现河外排采油污水处理厂氨氮去除技术研究.pptx

技术检测中心技术检测中心成果背景介绍 东营市环保局2010年11月下发通知，辖区内污水外排口于2011年1月1日起执行山东省污水综合排放一级标准（氨氮10 mg/L），并于2011年6月30日后严格执行此标准，对2011年6月30日后仍不能达到新排放标准的企业，将采取警告、停产整顿、关停等处理措施。一级标准主要指标见下表。序号污 染 物国家标准限值山东省地方标准限值二级标准（GB8978-1996）半岛流域标准(DB37/676-2007)二级标准一级标准1化学需氧量(COD)150100602石油类105.03.03氨氮2515104总有机碳（TOC）303020 胜利油田现河外排污水处理厂担负着现河采油厂富裕采油污水达标处理并外排的任务，2011年1月至4月，根据油田环境监测总站监测数据，若执行新污水排放标准，现河污水处理厂外排采油污水中氨氮污染物的浓度范围为15 mg/L-26 mg/L，氨氮超标率100%，超标倍数1.52.6。技术检测中心技术检测中心一、成果背景介绍 为实现外排采油污水氨氮污染物浓度达标外排，保障油田生产，保护当地水环境，我们对目前负责运营管理的现河污水处理厂（又名粉煤灰污水处理厂）运行情况进行了分析，对存在的问题进行了总结，开展氨氮去除专项技术研究。此项研究成果具有操作成本低廉，实践应用效果好的突出优点。目前此项成果已于现河外排采油污水处理厂成功应用，外排采油污水氨氮污染物浓度大幅下降，低于东营市发布的新污染物浓度标准（省一级排放标准），成功实现了氨氮污染物浓度的稳定达标排放，既保障了油田生产，节约了成本，也产生了巨大的环境效益。技术检测中心技术检测中心二、主要研究内容现河污水处理厂利用粉煤灰吸附加氧化塘工艺处理现河采油废水，主要流程如下图。结合现河采油污水水质特点及现河污水处理厂设备现状，考察了在实验室内条件下和现场实践条件下使用物理化学法和电化学氧化法去除氨氮的可行性，并结合氧化塘工艺进行氨氮高效去除的相关研究。技术检测中心技术检测中心三、研究成果1、确定了、确定了pH因素对氨氮污染物去除的影响规律因素对氨氮污染物去除的影响规律 通过开展室内实验研究，确定了pH因素对氨氮污染物的去除规律，并得到室内实验最佳pH值为11的结论。根据室内实验数据，我们又在污水处理现场开展实验，最终综合成本等各项因素考虑，确定现场调节pH值为10至11之间。技术检测中心技术检测中心三、研究成果2、确定了曝气因素对氨氮污染物去除的影响规律、确定了曝气因素对氨氮污染物去除的影响规律 通过开展室内实验研究，确定了曝气因素对氨氮污染物的去除规律，并得到曝气前2小时，游离氨从污水中脱出速度较快，当曝气时间超过3小时后，氨氮去除率增长速度放缓的结论。2.1建立了氧化塘污染物降解规律公式建立了氧化塘污染物降解规律公式 L=L0 e-Kc*tLt时刻有机物的剩余生物化学需氧量 L0初始时刻有机物的总生物化学需氧量 Kc 含碳有机物的降解速度常数，为温度的函数 实验室测定Kc值：通过实验室中测定生化需氧量（BOD）和时间的关系考虑粉煤灰的吸附作用，根据托马斯（HThomas）提出的流动水体中BOD衰减的另一个原因沉淀，如果反映生化作用和沉淀作用的BOD衰减速度常数分别为Kd和Ks，则 Kc Kd+Ks 技术检测中心技术检测中心三、研究成果根据KBosko研究的水体中生化作用的BOD衰减速度常数Kd和实验室的数值Kc之间的关系：为河床活度常数，综合反映氧化塘对有机物生化降解作用的影响，则氧化塘BOD的变化规律满足下式：氨氮污染物进入氧化塘后，同样发生生物化学氧化过程：Kd Kc+uxHLc=L0exp（-Kcxux）LN=LN0exp（-KNxux）2.1建立了氧化塘污染物降解规律公式建立了氧化塘污染物降解规律公式技术检测中心技术检测中心三、研究成果2.2建立了氧化塘垂氧规律公式建立了氧化塘垂氧规律公式dtdC=KLAV(Cs-C)水中溶解氧的主要来源是大气。