稠油污水生化处理技术.pptx

,污水生化处理技术,汇报提纲,一、前言,二、主要研究内容与成果,三、效果效益,四、结论,污水生化处理技术,项目的目的意义,稠油污水产出量大于回注能力，需要解决污水出路问题,随着稠油产量不断增加，污水产生量大于回注能力，需要实现多余污水的达标排放。,达标排放是解决多余污水的重要途径，在调研的基础上，开展了生化处理技术的攻关研究。,1,、稠油污水中污染物分子量大、分子结构复杂、可生化性差，对微生物菌种和工艺要求高；,2,、稠油开发生产过程中，为改善开发效果，使用了化学降粘剂、降凝剂、破乳剂、杀菌剂等多种油田化学剂，污水成分复杂，对菌种的适应能力要求高；,3,、稠油热采生产特点导致污水温度高，对微生物菌种耐温性要求高；,4,、油田所在地区人口密集，要求处理装置占地面积小，处理效率高。,需解决的主要技术难题,为实现稠油污水达标排放，先后开展了以下四项研究：,1,、稠油污水高效降解菌种选育及性能评价；,2,、稠油污水生化处理工艺优选与应用研究；,3,、生化处理系统微生物群落对污水处理效果影响研究；,4,、稠油污水中微生物营养状况分析及生物强化措施研究。,主要研究内容,汇报提纲,一、前言,二、主要研究内容与成果,三、效果效益,四、结论,河南油田稠油污水生化处理技术,筛选出效果最好的单菌株三种：,DYA,、,I,、,H,。,菌株,来源,对原油降解率（,%,）,DYA,油田含油污水,65.1,I,油田油污土壤,55.8,H,油田含油污水,43.2,DYA,菌,I,菌,H,菌,1,、稠油污水高效降解菌种性能评价,（,1,）菌种性能指标,温度（）,菌体浓度（,cells/ml,）,H,DYA,I,50,3.210,8,1.110,9,2.710,8,60,2.110,7,2.410,7,2.310,7,70,1.110,7,2.510,7,1.910,7,80,-,2.010,2,-,90,-,6.010,2,-,在,70,条件下，,H,，,DYA,，,I,菌均能良好生长，菌体浓度达到,110,7,cells/mL,以上。其中，,DYA,菌在,90,下菌体能够存活，具有良好的耐温性能。,耐温性能评价,（,1,）菌种性能指标,菌种在不同,pH,值下生长曲线,PH,值在,6.5-8.5,范围内微生物生长状况最好，与稠油污水的,PH,值范围相同。,（,1,）菌种性能指标,菌种在不同盐度下生长趋势,在氯化钠含量,2%,（,20000mg/L),以内生长趋势均比较好，微生物耐盐能力强。,（,1,）菌种性能指标,随着降解时间的增加，对原油的降解率呈上升趋势；,DYA,菌在三株菌中，表现出最高的去除率，达到,65.1%,，三株菌的混合菌种最高达到,71.6%,，为生化处理系统投加混合菌种提供了依据。,菌种对原油降解率,（,1,）菌种性能指标,稠油污水中污染物组成分析,(GC-MS),油田化学剂的应用使稠油污水中有机物的组成更加复杂，从色谱质谱分析结果可以看出，污水中有酚类、酯类、烃类、醇类等物质,（,2,）菌种对表面活性剂生化降解性能评价,序号,分子式,含量（,mg/L,）,序号,分子式,含量（,mg/L,）,1,C,8,H,10,0.18,12,C,9,H,12,O,0.267,2,C,6,H,4,Cl,2,1.917,13,C,10,H,14,1.338,3,C,7,H,8,O,0.285,14,C,14,H,20,O,2,0.147,4,C,8,H,8,O,0.225,15,C,14,H,26,O,2,0.339,5,C,2,Cl,6,1.857,16,C,16,C,32,C,2,0.138,6,C,8,H,10,O,0.567,17,C,16,H,22,O,4,0.216,7,C,8,H,10,O,0.537,18,C,15,H,25,N,0.432,8,C,8,H,10,O,0.171,19,C,16,h,23,N,0.12,9,C,10,H,8,0.081,20,C,18,H,35,NO,0.396,10,C,9,H,12,O,0.366,21,C,23,H,32,O,2,0.756,11,C,7,H,5,NS,0.264,22,C,19,H,19,N,7,O,6,0.255,配制浓度为,5mg/L,、,10 mg/L,、,20 mg/L,、,30 mg/L,、,50 mg/L,、,100 mg/L,的表面活性剂溶液，分别测定各浓度条件下的,COD,值。