大庆油田含油污水及含油污泥生化/物化处理技术研究

论文摘要

油田开发生产过程中,会产生大量的含油污水和含油污泥。其中大部分油田污水经处理后回注油层,但随着油田采出水量的不断增加,已超过注水水量要求,有相当一部分含油污水必须外排。油田含油污泥主要包括落地油泥、沉降罐污泥、污水处理厂构筑物底部沉淀物、三相分离器油泥及生产事故产生的溢油污泥等。随着石油勘探开发及生产活动的增多,产生的含油污水、含油污泥总量不断增加,对环境造成的污染日趋严重。根据大庆油田生产开发过程中含油污水、含油污泥实际状况,采用生物与物化结合的处理技术,通过小试与现场试验,系统地研究了油田外排含油污水污泥处理技术,使含油污水达到国家二级排放标准,并实现了含油污泥资源化利用。在水解酸化-生物接触氧化工艺处理一般含油污水研究中,筛选得到了石油降解菌株,高效功能菌群由5-1、D-1、D-10、D-8菌株组合的生态功能菌群。一般含油污水应用该高效功能菌群处理时,COD平均去除率为82.6%,BOD5平均去除率为92.1%,出水各个指标均都达到了国家污水综合排放二级标准。筛选出聚丙烯酰胺降解菌,构建的功能菌群对聚合物去除率达49.8%。对于高浓度的含聚污水应用水解酸化-生物接触氧化处理时,需要在沉淀池中外加絮凝剂处理COD可达到排放标准,处理成本约为0.90元/ m3,该工艺适合于连续排放、水量较大的含聚污水处理。采用微电解-Fenton工艺对油田含聚污水处理进行了研究,含聚污水进入微电解-Fenton反应器后,长链大分子聚合物在微电解反应器中首先被迅速降解为短链聚合物,然后分解为含酰胺基的小分子化合物。在Fenton反应器中,这些含酰胺基的小分子化合物被彻底氧化,最终氧化为无机物。在微电解时间为1.0h,反应的pH值为34,Fenton反应时间为2.0h,沉淀时间为2.0h,沉淀之前加碱调节pH值为89的条件下,微电解反应器可提高含聚污水的可生化性。含聚污水经过处理后,出水水质完全可以达到二级指标要求。并且该法具有处理设施投资小,操作简便的特点。该法总运行成本约为1.70元/m3。在油田含油污泥处理与综合利用研究方面,研发出一种无机清洗剂SL1001,通过控制清洗条件,实现了含油污泥中油、泥、水有效分离。研

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 含油污水及含油污泥的来源及危害
• 1.2 油田采出水处理技术现状
• 1.2.1 油田采出水的水质特点
• 1.2.2 一般油田采出水主要处理工艺
• 1.2.3 聚驱含油污水处理技术现状
• 1.2.4 外排含油污水处理工艺
• 1.3 国内外含油污泥处理技术现状
• 1.3.1 含油污泥物理化学处理方法
• 1.3.2 含油油泥的生物表面活性剂处理方法
• 1.4 含油污水污泥处理中存在的问题
• 1.5 本课题的目的意义与研究内容
• 1.5.1 课题来源
• 1.5.2 研究的目的意义
• 1.5.3 本文研究内容
• 第2章 试验装置与方法
• 2.1 一般含油污水试验装置与设计
• 2.1.1 水解酸化/生物接触氧化/活性污泥单元工艺装置与设计
• 2.1.2 处理含油污水和含聚高效功能菌群的构建方法
• 2.2 油田含聚污水试验装置与设计
• 2.2.1 含聚污水生化处理试验装置与设计
• 2.2.2 含聚污水微电解-Fenton试验装置与方法
• 2.3 含油污泥处理及综合利用试验设计方法
• 2.3.1 含油污泥油水分离处理成套装置试验设计
• 2.3.2 除油生物表面活性剂产生菌的筛选分离试验设计
• 2.3.3 除油微生物除油活性指标测定方法
• 2.3.4 除油生物表面活性剂油泥处理试验方法
• 2.3.5 含油污泥除油表面活性微生物菌株鉴定
• 2.3.6 含油污泥综合利用试验设计
• 2.4 含油污水污泥组成分析指标与分析方法
• 2.4.1 含油污水分析指标与方法
• 2.4.2 含油污泥分析指标与方法
• 2.4.3 原油成分测定指标及分析方法
• 第3章 水解酸化-接触氧化法处理一般含油污水
• 3.1 含油污水高效功能菌群的构建
• 3.1.1 好氧石油降解功能菌的分离和纯化
• 3.1.2 石油降解菌的筛选与功能菌群的构建
• 3.2 不同工艺单元中功能微生物作用效果
• 3.2.1 单元工艺的选择及设计参数
• 3.2.2 高效功能菌的驯化及生态适应
• 3.2.3 单元工艺去除一般含油污水中COD能力比较
• 3.2.4 组合工艺去除一般含油污水中COD效果对比
• 3.3 一般含油污水室内连续流试验
• 3.3.1 室内连续流试验工艺流程和工艺参数
• 3.3.2 一般含油污水水质特征
• 3.3.3 高效功能菌驯化及生物相观察
• 3.3.4 一般含油污水的处理效果
• 3.4 本章小结
• 第4章 生物/物化法处理含聚污水
• 4.1 大庆油田含聚污水特征及聚合物存在状态
• 4.2 聚驱采出水中油和聚合物对COD的贡献值
• 4.3 水解酸化-生物接触氧化法处理油田含聚污水
• 4.3.1 聚丙烯酰胺降解功能菌的构建
• 4.3.2 含聚污水室内连续流试验
• 4.3.3 含聚污水现场试验
• 4.4 微电解-Fenton法处理含聚污水
• 4.4.1 微电解法和Fenton法处理油田含聚污水效果比较
• 4.4.2 微电解-Fenton法处理含聚污水室内试验
• 4.4.3 微电解-Fenton法处理含聚污水现场试验
• 4.4.4 微电解-Fenton法降解聚合物表征
• 4.4.5 技术经济分析
• 4.5 本章小结
• 第5章 油田含油污泥的处理与综合利用研究
• 5.1 油田含油污泥理化特性分析
• 5.1.1 含油污泥质量组成
• 5.1.2 含油污泥主要污染物成分
• 5.1.3 含油污泥矿物组成及粒径
• 5.1.4 污泥中油组份与原油组分比较
• 5.2 含油污泥化学清洗药剂的制备和除油效果
• 5.2.1 含油污泥清洗药剂的制备
• 5.2.2 SL1001 清洗剂除油使用条件及效果
• 5.3 除油微生物表面活性剂的制备与除油效果
• 5.3.1 除油表面活性微生物的筛选
• 5.3.2 除油表面活性微生物活性特征
• 5.3.3 生物表面活性剂产生菌的鉴定
• 5.3.4 生物表面活性剂成分分析
• 5.3.5 生物表面活性剂处理油泥效果
• 5.3.6 生物表面活性剂的产生与作用机理探讨
• 5.4 含油污泥处理现场试验
• 5.4.1 污泥设备油水分离机理及运行参数
• 5.4.2 现场试验运行效果
• 5.5 含油污泥综合利用
• 5.5.1 含油污泥处理后做行道砖试验
• 5.5.2 含油污泥作辅助燃料试验
• 5.6 含油污泥处理成本估算
• 5.7 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读博士学位期间发表的学术论文
• 哈尔滨工业大学博士学位论文原创性声明
• 致谢
• 个人简历