微生物与膜过滤复合技术在处理油田污水的研究及现场试验

微生物与膜过滤复合技术在处理油田污水的研究及现场试验（精选4篇）

篇1：微生物与膜过滤复合技术在处理油田污水的研究及现场试验

摘要：低渗透和特低渗透油田以小孔、细喉为主,孔隙结构复杂,对注入水水质要求非常高,特别是其中的含油量和固体颗粒,常规水处理技术难以满足其要求.根据低渗透和特低渗透油田的`条件,在室内评价出微生物菌种,研发出聚丙烯腈纤维(PVDF)微过滤膜,将微生物与膜过滤技术有机结合起来,在台兴油田和腰英台油田进行现场试验.经过处理后,水质中含油量0.09～0.37 mg/L,固体颗粒含量0.4～0.45 mg/L,颗粒直径中径0.02～0.1μm,达到油田污水回注A1级标准,满足正常回注的要求.该项技术具有较高的实用价值.作者：吴志良程汉东 WU Zhi-liang CHENG Han-dong 作者单位：吴志良,WU Zhi-liang(西北大学地质学系,陕西,西安,710069;中石化华东分公司采油厂,江苏,泰州,225300)

程汉东,CHENG Han-dong(中石化华东分公司采油厂,江苏,泰州,225300)

期刊：东华理工大学学报(自然科学版) ISTIC Journal：JOURNAL OF EAST CHINA INSTITUTE OF TECHNOLOGY(NATURAL SCIENCE)年，卷(期)：,31(4)分类号：X74关键词：微生物膜过滤复合技术低渗透和特低渗透油田污水

篇2：微生物与膜过滤复合技术在处理油田污水的研究及现场试验

目前主要的含油污水处理工艺大致可以分为两类:物理处理法和化学处理法。

物理处理法主要去除油田污水中的悬浮颗粒、矿物质和油类等, 物理处理法主要有:重力分离、离心分离、过滤、膜分离等方法。 ①重力分离技术主要利用油水比重不同使得油水分离, 例如:自然沉降罐就是利用该原理。 ②离心分离技术则是使装有污水的容器高速旋转, 质量大的颗粒因受到的离心力大而被甩到外侧, 质量小的水则因质量小留在内侧, 分别通过不同的出口排出, 达到分离杂质的目的。 ③过滤器主要采用压力式过滤器, 主要有核桃壳过滤、石英砂过滤、多层滤料过滤, 目前甚至有以纤维材料为滤料的过滤器。

化学处理方法:主要去除物理方法不能除去的溶于污水中的胶类物质及乳化油等, 主要包括化学氧化、混凝沉淀、化学中和法等等。其中:①化学氧化即在污水中投放强氧化剂, 即可氧化分解污水中的油和COD, 从而达到净化污水的目的。②混凝沉淀是通过使用混凝剂对污水中的胶体粒子进行吸附, 并通过使用絮凝剂, 使污水中的胶体和可溶解性杂质互相凝结在一起, 从而达到去除悬浮物和杂质的目的。 ③化学中和法即在污水中投放酸或者碱, 中和污水中的酸或者碱, 从而达到改善水质的目的。

因为油田污水成分复杂, 含油量及油水乳化方式不同, 因此采用单一处理方式往往效果不明显, 且因每种处理方法都有一定的局限性, 所以油田通常采用两三种处理方式相结合的方法处理污水。

在此主要介绍“微生物+膜过滤”相结合的方式处理污水技术。

1.目前普通污水处理方式存在的问题。 ①目前在油井采出液中添加大量化学药剂, 使得产出液油水乳化严重, 油水不易沉降分离。 ②采油方式顺应大形势的发展, 由三管伴热流程转变为双管掺水流程后, 油水混合液温度降低, 使得油水更加不易沉降分离。 ③部分油田已经采取聚合物驱, 污水中的高聚合物含量增加, 造成污水中的杂质不易沉降分离, 且易黏结在滤料表面, 影响过滤效果, 给污水处理带来较大困难。

