水解酸化-MBR处理稠油污水的实验研究

论文摘要

据统计,目前世界剩余石油资源约为10万亿桶,其中的70%是稠油,巨大的资源量决定了稠油必将是21世纪的主要能源。稠油开发生产的方式以注汽热采和蒸汽吞吐为主。随着稠油开发生产所占的比重越来越大,面临的污水问题将越来越严重。稠油污水因其水质成分复杂、可生化性差、矿化度高、油水密度差小等特点处理难度比较大,因此稠油污水的处理问题是各个油田面临的一个亟待解决的难题。稠油污水的处理方法主要有物理处理法、化学处理法、物理化学处理法以及生化处理法等。物理法、化学法存在着处理不彻底、成本较高的问题,而生化处理方法由于具有低成本、高效果、无二次污染等优点而逐渐受到污水处理研究者及工作者的关注。本论文以国家“十一五”科技攻关项目（2006BAB04B02）为支撑,以陈庄稠油污水为研究对象,针对稠油污水难降解和现有工艺生化出水悬浮物偏高的特点,采用水解酸化-膜生物反应器（MBR）工艺进行替代现有的生物接触氧化-沉降-双介质过滤工艺。通过对稠油污水的水解酸化反应的实验发现,水力停留时间大于16h时,水解酸化池在15～35℃下都能稳定运行,温度对水解酸化处理效果的影响不大。水解酸化出水的CODCr值在220～240mg/L之间,去除率在25%～33%之间,水解酸化出水的含油量大约2.00～5.00mg/L左右,去除率高于75%。水解酸化进水的BOD5在54～75mg/L之间,BOD5/CODCr为0.17～0.23,可生化性较差;出水BOD5在95～112mg/L之间,BOD5/CODCr在0.45～0.49之间。水解酸化对提高污水的可生化性起着重要的作用。由于出水的可生化性的提高,将有利于缩短后续工艺的水力停留时间,并使后续处理用生物降解法处理污水中的有机物更为彻底。用水解酸化出水对MBR池中的活性污泥进行驯化,由于好氧活性污泥原生动物便于观察,可以利用原生动物对活性污泥的性能进行检测。结果显示好氧活性污泥中细菌较丰富,驯化初期出现大量的草履虫、豆形虫、扭头虫等,出水透明度较差,一般CODCr>150mg/L;当变形虫、卑怯管叶虫等出现的时候,草履虫消失,豆形虫、扭头虫等数量减少,出水水质得到改善,透明度较好,一般CODCr<150mg/L;当钟虫、轮虫、游仆虫、楯纤虫等出现的时候,变形虫消失,卑怯管叶虫等数量减少,出水透明度较好,一般CODCr<120mg/L;当表壳虫出现的时候出水的透明度较差,一般出水CODCr<120mg/L,污泥负荷较低,水力停留时间过长。当污泥驯化好后,上清液出水CODCr在117～130mg/L之间,去除率在40%～47%之间,出水的含油低于1.00mg/L,去除率高于90%,出水的BOD5小于10mg/L,启动MBR膜。当水解酸化-MBR系统稳定运行的时候,出水CODCr在69～90mg/L之间,系统对CODCr的去除率在70%以上;MBR膜出水含油量在0.09～0.30mg/L之间,整个系统对原油的去除率超过99%;MBR膜出水的悬浮物含量低于1.0mg/L,系统对悬浮物的去除率大于95%。水解酸化-MBR系统出水与现有工艺中的双介质出水相比CODCr降低了32%,含油量降低了93%,悬浮物降低了88%。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 0 前言
• 1 文献综述
• 1.1 稠油污水的来源及性质
• 1.1.1 油田污水的来源及性质
• 1.1.2 稠油污水的来源
• 1.1.3 稠油污水性质
• 1.2 稠油污水处理工艺
• 1.3 稠油污水处理的出路
• 1.4 水解酸化
• 1.4.1 水解酸化
• 1.4.2 水解酸化反应器的特点
• 1.4.3 膜生物反应器研究概况
• 1.4.4 水解酸化-MBR 工艺的应用
• 1.5 胜利油田稠油污水处理现状及存在问题
• 1.6 本课题的目的、内容和拟解决的问题
• 1.6.1 研究目的
• 1.6.2 研究内容
• 1.6.3 拟解决的问题
• 2 研究内容及分析方法
• 2.1 实验用水水质分析
• 2.2 污泥来源
• 2.3 工艺的确定
• 2.3.1 水解酸化处理工艺的选择依据
• 2.3.2 MBR 工艺的选择依据
• 2.4 测试项目及分析方法
• 2.5 可生化性的变化
• 2.6 工艺流程
• 2.7 实验装置
• 3 水解酸化处理稠油污水实验研究
• 3.1 水解酸化的启动
• 3.2 水解酸化池对稠油污水的处理效果
• Cr的去除效果'>3.2.1 水解酸化池对COD_Cr的去除效果
• 3.2.2 水解酸化池对含油的去除效果
• 3.2.3 可生化性的变化
• 3.2.4 生物相分析
• 3.3 温度对水解酸化的影响
• 3.4 水解酸化效果分析
• 3.5 小结
• 4 好氧 MBR 处理稠油污水实验研究
• 4.1 好氧活性污泥的驯化
• 4.2 好氧处理后的出水水质
• Cr的去除效果'>4.2.1 好氧活性污泥对COD_Cr的去除效果
• 4.2.2 好氧处理对含油的去除效果
• 5的去除效果'>4.2.3 好氧处理对BOD₅的去除效果
• 4.3 影响因素分析
• 30 的影响'>4.3.1 SV₃₀的影响
• 4.3.2 温度的影响
• Cr的影响'>4.3.3 DO 对COD_Cr的影响
• 4.4 污泥参数
• 4.4.1 曝气池中污泥MLSS、MLVSS 的变化
• 30'>4.4.2 曝气池中污泥SVI₃₀
• 4.5 生物相观察
• 4.6 水解酸化-MBR 系统的运行
• 4.6.1 MBR 池的开启
• Cr 的处理效果'>4.6.2 水解酸化-MBR 系统对COD_Cr的处理效果
• 4.6.3 水解酸化-MBR 系统对含油的处理效果
• 4.6.4 水解酸化-MBR 系统对悬浮物的处理效果
• 4.6.5 水解酸化-MBR 系统中污染物的红外分析
• 4.7 小结
• 5 结论与建议
• 5.1 结论
• 5.2 存在的问题与建议
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历
• 硕士期间发表的论文