,COD,cr,0.5575+1.6296C1.63C,（,2,）菌种对表面活性剂生化降解性能评价,表面活性剂的可生化性评价,通过选用混合菌种，表面活性剂生化降解性能明显改善。,（,2,）菌种对表面活性剂生化降解性能评价,通常认为,:,BOD,5,/COD,Cr,0.3,，即可考虑生物处理；,BOD,5,/COD,Cr,0.4-0.6,，认为生化性较好，宜于生物处理；,BOD,5,/COD,Cr,0.7,，认为生化性良好最适于生物处理。,分别采用三种工艺对稠油污水水样进行室内试验,(1),化学絮凝,-,生物膜接触氧化工艺,(2),气浮,-,悬浮生长生物接触氧化工艺,(3),生物膜水解酸化,-,生物膜接触氧化工艺,（,1,）生化处理工艺优选,1.,反应器,2.,生物膜填料或活性污泥,3.,加热棒,4.,空压机,5.,转子流量计,6.,排泥口,7.,曝气头,8.,水阀,9.,电磁阀,10.,自动控制仪,11.,进水泵,12.,配水箱,2,、稠油污水生化处理工艺优选与应用研究,COD,略低于排放标准，含油量降至,4.7 mg/L,（,1,）生化处理工艺优选,COD,降至,96 mg/L,，含油量降至,4.9 mg/L,（,1,）生化处理工艺优选,COD,降至,71 mg/L,，含油量降至,4.7 mg/L,（,1,）生化处理工艺优选,三种稠油污水生化处理工艺比较,项 目,絮凝,-,接触氧化,气浮,-,接触氧化,水解酸化,-,接触氧化,药 剂,有,有,无,微生物,好氧,好氧,厌氧、好氧,污泥量,少,较多,少,装置基建投入,1,1.2,1.2,水力停留时间,1,0.8,1.2,技术关键,菌种、絮凝剂,菌种、浮选剂,菌种,抗冲击性,一般,一般,强,日常维护费,高,高,较低,技术可靠性,一般,一般,好,从可靠程度、抗冲击性能、药剂使用量、污泥产生量、日常运行维护费等方面综合考虑，,采用了生物膜水解酸化,-,生物膜接触氧化处理工艺。,现场试验由六个容积,1.25m,3,的水泥池构成,在水解酸化池和接触氧化池内放置生物填料,投放微生物菌种。,（,2,）,生物膜水解酸化,-,生物膜接解氧化工艺,现场小试试验研究,稠油污水生化处理实验结果,成分,油,悬浮物,COD,cr,硫化物,挥发酚,浓,度,处理前,(mg/L),25.9,110,362,2.6,0.37,处理后,(mg/L),5.0,10,91,未检出,未检出,去除率（,%,）,80.6,90.9,74.8,100,100,小分子烃和大分子烃减少，中间碳链分子增加。分析认为，小分子为微生物所利用，大分子经微生物处理后断链，增加了中间分子量物质。由于外排污水中大分子难降解物质减少，使得污染物更易降解。,稠油污水中污染物分子量大，分子结构复杂，可生化性差，因此，该工艺适合稠油污水的处理。,稠油污水生化处理前后质谱分析结果,（,3,）生物膜水解酸化,-,生物膜接解氧化工艺机理研究,生化处理工艺流程示意图,进水温度,52-58,，总停留时间,45,小时,为指导生化处理系统的稳定运行，开展了微生物生长状况跟踪监测，动态掌握微生物实际生长状况，确定系统中微生物生长状况与污水处理效果之间的关系。,3,、微生物群落对污水处理效果影响研究,生物观察膜生长情况分析,在装置各段设置观察膜,两个厌氧池生物膜生长情况对比,一级厌氧,二级厌氧,（,1,）直观观察,MLSS:6580mg/L,MLSS:5240mg/L,一级厌氧好于二级厌氧，但总体生物量略低,好氧池生物膜生长情况,（,1,）直观观察,MLSS:4830mg/L,MLSS:4160mg/L,MLSS:4120mg/L,一级好氧生物膜好于二、三级好氧生物膜，但总体生物量较少,厌氧池中投放的,DYA,菌,厌氧池和好氧池投放的,I,菌,好氧池投放的,H,菌,（,2,）显微观察,投放的,DYA,一级厌氧生物膜,微生物生长良好,表现出较好的生物适应性和生物稳定性,（,2,）显微观察,二级厌氧生物膜,（,2,）显微观察,菌种存在,但数量比一级厌氧少,一级好氧生物膜,二级好氧生物膜,三级好氧生物膜,（,2,）显微观察,一级厌氧好于二级厌氧，厌氧总体效果好于好氧，与观察情况一致，具有良好的对应关系。,（,3,）微生物群落对污水处理效果影响,通过对生物膜进行观察认为，所投放的微生物菌种生长良好，但受水质中营养成分等条件制约，二级厌氧以后微生物数量相对较少。为进一步改善处理效果，提高系统抗冲击能力，开展了微生物营养状况分析及生物强化措施研究。