2.微生物在污水处理中的作用。在油田污水处理中, 针对油田污水的水质特点, 目前油田污水含难降解的有机大分子物质多, 且杂菌竞争性强, 因此一般微生物通过竞争难以形成优势菌群, 而且在高含盐量、高油量、高悬浮物的油田污水中难以生长繁殖, 因而一般的处理技术难以达到处理目标。通过投放经过筛选及有效配伍获得的特种微生物联合菌群, 促进对特定污染物的降解能力, 提高污水处理系统去除有毒有害、难降解化学物的能力。能够使污水中快速建立一条有效降解苯系类、烃类、脂类、萘类等有机污染的生物群, 对污水中各种复杂的脂肪族、芳香族和有机酸等有效进行生物降解, 同时可强化对烃类、蜡类以及酚、萘、胺、苯等的生物降解, 这些特种微生物有着很高的繁殖率, 它们通过水合、活化、氧化、还原、合成, 把复杂的有机物降解成为简单的无机物, 最终产物为H2O和CO2。特种微生物以污水中有机污染物为营养并获得能量, 实现自身生命的新陈代谢, 达到净化污水的目的。

3.“微生物+膜过滤”污水处理工艺效果显著。污水处理实践中, 微生物处理工艺结合膜过滤工艺, 并将两种工艺设备组合成一个撬装设备, 优化污水处理工艺, 保证出水水质。

膜即有选择性分离功能的材料, 材质宜选择使用亲水性、不易附着污染物、抗酸碱、耐腐蚀、有高过滤通量的材质。

利用膜的选择性分离实现对污水中不同组分的分离、过滤, 与传统过滤的不同在于膜可以在分子范围内进行分离, 根据要求拦截的分子大小, 确定膜材料的孔径, 从而达到对大分子组分的分离、过滤。膜过滤工艺前级需设置微生物反应池, 在污水中投放微生物菌, 对油田采出水中的难降解有机物和油进行有效降解, 有效降低大分子组分吸附、沉积到膜面上, 甚至进入膜孔中, 将膜堵死, 为后级膜分离单元提供了一个好的进水条件, 影响膜的污染物大大减少, 降低了膜的污染指数, 从而延长膜的清洗周期和使用寿命。

4.“微生物+膜”污水处理工艺主要流程。污水来水首先经提升泵至“微生物+膜”反应撬装装置内的收油装置, 初步去除水中的油和悬浮物。如果水温超过40 ℃, 则来水先至冷却塔冷却后再进入收油装置。收油装置出水自流至微生物反应池。在微生物反应池中投加高效微生物菌种, 同时开启曝气系统 (曝气系统即空气由曝气风机增压后, 直接进入微生物反应池内, 通过反应池设置的曝气头均匀地释放在池内) , 为微生物提供氧气, 以充分降解污水中的油及有机物。

微生物反应池出水经膜循环泵送入管式膜组件内进行泥水分离, SS、细菌、油类等污染物被彻底截留, 出水达到标准, 被拦截的活性污泥从最后一个组件回流至微生物反应池。

系统根据膜污染变化, 逐渐提高表面流速, 以达到连续稳定的产水, 同时通过在线反洗减缓膜污染。如膜污染严重, 膜产水量下降时, 需要对过滤膜进行清水冲洗和化学清洗。向清水箱中加入自来水, 当水温较低时, 可通过加热装置对清水进行加热;并在清水箱中加入化学药剂, 通过化学加强反洗或化学清洗的方法进行恢复, 保证了超滤装置的长期稳定运行。

膜处理渗透水需要经过抽吸泵打入注水罐。

系统回收的污油排至污油池, 微生物反应器中的剩余污泥和清洗水排放到污水池。简易流程图如图1。

5.“微生物+膜过滤”污水处理设备配套设施。 “微生物+膜过滤”撬装污水处理设备, 通常联合常规污水处理工艺, 以充分发挥常规工艺与微生物处理工艺在各个环节的作用, 工艺流程如图2。前期, 油田污水仍经过沉降罐沉降初步除油后, 进入混凝罐, 投放化学药剂初步去除絮状杂质后, 进入缓冲罐, 然后进入微生物工艺系统, 这样既保证了微生物污水处理系统的进水平稳性, 又保证了进水水质的稳定性。

6.经过现场实践, “微生物+膜过滤”装置具有以下特点:“微生物+膜过滤”装置的综合应用, 对油田采出水中的难降解有机物和油进行有效降解, 为后级膜分离单元提供了一个好的进水条件, 影响膜的污染物大大减少, 降低了膜的污染指数, 从而延长膜的清洗周期和使用寿命。

