稠油污水生化处理技术学习课程

1、项目的目的意义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 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。生化处理技术的攻关研究。第第1页页/共共48页页第一页，编辑于星期三：十四点 三十四分。1 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、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；菌种和工艺要求高；2 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、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

2、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；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 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；、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 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。、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需解决的主要技术难题第第2页页/共共48页页第二页，编辑于星期三：十四点 三十四分。为实现稠油污水达标排放，先后开展了以下四项研究：为实现稠油污水达标排放，先后开展了以下四项研究： 1

3、 1、稠油污水高效降解菌种选育及性能评价；、稠油污水高效降解菌种选育及性能评价；2 2、稠油污水生化处理工艺优选与应用研究；、稠油污水生化处理工艺优选与应用研究；3 3、生化处理系统微生物群落对污水处理效果影响研究；、生化处理系统微生物群落对污水处理效果影响研究；4 4、稠油污水中微生物营养状况分析及生物强化措施研究。、稠油污水中微生物营养状况分析及生物强化措施研究。第第3页页/共共48页页第三页，编辑于星期三：十四点 三十四分。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河南油田稠油污水生化处理技术第第4页页/共共48页页第四页，编辑于星期三：十四点 三十四

4、分。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65.1I油田油污土壤55.8H油田含油污水43.2DYA菌菌I菌菌H菌菌1、稠油污水高效降解菌种性能评价（1）菌种性能指标）菌种性能指标第第5页页/共共48页页第五页，编辑于星期三：十四点 三十四分。温度（温度（）菌体浓度（菌体浓度（cells/mlcells/ml）H HDYADYAI I50503.23.210108 81.11.110109 92.72.710108 860602.12.110107 72.42.410107 72.32.310107 770701.11.110107 72.52

5、.510107 71.91.910107 78080-2.02.010102 2-9090-6.06.010102 2- 在在7070条件下，条件下，H H，DYADYA，I I菌均能良好生长，菌体浓度达到菌均能良好生长，菌体浓度达到1 110107 7cells/mLcells/mL以上。其中，以上。其中，DYADYA菌在菌在9090下菌体能够存活，具有下菌体能够存活，具有良好的耐温性能。良好的耐温性能。 耐温性能评价耐温性能评价（1）菌种性能指标）菌种性能指标第第6页页/共共48页页第六页，编辑于星期三：十四点 三十四分。菌种在不同pH值下生长曲线 PH PH值在值在6.5-8.56.5-

6、8.5范围内微生物生长状况最好，与稠油污水的范围内微生物生长状况最好，与稠油污水的PHPH值范围相同。值范围相同。（1）菌种性能指标）菌种性能指标第第7页页/共共48页页第七页，编辑于星期三：十四点 三十四分。菌种在不同盐度下生长趋势 在氯化钠含量在氯化钠含量2%2%（20000mg/L)20000mg/L)以内生长趋势均比较好，微生以内生长趋势均比较好，微生物耐盐能力强。物耐盐能力强。（1）菌种性能指标）菌种性能指标第第8页页/共共48页页第八页，编辑于星期三：十四点 三十四分。 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

7、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）菌种性能指标第第9页页/共共48页页第九页，编辑于星期三：十四点 三十四分。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）菌种对表面活性剂生化降解性能评价序序号号分子式分子式含量（含量（mg/Lmg/L）序序号号分子式分子式含量（含量（mg/Lmg/L）1 1C C8 8H H10100.180.181212C C9 9H H1212O O0.26

8、70.2672 2C C6 6H H4 4ClCl2 21.9171.9171313C C1010H H14141.3381.3383 3C C7 7H H8 8O O0.2850.2851414C C1414H H2020O O2 20.1470.1474 4C C8 8H H8 8O O0.2250.2251515C C1414H H2626O O2 20.3390.3395 5C C2 2ClCl6 61.8571.8571616C C1616C C3232C C2 20.1380.1386 6C C8 8H H1010O O0.5670.5671717C C1616H H2222O O

9、4 40.2160.2167 7C C8 8H H1010O O0.5370.5371818C C1515H H2525N N0.4320.4328 8C C8 8H H1010O O0.1710.1711919C C1616h h2323N N0.120.129 9C C1010H H8 80.0810.0812020C C1818H H3535NONO0.3960.3961010C C9 9H H1212O O0.3660.3662121C C2323H H3232O O2 20.7560.7561111C C7 7H H5 5NSNS0.2640.2642222C C1919H H191

10、9N N7 7O O6 60.2550.255第第10页页/共共48页页第十页，编辑于星期三：十四点 三十四分。 配制浓度为配制浓度为5mg/L5mg/L、10 mg/L10 mg/L、20 mg/L20 mg/L、30 mg/L30 mg/L、50 mg/L50 mg/L、100 100 mg/Lmg/L的表面活性剂溶液，分别测定各浓度条件下的的表面活性剂溶液，分别测定各浓度条件下的CODCOD值。值。CODcr0.5575+1.6296C1.63C（2）菌种对表面活性剂生化降解性能评价第第11页页/共共48页页第十一页，编辑于星期三：十四点 三十四分。表面活性剂的可生化性评价表面活性剂的可

