今天為大家介紹的是油田污水處理過程中COD去除
在傳統的油田污水處理工藝中，像“隔油-過濾”和“隔油-浮選(或旋流除油)-過濾”處理工藝，對石油類有較好的去除效果，能達到國家規定的外排標準;但對COD的降低程度不明顯，從實際處理過程中可知工藝的選擇對COD的去除起著關鍵作用。針對上述情況，本文作者主要從工藝流程的浮選、絮凝、生化以及膜法處理等關鍵步驟闡述工藝過程中對COD的去除。
浮選及絮凝過程中COD的去除
浮選除油是處理工藝的開始步驟;同時除油過程中進行絮凝沉降，將其中部分雜質去除就成為浮選達標的重要環節，對COD的降低也有重要影響。混凝沉降是借助混凝劑對膠體離子的靜電中和、吸附、架橋等作用使膠體粒子脫穩，在絮凝劑的作用下發生絮凝沉淀以除去污水中的懸浮物和可溶性污染物質，其中新型絮凝劑的研究開發是重點。黃貞嵐等用一種復合型的聚合鐵無機化合物作為絮凝劑來處理污水，可以使其中COD去除率達到80%，SS去除率達到90%，并且產生的絮狀物沉降性能好，容易從水中分離出來。Doyle等利用聚合物有機黏土吸附采油廢水中的溶解有機物，也取得了良好的試驗結果。曾玉彬等利用混凝法對工藝進行了改造，水中的COD由原來的392.5mg/L，下降到90.4mg/L，去除率達77%。陳進富等采用粉末活性炭(PAC)與陰離子聚丙烯酰胺(APAM)、陽離子聚丙烯酰胺(CPAM)復配處理綏中某油田采油廢水，COD去除率達到了15.9%～30.0%。
生化處理過程中COD的去除
生物處理過程中，利用微生物的生物化學作用，將復雜的有機物分解為簡單物質，將有毒物質轉化為無毒物質，使污水得到凈化。其中選擇適宜的COD∶N∶P的比例是保證生化效果的關鍵所在。實驗表明厭氧池按照COD∶N∶P=(300～400)∶5∶1，好氧池按照COD∶N∶P=(100～200)∶5∶1這樣污泥增加較快，處理效果良好。但實際進水水質變化較大，氨氮比較高為35mg/L，比較低時只有3.5mg/L;總磷比較高為1.4mg/L，比較低時不足0.2mg/L。因此在運行中應對總磷、氨氮、COD進行分析，結合實際生產狀況進行不斷調整，是否加入微生物營養物質、何時加入，這些都需要通過試驗來完成。如果COD、含油符合要求可不加入，但提高處理負荷時，應根據生產實際進行調整，確保出水水質要求。針對微生物好氧與否，生物處理法可分為好氧生物處理法和厭氧生物處理法。
好氧生物處理法
好氧生物處理是在水中有充分溶解氧的情況下，利用好氧微生物的活動，將污水中的有機物分解為CO2、H2O、NH3和NO3-等。一般好氧反應又分為活性污泥法、生物膜法(生物濾池、生物轉盤、生物氧化塔)、接觸氧化池法、氧化塘法等。Li等通過用PVA生物固定法處理大慶油田的污水，COD由原來的2600mg/L降到240mg/L，并且固定后的微生物可以重復循環利用，增加了處理過程中降解菌的利用率。李希明等通過一級氣浮預生化單元，去除大塊浮油;四級生化處理單元，降低污水中聚合物含量，并去除污水乳化油和溶解油，降低污水含油量和COD值;二級沉降單元，沉降細菌體或生物除氧的工藝實驗流程。試驗結果表明，經過預生化后污水COD大幅度降低，后經過多級的生化處理COD值在逐級降低，比較后沉降后污水的COD在110mg/L以下。佘躍惠等通過常規的微生物學方法分離到除SRB和TGB以外的7株PAM降解菌，COD降低幅度達到了97.9%。陳進富等采用活性污泥法處理綏中某油田采油廢水時，采油廢水經72h曝氣生化處理其COD也降低了26.4%以上。包木太等利用氣浮生化超濾裝置處理稠油污水，生化后含油降到了20mg/L，COD的去除率達到了87.5%。還有巴西的Freire等應用SBR工藝對油田采油廢水進行生物處理試驗，COD的去除率在50%以上。
厭氧生物處理法