可调节产水量的运行, 适应性强。通过变频调节技术, 循环泵、反冲洗泵等全部采用变频控制, 通过PLC实现自动控制运行, 调整产水量, 以满足处理量提高的要求。

本工艺具有流程简短、故障率低、自动化程度高、占地面积小、耐冲击强、效率高、出水好、加药量少、运行费用低等优点。

采用此方法处理的污水始终保证了高质量的出水水质, 产生的污泥量少, 无二次污染, 并避免了常规工艺水质波动的问题。

经济的不断发展, 伴随而来的是资源的高度紧缺, 人们对环境污染的认识越来越高。油田对大量产生的污水需要回收利用越来越重视, 人类科学需要不断创新, 研制适合油田经济发展、利于环保理念的微生物菌群, 既能够降解污水杂质, 又不会产生二次污染。膜分离技术在油田污水处理工艺中应用, 具有广阔的空间, 膜材料的发展直接决定着污水处理的效果, 这需要更多的投入和时间, 并需要解决膜污染以及膜成本的问题。随着膜材料的不断发展, 技术的不断进步与成熟, 膜材料的应用成本将不断降低并做到大规模发展, 将更好地应用到实际生产中。

参考文献

[1]周佩庆, 高鹏.生物法处理海上油田含聚生产污水研究报告[J].环境工程, 2014 (S1) .

篇3：微生物与膜过滤复合技术在处理油田污水的研究及现场试验

（1. 安徽理工大学地球与环境学院，安徽淮南232001；2. 中国地质大学环境学院，湖北武汉430074）

摘要：气水比是影响曝气生物滤池处理效果的一个重要因素，试验通过改变气水比的值，比较CO D〤r、 NH3N和浊度的处理效果。研究结果表明：在以活性炭作填料的曝气生物滤池中，其最佳处理效果的气水比为4∶1，此气水比下的COD〤r去除率为94.51％， NH3 N去除率为90.75％，浊度值为1.11NTU (Nephelometric Turbidity Unit，NTU)。出水中COD〤r的浓度为13.44 mg/L，NH3N的浓度为3.12mg/L，出水效果较好。

关键词：曝气生物滤池; 校园生活污水;气水比

中图分类号：X703.1文献标识码：A[WT]文章编号：16721098(2008)02001104

Experimental Research on Campus Domestic Sewage

Treatment by BAF

CAI Shengyun HU Youbiao DING Jianhua2

(1. School of Earth and Environmental Science, Anhui University of Sc ience and Technology, Huainan Anhui 232001, China; 2. School of Environmental St udies, China University of Geosciences, Wuhan Hubei 430074, China) Abstract: The ratio of air to water is the important one of parameters influenci ng on sewage treatment effect of BAF.In experiment by changing ratio of air towatertreatment effect of COD〤r,NH3N and turbidity were studied.Theresultsindicate: inbiological aerated filter filled with activated carbon,the best r atio of air to water is 4∶1,with which treatment efficiencyofCOD〤r is94.51%, NH3N is 90.75% and turbidity is 1.11NTU(NTU is abbreviation of Neph elometric Turbidity Unit). In effluent concentration of COD〤r is 13.44 mg/L, ammonia nitrogen is 3.12 mg/L and the effect is good.

Key words:biological aerated filter; campus domestic sewage;ratio of air to water

曝气生物滤池也叫淹没式曝气生物滤池（简称BAF），是20世纪70年代末在欧洲出现的一种生物膜处理工艺，该技术突出特点是采用粒状填料［1］，具有处理效果好，占地面积小，基建及运行费用低，管理方便和抗冲击负荷能力强等特点，在污水的有机物硝化去氮，反硝化脱氮、除磷等过程中具有良好的作用［23］。该技术特别适合于我国水处理事业所面临的资金不足、技术水平低的现状，是适合我国国情的污水处理的新技术，该技术即能使污水得以有效处理，又能使其适当回用，因而得以广泛的应用。目前在国内，曝气生物滤池正处于推广阶段。大连市马栏河污水处理厂、沈阳仙女河污水处理厂就是采用曝气生物滤池工艺的城市污水处理厂，上海周家渡水厂、辽河油田机械修造总厂等采用该工艺处理一定的生活污水和工业污水［4］，其工艺运行水质及参数列于表1～表2中。表1工艺运行水质表