氧气由大气进入水中的质量传递速度：C-河流水中溶解氧的浓度，Cs-河流水中饱和溶解氧的浓度，KL-质量传递系数A-气体扩散的表面积，V-水的体积S-P氧垂公式O河流中的溶解氧值，Os 饱和溶解氧值，L0河流起始点的BOD值D0河流起始点的氧亏值，Dc临界点的氧亏值，tc由起始点到临界点的流经时间O=Os-D=Os-Ka-Kde-Kd t-e-Ka t-D0 e-Ka tKd L0技术检测中心技术检测中心三、研究成果2.3建立氧化塘曝气方法建立氧化塘曝气方法氧化塘BOD、氨氮等污染物生化降解耗氧量先迅速增大，后趋于平缓。因此1号、2号氧化塘耗氧量最大。由复氧曲线公式可以看出，受塘面积、容积限制，氧化塘自身复氧能力基本确定，复氧曲线变化不大。由于耗氧曲线受进水氨氮浓度LN0、衰减速度常数KN影响变化较大，而现场多种情况下无法对LN0、KN实现有效控制，因此须调节氧化塘曝气量（如图8所示），及时对临界氧亏值的水体进行曝气，以增大复氧能力，减小Dc值。技术检测中心技术检测中心三、研究成果2.4确定曝气点位确定曝气点位如上图所示，3号点位较2号点位DO值高，5号点位较4号点位DO值高，7号点位较6号点位DO值高。这是因为涵洞落差导致DO值的增大。去掉涵洞落差因素，则氧化塘水体DO值符合S-P氧垂规律公式，为提高Dc值，增大氧化塘复氧能力，应于4号、6号点位加强曝气。技术检测中心技术检测中心三、研究成果技术检测中心技术检测中心三、研究成果2.5研究其他影响氧化塘氧垂规律的因素研究其他影响氧化塘氧垂规律的因素 2、底栖动物和沉淀物的耗氧底泥耗氧的主要原因是由于底泥中的耗氧物返回到水中和底泥顶层耗氧物质的氧化分解，以及鱼类等水生生物呼吸耗氧。粉煤灰场氧化塘属天然稳定塘，这种氧耗可视为常数。1、氧化塘水生藻类的光合作用和呼吸作用水生植物的光合作用是氧化塘溶解氧的另一个重要来源。假定光合作用的速度随着光照强度的变化而变化。中午光照强度最大时，产氧速度最快，夜晚没有光照时，产氧速度为零。藻类的呼吸作用要消耗河水中的溶解氧，通常把藻类呼吸耗氧速度看作是常数。氧化塘每年都产生大量藻类植物。藻类在生长过程中，光合作用大于呼吸作用，对氧化塘水体有益。而在衰老、死亡过程中，呼吸作用大于光合作用，则对水体溶解氧的增加起副作用，应及时打捞清除。技术检测中心技术检测中心三、研究成果3、开展实验，研究了电化学氧化法去除氨氮污染物的可行性、开展实验，研究了电化学氧化法去除氨氮污染物的可行性 实验得到电化学氧化对氨氮去除率随着电化学氧化时间的增加而增大，2 min时去除率达到40%，30min时去除率可达到99%的实验结果，取得了电化学氧化法去除外排采油污水氨氮污染物研究的大量第一手数据，为油田领导的决策提供了依据。除了物理化学方法外，我们还设计组装了电化学氧化实验装置，考察了电化学氧化法去除氨氮污染物的可行性。电解时间氨氮浓度去除率0min67.4 2min39.3 41.74%5min29.3 56.57%10min0.19 99.72%30min0.09 99.87%技术检测中心技术检测中心四、主要创新点(1)提出通过投加碱性药剂去除采油污水中氨氮污染物的方法，并明确了最提出通过投加碱性药剂去除采油污水中氨氮污染物的方法，并明确了最佳的投加方法和投加量。