厭氧生物處理的主要特點是可以在厭氧反應器中穩定保持足夠的厭氧生物菌體，使廢水中的有機物降解成CH4、H2O和CO2等。厭氧反應器主要有厭氧活性污泥法、厭氧濾池法、升流式厭氧污泥床(UASB)、內循環反應器(IC)和膨脹顆粒污泥床(EGSB)等。竺建榮等用厭氧USAB和AAA結合的工藝來處理預先經氣浮處理的廢水。試驗表明，UASB反應器的COD去除率均保持在60%左右。經過厭氧UASB反應器處理后的廢水，再經AAA工藝處理，COD去除率在31%～48.5%。趙洲洋等研究了厭氧好氧耦合生物體系對含酚廢水的處理效果，模擬含酚廢水的COD由4g/L降至100mg/L，比較快降解速率達到720mg/(L·h)。
膜處理技術過程中COD的去除
生化出水水質一般能夠達到國家一級水的排放標準，但是要達到油田低滲透油層回注用水、鍋爐蒸汽注采用水甚至更高的標準，就必須利用膜分離技術處理。其中應用比較多的有膜生物反應器、微濾、超濾、還有反滲透等技術。
膜生物反應器(MBR)處理技術膜生物反應器按照膜組件所起作用不同分為三類：分離膜生物反應器、無泡膜生物反應器和萃取膜生物反應器。膜生物反應器在污水處理中顯示了其獨特的優越性。Chiemchaisri等分別采用板式和中空纖維MBR工藝處理城市生活污水，水力停留時間(HRT)為24h，進水COD為60～490mg/L時，其去除率分別為大于93%和80%～98%。南京工業大學的陳英文等對混凝-膜生物反應器工藝處理印染廢水的研究，混凝后COD的去除率平均達75.1%，再經仿生膜生物反應器處理，出水COD低于50mg/L，COD去除率為96.2%，達到部分回用水標準。
微濾超濾處理技術
超濾到微濾的孔徑范圍在0.001～10µm。目前油田應用較多的是陶瓷膜和中空纖維微濾膜。1995年，美國Aloca公司在墨西哥灣采油平臺進行陶瓷微濾膜試驗，進口含油量25～283mg/L，出口含油量降到所用分析方法能夠測定的極限值;COD值降低幅度為98.3%。徐曉東等采用無機陶瓷膜處理設備處理寶浪油田采出水，處理后的采出水完全能滿足寶浪油田注水水質要求。COD值從比較初的603mg/L降到50mg/L。天津紡院與大港石油管理局勘探設計院合作，用自制的化學穩定性好、機械強度高的聚偏氟乙烯(PVDF)中空纖維膜對油田采出含油污水進行了初步凈化處理，處理后含油小于3mg/L，COD值降幅達95%。
Karakulski等用管狀超濾膜處理含油廢水，出水含油量低于10mg/L，COD去除率為80%，進一步用反滲透膜處理后COD去除率達到98.5%，懸浮物去除率達到95.7%，出水可作為工業回用水。王立國等采用核桃殼過濾器-超濾裝置組合工藝處理油田含油污水，處理后水中油的質量濃度由115.70mg/L下降為0.33mg/L，COD也降低了在98.7%。裴亮等用聚丙烯腈(PAN)為中空纖維膜(hollowfibermembrane，HFM)材料，與粉末活性炭(PAC)聯用，進行了微污染水COD處理的實驗研究。研究證明，添加PAC的量不同時，其COD的去除率是不同的，但是每個樣品的去除率都達到了65%以上。
反滲透處理技術
反滲透是用于從溶液中清除溶解的離子之類溶質的一種分離法。對油田高礦化度水質，采用反滲透是有廣闊應用前景的技術。CynthiaMurray-Gulde等利用反滲透技術與構造濕地相結合，對高含鹽油田采出水進行處理。處理后，水的毒性大大降低，筒式過濾器、反滲透、好氧生物處理以及鈉吸收裝置等一系列處理后，將采出水轉化為清水。RO系統處理規模為27m3/d，中試成功的將TDS含量7000mg/L、硅含量250mg/L和溶解油含量170mg/L的采出水處理后，達到加里福尼亞飲用水標準。電導率和TDS分別降低了98%和96%，水質達到了當地的灌溉和排放標準。
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