厂名水量/（m•d-1）[][ZB(][BHDG1*2,WK24W]进水[BHDG3*2,WK6。4W ]COD/(mg•L-1)BOD5/(mg•L-1)SS/(mg•L-1)NH3N/(mg•L-1)[ZB(][BHDG1*2,WK22W]出水[BHDG3*2 ,WK5*2。4W]COD/(mg•L-1)BOD5/(mg•L-1)SS/(mg•L-1)NH3N/(mg•L-1)沈阳仙河污水处理厂320 00038521223648709.69.8 0.99大连马栏河污水处理厂C/N池10 000903855243379<2N池10 00040101035－－－辽河油田机械厂1 200300～500150～250170～200－－－－7.5～8.2上海周家渡水厂4 080～7 2004.7～6.67－－－－－－－

表2国内部分工艺运行参数表

运行参数COD负荷/(kg•m-3•d-1)BOD5 负荷/ (kg•m-3•d-1)NH3N负荷/ (kg•m-3•d-1)滤速/（m•h-1）气水比滤池面积/m2反冲周期/h反冲强度/(m•h-1)水气反冲时间/min大连马栏河污水处理厂C/N池－4.040.25N池[]－[]1.13[]0.85[ZB)W]6.7－2.6 ∶112×6141510～30 9035辽河油田机械厂10～125～6[]－[]4～6[]4∶1[]－[]96～120[]10～ 30[]50～70[]10～15[BH]上海周家渡水厂[]－[]－[]－[]4.05～7.01[]1.9～1.1∶1－168～240545410

曝气生物滤池处理污水的工作原理为：在滤池反应器中填装一定的粒径较小的粒状滤料，滤料上生长的生物膜微生物的氧化分解作用、填料及生物膜的吸附截留作用和沿水流方向形成的食物链分级捕食作用以及生物膜内部微环境和厌氧段的反硝化作用，使污水得以净化处理［5］。首先是微生物附着在填料表面上，污水在流经载体表面过程中，通过有机营养物的吸附，氧向生物膜内部的扩散以及膜中所发生的生物氧化作用，对污染物进行降解。在生物滤池中，污染物、溶解氧及各种必需的营养物质首先要经过液相扩散到生物膜表面，进而到生物膜内部，不但维持了膜上生物群的生长，而且扩散到生物膜表面或内部的污染物也有机会被生物膜生物所分解与转化，最终形成各种代谢产物（CO2、H 2O等）。

高校作为人口高密集生活区，具有用水量大污水产生量也大，生活污水水质相对单一，且水质变化不大的特点，进行适当处理就可以作为中水回用于绿化、厕所冲洗、工业用水、景观用水等，以节约水资源。用曝气生物滤池进行试验，考察不同气水比对污水中污染物去除的情况，为曝气生物滤池应用于校园污水处理提供理论依据。 1试验

1.1试验装置与分析方法

1.1.1试验装置试验采用的曝气生物滤池的结构（见图1）：

图1曝气生物滤池装置示意图シ应器采用直径为9 cm，高度为150 cm的有机玻璃柱，填料为柱状活性炭，粒径2～4 mm，高度35 cm。反应器最底层是支撑填料的承托层。承托层由三部分组成：最底层是布有均匀小孔的塑料板，塑料板上层是大块的石子，石子上面是碎石。1.1.2试验方法试验所用污水均来自于某高校新校区生活污水总排放口，每天取水一次。其原水水质见表3。

表3试验进水水质平均值

水质指标COD/（mg•L-1）NH3N/（mg•L-1）浊度 /（NTU）pH水温/℃原水261.6952.14－7.423出水52.706.881.177.223

试验分析指标有：COD〤r、NH3N和浊度，采用的检测方法分别是微波密封消解COD速测仪法［6］、纳氏试剂分光光度法和浊度仪法［7］，使用的实验仪器主要有微波密封消解COD速测仪、752S紫外可见分光光度计，WG71电热鼓风干燥炉和WGZ200浊度仪等。