佳的投加方法和投加量。(2)建立了描述氧化塘污染物降解规律的建模方法，并详细描述了氧化塘污建立了描述氧化塘污染物降解规律的建模方法，并详细描述了氧化塘污染物的降解规律。染物的降解规律。(3)提出通过曝气去除采油污水中氨氮污染物的方法，并明确了最佳曝气点提出通过曝气去除采油污水中氨氮污染物的方法，并明确了最佳曝气点位和最佳曝气量。位和最佳曝气量。(4)开展了电化学氧化法去除采油污水中氨氮污染物的研究，并获得第一手开展了电化学氧化法去除采油污水中氨氮污染物的研究，并获得第一手资料。资料。技术检测中心技术检测中心五、成果应用情况1、成果应用后，外排水成功实现达标排放。、成果应用后，外排水成功实现达标排放。2011年8月至10月，污水处理厂出水氨氮波动范围为0.0255.0 mg/L，实现了稳定达标外排。月份周进水量/m3进水氨氮 mg/L出水氨氮 mg/L8月35696128.00.0254688678.00.6004920871.01.5604975078.02.2059月4945970.12.2006012272.43.1006810674.45.0006604370.83.70010月6212576.03.7006111872.93.8005272479.21.4004885373.30.340技术检测中心技术检测中心五、成果应用情况2、成果应用后，取得的经济、环境效益显著。、成果应用后，取得的经济、环境效益显著。环境效益：研究成果于现场实施后，现河外排采油污水氨氮浓度从15 mg/L-26 mg/L降低至5 mg/L 以下，2011年5月至2012年5月一年间，累计实现氨氮减排达3.32吨以上。目前，污水排放口出现大量鱼类等水生生物，产生了巨大的环境效益。经济效益：(1)研究成果于现场实施后，现河污水处理厂实现了采油污水达标排放，避免了东营市的超标处罚，使现河采油厂得以增开油井，提高采出液量，增加了产量。(2)研究成果于现场实施后，现河污水处理厂综合处理成本为0.93元/m3，而现河污水回注成本为10元/m3以上。2011年5月至2012年5月，处理厂累计达标处理采油污水221.18万方，仅注水成本一项，2011年5月至2012年5月间至少节省了2006.1万元。技术检测中心技术检测中心六、成果推广前景 本课题研究的外排采油污水氨氮去除技术，在桩西、孤东外排采油污水处理厂同样适用，具有良好的推广前景。据悉，2013年东营市将执行更为严格的污水排放标准，届时本课题的研究成果将为保障油田原油产量、保护当地水环境做出更大贡献。目前，胜利油田使用氧化塘技术处理采油污水的外排污水处理厂共有3个，分别是现河污水处理厂、桩西污水处理厂、孤东污水处理厂。相对于污水回注，污水外排可节约大量人力、物力。且对于孤东、桩西部分采油区块，因边水活跃，影响注采压力平衡，无法实现采油污水完全回注。技术检测中心技术检测中心七、课题组人员本课题研究成果获技术检测中心级科研项目第一名。主要研究人员：本课题研究成果获技术检测中心级科研项目第一名。主要研究人员：邹京伦，节能减排研究所治理研究室，技术员邹京伦，节能减排研究所治理研究室，技术员安蓉，节能减排研究所分析化验室，室主任安蓉，节能减排研究所分析化验室，室主任韩卓，节能减排研究所，专家韩卓，节能减排研究所，专家何海龙，节能减排研究所治理研究室，室主任何海龙，节能减排研究所治理研究室，室主任王杨，节能减排研究所治理研究室，技术员王杨，节能减排研究所治理研究室，技术员谢谢！