随着陆地和海洋石油及天然气勘探开发业务的发展,含油污水量也在逐年增加。石油勘探开发的含油污水主要有采油污水、钻井和洗井污水,其中以采油污水量最大,不仅含油浓度高,而且含有大量的固体悬浮物和其他污染物,处理不好,不仅污染环境,而且浪费资源。在众多的处理技术之中,生化处理工艺逐渐显示出它独特的优势。

含油污水处理难在哪

国内油田在原油生产过程中产出的污水,大部分经过处理后作为水驱采油的水源。尽管部分多余的水是经过处理后才排放的,但仍会对油田周边环境造成不良影响。这是因为,油田满足注水要求的污水处理指标与满足外排要求的污水处理指标是不同的,如油田注水对处理后的含油污水中的油和悬浮物有具体指标规定,除达标外排的含油污水之外,还对COD(化学需氧量)、挥发酚等含量有具体要求,正是这种不同的指标需要决定了需要采取不同的处理方式和处理工艺。

据微生物处理技术专家、石油大学化工学院教授张忠智介绍,目前,国内油田对含油污水的处理主要采用自然沉降、混凝沉降、过滤、气浮等常规的物理方法。近年来,国内的一些环保设备生产厂家在油田污水处理的新设备、新技术上不断推陈出新,研发出浅层高效气浮装置、双级气浮净化机、体外或体内循环搓洗式核桃壳过滤罐、改性纤维过滤、金刚砂深床过滤、双层膨胀式精细过滤技术或设备等。以上工艺设备经合理组合后,对污水中的悬浮物和油有较好的处理效果,符合回注指标,但一般不能达到外排要求。

1998年,国务院颁布了《关于环境保护若干问题的决定》,要求2000年以前,全国所有工业污染源必须达到国家或地方规定的排放标准。面对这个硬性指标,如何对含油污水进行有效处理,成为迫切需要解决的问题。

生化处理工艺是最佳选择

为彻底解决剩余污水问题,国内一些油田从国外引进菌种,开展了以生物处理技术为核心的试验研究。生化处理工艺是利用微生物的代谢作用,将水中呈溶解、胶体状态的有机污染物质转化为稳定的易降解物质。

目前,国内比较成熟的生化处理工艺可以分为两类,即利用好氧微生物作用的好氧法与利用厌氧微生物作用的厌氧法。其中好氧处理工艺主要包括活性污泥法、生物膜法、氧化塘法、AB处理法等形式。厌氧处理工艺,根据处理设备的不同可分为厌氧接触法、厌氧生物滤池、升流式厌氧污泥床(UASB)、厌氧生物转盘等几种处理方法。

好氧与厌氧处理工艺各有不同的优缺点,单靠一种工艺很难取得满意的处理效果。在实际应用中,通常是将两种工艺结合起来,按照“分级处理、厌氧先行、好氧把关”的原则,来确定合理的工艺流程。此外,由于各油田的污水性质各不相同,专家还建议,在确定生化处理工艺时,应结合各油田污水的实际特点,经过试验研究后进行优化选择,才能取得较好的处理效果。

目前,生化处理污水技术在城市污水和炼油污水处理领域已被广泛采用。胜利油田、大港油田、冀东油田等都应用了此项技术。比如胜利油田的王家岗污水处理站,该站由胜利油田胜利工程设计咨询公司设计,采用美国公司菌种,污水站设计日处理能力为3万立方米,处理后的污水指标稳定,达到国家二级综合排放标准;大港油田的东二污水处理站实际日处理污水量1万立方米,氧化塘出水达到国家二级综合排放标准;冀东油田高一联污水处理站采用中国石油大学技术,污水站设计日处理能力4000立方米,外排水质、工程验收报告平均数据稳定达到国家二级综合排放标准。

污处与降耗一举两得

2002年,河南油田采油二厂与中国石油大学合作,在稠油联合站进行了生化污水处理达标外排现场试验,为我国采用生化处理工艺进行稠油油田污水水质的处理进行了探索。稠油联合站生化处理系统项目风险承包人、石油大学环境工程系教授陈进福介绍说:“含油污水生化处理工艺的关键是生化处理单元的处理效果。由于油田污水的成分复杂,一般可生化性较差,油田污水的生化处理应强化微生物的优势菌种,采用厌氧水解酸化—好氧接触氧化的生化处理工艺处理稠油污水。”

2004年12月,河南油田日污水处理能力3000立方米的稠油生化处理先导试验装置建成投运。运行结果表明,稠油联合站采用的生物膜水解酸化—生物膜接触氧化工艺在稳定性、抗冲击性、生物菌种耐温性等方面均能满足实际需要,并且处理装置易维护,技术可靠。在稠油联合站的生化先导装置试验成功后,河南油田又在双河油田进行了现场试验,处理后的水质完全达到了国家二级排放标准。

该工程在实现污水达标排放的同时,经济效益显著,每立方米污水处理成本由原来的6元~7元下降到目前的1.4元。仅此一项,每年就可为河南油田节约开发成本800多万元。 今年,该厂准备进一步扩大规模,再建一个日处理污水能力4000立方米的生化工程。