,4,、稠油污水中微生物营养状况分析,及生物强化措施研究,微生物必须不断的从外界吸取营养以合成细胞，提供生命活动所必需的能量。,好氧条件的营养比例关系按照,COD,：,N,：,P=100,：,5,：,1,计算，厌氧条件按,COD,：,N,：,P=200,：,5,：,1,计算，若生化进水,COD,为,300mg/L,，要求污水中,N15 mg/L,，,P 3 mg/L,。,从各单元总氮测定的数据看出，总氮的含量逐渐减小，水中的氮通过同化作用被细菌利用，对水体起到净化作用，但总氮含量偏低，不能满足微生物对营养的需求。,（,1,）稠油污水营养成分分析,生化处理各单元总氮含量,各处理单元总磷的含量逐渐减小，水中的磷被细菌利用，起到了净化作用。但总磷含量极低，制约了微生物的生长。,（,1,）稠油污水营养成分分析,生化处理各单元总磷含量,为改善生化处理系统微生物营养状况，根据总氮、总磷测定结果，研制出高效低成本的营养制剂，有针对性地补加营养成分,类型,钾含量,（,%,）,总磷含量,（,%,）,总氮含量,（,%,）,碳水化合物,(%),蛋白质,(%),投加成本,（元,/m,3,）,投加方案,1,无机,28.7,22.7,46.7,0.02,投加方案,2,无机磷源,+,有机营养物,1,28.7,22.7,75.2,8.1,0.005,投加方案,3,无机磷源,+,有机营养物,2,28.7,22.7,34.2,35,0.006,（,2,）营养制剂研制与应用效果分析,（,2,）营养制剂研制与应用效果分析,投加前,MLSS:6500mg/L,投加后,MLSS:8900mg/L,营养制剂投加前后生物相的变化,厌一池中施加营养前后生物膜变化情况,厌,-1,生物膜上的微生物,微生物数量明显增多,（,2,）营养制剂研制与应用效果分析,投加前,投加后,营养制剂投加前后生物相变化,原生动物以微生物为食，污水中存在原生动物，说明系统中形成食物链，是微生物生长状况良好的标志。,（,2,）营养制剂研制与应用效果分析,三级好氧池中的原生动物,营养措施前,营养措施后,（,2,）营养制剂研制与应用效果,营养物质对处理效果影响,汇报提纲,一、前言,二、主要研究内容与成果,三、效果效益,四、结论,河南油田稠油污水生化处理技术,达到的技术指标,含油,COD,悬浮物,硫化物,挥发酚,国家二级排放标准,(mg/L),10,150,200,1,0.5,进口水质,(mg/L),28,293,138,8,0.3,外排水质,(mg/L),3.0,90.5,82.8,0.41,0.1,污染物去除率,（,%,）,89.3,69.1,40.0,94.9,66.7,达到国家二级排放标准,社会效益：,1,、实现了污染物减排，改善了环境,装置对油的去除率,89.3%,，对,COD,去除率,69.1%,，对硫化物去除率,94.9%,，减少了污染物的排放（三年来共除油,82125kg,，除,COD665212kg,，除硫化物,24933kg,），改善了环境。,2,、解决了稠油污水出路,生化处理装置建成投运，实现达标排放，解决了稠油开发中多余污水出路问题。,（二）经济效益和社会效益,（二）经济效益和社会效益,1,、环保回注年运行费用,采用污水回注，年运行费用（注水耗电和设备维护）为,547.5,万元,2,、采用生化处理后达标外排后合计成本费用为,0.72,元,/m,3,，则年处理费用,为,78.84,万元,（,1,）年折旧费,45,万元，折合水费为,0.41,元,/m,3,；,（,2,）生化处理装置耗电费为,0.21,元,/m,3,。,（,3,）达标废水排污费,0.1,元,/m,3,3,、年直接经济效益：为,547.5,78.84,468.66,万元,经济效益（与污水环保回注对比）：,汇报提纲,一、前言,二、主要研究内容与成果,三、效果效益,四、结论,河南油田稠油污水生化处理技术,结论,（,1,）高效石油烃优势降解菌具有耐温性好，生物稳定性好，对稠油污染物降解率高等特点，在工业化应用中取得较好效果。,（,2,）优选出的生物膜水解酸化,-,生物膜接触氧化工艺占地面积小、处理效率高，对稠油污水具有较好的技术适应性，解决了稠油污水污染物成分复杂、可生化性差等技术难题。,（,3,）生化处理系统运行效果与微生物生长状况具有较好的对应关系。通过跟踪监测微生物生长情况，可较好地指导生化处理装置运行。,（,4,）稠油污水中总氮含量略有不足，总磷含量严重缺乏。在掌握微生物生长规律的基础上，投加高效价廉的营养制剂，较好地改善了处理效果。,汇报结束,请批评指正！,