11、生化性评价通过选用混合菌通过选用混合菌种，表面活性剂种，表面活性剂生化降解性能明生化降解性能明显改善。显改善。（2）菌种对表面活性剂生化降解性能评价通常认为通常认为: :BODBOD5 5/COD/CODCrCr 0.3 0.3，即可考虑生物处理；，即可考虑生物处理；BODBOD5 5/COD/CODCrCr 0.4-0.6 0.4-0.6，认为生化性较好，宜于生物处理；，认为生化性较好，宜于生物处理；BODBOD5 5/COD/CODCrCr 0.7 0.7，认为生化性良好最适于生物处理。，认为生化性良好最适于生物处理。第第12页页/共共48页页第十二页，编辑于星期三：十四点 三十四分。 分

12、别采用三种工艺对稠油污水水样进行室内试验分别采用三种工艺对稠油污水水样进行室内试验 (1)(1)化学絮凝化学絮凝- -生物膜接触氧化工艺生物膜接触氧化工艺 (2)(2)气浮气浮- -悬浮生长生物接触氧化工艺悬浮生长生物接触氧化工艺 (3)(3)生物膜水解酸化生物膜水解酸化- -生物膜接触氧化工艺生物膜接触氧化工艺（1）生化处理工艺优选）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第第13页页/共共48页页第十三页，编辑

13、于星期三：十四点 三十四分。CODCOD略低于排放标准，含油量降至略低于排放标准，含油量降至4.7 mg/L4.7 mg/L（1）生化处理工艺优选）生化处理工艺优选第第14页页/共共48页页第十四页，编辑于星期三：十四点 三十四分。CODCOD降至降至96 mg/L96 mg/L，含油量降至，含油量降至4.9 mg/L4.9 mg/L（1）生化处理工艺优选）生化处理工艺优选第第15页页/共共48页页第十五页，编辑于星期三：十四点 三十四分。CODCOD降至降至71 mg/L71 mg/L，含油量降至，含油量降至4.7 mg/L4.7 mg/L（1）生化处理工艺优选）生化处理工艺优选第第16页页

14、/共共48页页第十六页，编辑于星期三：十四点 三十四分。三种稠油污水生化处理工艺比较三种稠油污水生化处理工艺比较 项项 目目絮凝絮凝- -接触氧化接触氧化气浮气浮- -接触氧化接触氧化水解酸化水解酸化- -接触氧化接触氧化药药 剂剂有有有有无无微生物微生物好氧好氧好氧好氧厌氧、好氧厌氧、好氧污泥量污泥量少少较多较多少少装置基建投入装置基建投入1 11.21.21.21.2水力停留时间水力停留时间1 10.80.81.21.2技术关键技术关键菌种、絮凝剂菌种、絮凝剂菌种、浮选剂菌种、浮选剂菌种菌种抗冲击性抗冲击性一般一般一般一般强强日常维护费日常维护费高高高高较低较低技术可靠性技术可靠性一般一般

15、一般一般好好从可靠程度、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，综合考虑，采用了生物膜水解酸化采用了生物膜水解酸化- -生物膜接触氧化处理工艺。生物膜接触氧化处理工艺。 第第17页页/共共48页页第十七页，编辑于星期三：十四点 三十四分。（2）生物膜水解酸化-生物膜接解氧化工艺 现场小试试验研究第第18页页/共共48页页第十八页，编辑于星期三：十四点 三十四分。 稠油污水生化处理实验结果稠油污水生化处理实验结果 成分成分油油悬浮物悬浮物CODCODcrcr硫化物硫化物挥发酚挥发酚浓浓度度处理前处理前(

16、mg/L)(mg/L)25.925.91101103623622.62.60.370.37处理后处理后(mg/L)(mg/L)5.05.010109191未检出未检出未检出未检出去除率（去除率（% %）80.680.690.990.974.874.8100100100100第第19页页/共共48页页第十九页，编辑于星期三：十四点 三十四分。 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

17、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。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，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。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第第20页页/共共48页页第二十页，编辑于星期三：十四点 三十四分。进水温度进水温度52-58 52-58 ，总停留时间，总停留时间4545小时小时第第21页页/共共48页页第二十一页，编辑于星期三：十四点 三十四分。 为指导生化处理系统的稳定运行，

18、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第第22页页/共共48页页第二十二页，编辑于星期三：十四点 三十四分。生物观察膜生长情况分析在装置各段设置观察膜第第23页页/共共48页页第二十三页，编辑于星期三：十四点 三十四分。两个厌氧池生物膜生长情况对比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/LMLSS:6580mg/LMLSS:5240mg/LMLSS:5240mg/L一级厌氧好于二级厌氧，但总体生物量略低一级厌氧好于二级厌氧，但总体生物量略低第第24

