不斷受到翻滾的好氧懸浮填料的碰撞和沖刷，因而不易 受到污染，可連續(xù)使用200天以上；
[0034] 3、本實(shí)施方式所述的BESI+好氧懸浮填料+單孔膜法壓裂返排液生物處理方法，主 要優(yōu)點(diǎn)在于采用了生物方法，與高級(jí)氧化法相比，達(dá)到同等排放標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，處理成本可降低20 ~35% ;
[0035] 4、本實(shí)施方式使用的厭氧反應(yīng)裝置、兼性厭氧反應(yīng)裝置和好氧反應(yīng)裝置相對(duì)獨(dú) 立，實(shí)現(xiàn)了不同生物相的分離，有利于不同種群微生物的新陳代謝，從而可以達(dá)到脫氮除磷 的目的，并可以穩(wěn)定和提高處理效果。