19、页页/共共48页页第二十四页，编辑于星期三：十四点 三十四分。好氧池生物膜生长情况好氧池生物膜生长情况（1）直观观察MLSS:4830mg/LMLSS:4830mg/LMLSS:4160mg/LMLSS:4160mg/LMLSS:4120mg/LMLSS: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，但总体生物量较少第第25页页/共共48页页第二十五页，编辑于星期三：十四点 三十四分。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）显微观察第第26页页/共共48页页第二十六页，编辑于星期三：十四点 三十四分。投放

20、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）显微观察第第27页页/共共48页页第二十七页，编辑于星期三：十四点 三十四分。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第第28页页/共共48页页第二十八页，编辑于星期三：十四点 三十四分。一级好氧生物膜一级好氧生物膜二级好氧生物膜二级好氧生物膜三级好氧生物膜三级好氧生物膜（2）显微观察第第29页页/共共48页页第二十九页，编辑于星期三：十四点 三十四分。 一级厌氧好于二级厌氧，厌氧总体效果好于好氧，与观察情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。况一致，具有良好

21、的对应关系。（3）微生物群落对污水处理效果影响第第30页页/共共48页页第三十页，编辑于星期三：十四点 三十四分。 通过对生物膜进行观察认为，所投放的微生物菌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。析及生物强化措施研究。第第31页页/共共48页页第三十一页，编辑于星期三：十四点 三十四分。4、稠油污

22、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。动所必需的能量。 好氧条件的营养比例关系按照好氧条件的营养比例关系按照CODCOD：N N：P=100P=100：5 5：1 1计算，计算，厌氧条件按厌氧条件按CODCOD：N N：P =200P =200：5 5：1 1计算，若生化进水计算，若生化进水CODCOD为为300mg/L300mg/L，要求污水中，要求污水中N15 mg/LN15 mg/L，P 3 mg/LP 3 mg/L。第第32页页/共共48页页第三十二页，编辑于星

23、期三：十四点 三十四分。 从各单元总氮测定的数据看出，总氮的含量逐渐减小，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，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。但总氮含量偏低，不能满足微生物对营养的需求。（1 1）稠油污水营养成分分析）稠油污水营养成分分析生化处理各单元总氮含量生化处理各单元总氮含量第第33页页/共共48页页第三十三页，编辑于星期三：十四点 三十四分。 各处理单元总磷的含量逐渐减小，水中的磷被细菌利用，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

24、总磷含量极低，制约了微生物的生长。起到了净化作用。但总磷含量极低，制约了微生物的生长。（1 1）稠油污水营养成分分析）稠油污水营养成分分析生化处理各单元总磷含量生化处理各单元总磷含量第第34页页/共共48页页第三十四页，编辑于星期三：十四点 三十四分。 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类型钾含量钾含量（% %）总磷总磷含量含量（% %）总氮总氮含量含量（% %）碳水化碳水化合物合物(%) (%) 蛋白蛋白质质(%) (%) 投加成本投加成本（元（元/m/m3 3）投加方案投加方案1 1无机无机28.728.722.

25、722.746.746.70.020.02投加方案投加方案2 2无机磷源无机磷源+ +有机营养有机营养物物1 128.728.722.722.775.275.28.18.10.0050.005投加方案投加方案3 3无机磷源无机磷源+ +有机营养有机营养物物2 228.728.722.722.734.234.235350.0060.006（2 2）营养制剂研制与应用效果分析）营养制剂研制与应用效果分析第第35页页/共共48页页第三十五页，编辑于星期三：十四点 三十四分。（2 2）营养制剂研制与应用效果分析）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

26、营养制剂投加前后生物相的变化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一池中施加营养前后生物膜变化情况第第36页页/共共48页页第三十六页，编辑于星期三：十四点 三十四分。厌厌-1 生物膜上的微生物生物膜上的微生物 微生物数量明显增多微生物数量明显增多（2 2）营养制剂研制与应用效果分析）营养制剂研制与应用效果分析投加前投加前投加后投加后营养制剂投加前后生物相变化营养制剂投加前后生物相变化第第37页页/共共48页页第三十七页，编辑于星期三：十四点 三十四分。 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

27、链，是微生物生长状况良好的标志。成食物链，是微生物生长状况良好的标志。（2 2）营养制剂研制与应用效果分析）营养制剂研制与应用效果分析三级好氧池中的原生动物第第38页页/共共48页页第三十八页，编辑于星期三：十四点 三十四分。营养措施前营养措施前营养措施后营养措施后（2 2）营养制剂研制与应用效果）营养制剂研制与应用效果营养物质对处理效果影响第第39页页/共共48页页第三十九页，编辑于星期三：十四点 三十四分。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河南油田稠油污水生化处理技术第第40页页/共共48页页第四十页，编辑于星期三：十四点 三十四分。含油COD悬浮物硫化物 挥发酚国家二级排放标准(mg/L)1015020010.5进口水质(mg/L)2829313880.3外排水质(mg/L)3.090.582.80.410.1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达到国家二级排放标准第第41页页/共共48页页第四十一页，编辑于星期三：十四点 三十四分。社会效益：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9