1.2试验启动及运行

试验挂膜主要分为两个阶段，第一阶段：采取循环进水，气水混合液从底部同时进入，气体由曝气机加入，污水由水泵加入，经24 h循环后，重新换水。第二阶段：在第一阶段挂膜方式下行7 d后，改为闷曝挂膜，即污水从上方一次加入，底部只有气体进入，撤去底部的水泵。一次闷曝24 h后，把水排出，重新加入污水。闷曝3周后，肉眼可见反应器的顶部内壁上附着大量丝状絮体，活性炭表面包裹的生物膜颜色逐渐加深，由绒状变为黄色生物膜［8］。但是由于活性炭本身颜色的影响，这种颜色的变化并不是十分明显。这时，从填料表面取出少许生物膜对其进行了镜检，显微镜下观察发现，生物膜中含有大量的丝状微生物，以及轮虫、变形虫等，同时检测反应器出水的COD〤r、氨氮、浊度值及去除率，COD〤r去除率>25％［9］，生物膜厚度>0.2 mm，镜检微生物良好且稳定。至此挂膜阶段完成。

2试验结果与讨论

2.1不同气水比下的COD〤r的去除率

在水力停留时间为4 h，填料为活性炭，高度为35 cm，水温为17～ 25 ℃左右，保持进水量为1.0 m/(m2•h)，通过改变进气量，连续稳定运行下测量的COD〤r的去除率。

图2是根据测得数据绘制的COD〤r的去除率随气水比变化的关系曲线。气水比比值

图2COD〤r在不同气水比下的去除率

从图2中可以看出，COD〤r的去除率随进气量的变化而变化，随着进气量的增加，去除率达到最高点后又开始下降，最高点的去除率达到94.51％，水中的污染物基本被去除，出水中COD〤r的浓度仅为13.44 mg/L，达到预期的处理效果，出水水质较好，此时的气液比为4∶1。开始时进气量小去除率也低，主要是水中的溶解氧浓度低，微生物出现营养不足，使水中的有机物质没有得到完全分解，因而去除率低。随着进气量的增多，气水比达到最佳的比例，气体中氧的利用率达到最高值，水中的营养物充足，微生物处于最佳的工作状态，水中有机物能够被完全分解，所以COD〤r的去除率高。而当进气量再增大时，巨大的气体流将填料托起，并对填料上的微生物形成巨大的冲击作用，使填料上的生物膜部分脱落，从而影响了微生物的工作，使有机物未被分解便随出水排出。因此在实际处理中应该选择合适的气水比，使污水达到最佳的处理效果，同时氧气达到最佳的利用效率，以减少经济损失。

2.2不同气水比下的氨氮的去除率

在BAF连续稳定运行的条件下，测得氨氮的去除率结果。

图3是根据测得数据绘制的氨氮的去除率随气水比变化的关系曲线。

气水比比值

图3氨氮在不同气水比下的去除率从图3中可以看出，氨氮的去除率如同COD〤r的去除率一样，随着进气量的增加，去除率达到最高点后又开始下降，但氨氮的去除率相对稳定，其去除率均在84%以上，不像CODCr的去除率变化那样大。生物脱氮是由硝化和反硝化两个生化过程完成的，首先是在好氧条件下进行硝化使含氮有机物被分解成氨，氨进一步转化成硝态氮，然后在厌氧条件下进行反硝化，硝态氮还原成氮气溢出。当气水比较低时，水中溶解氧较少硝化作用较差，使含氮有机物不能完全被细菌分解成氨，从而去除率相对较低。而气水比较大时，硝化作用较强但是反硝化作用较弱，所以硝化作用的氨不能完全转化为氮气而溢出，因此去除率也相对较低。只有气水比在4∶1左右时硝化反硝化作用都较强，所以去除率较高可达到90.75％。在气水比达到较好的比值下，去除率还在波动的原因是由于反冲洗的原因造成的，影响了生物膜的工作。

2.3气水比对出水浊度的影响

图4是出水浊度随气水比变化的关系曲线。

试验中装置对浊度的去除主要有三个方面：一是靠生物膜的吸附作用和生物膜的降解作用，这是浊度值去除的主要因素；二是活性碳填料的吸附作用，活性碳本身就是很好的吸附剂，可以吸附水中的污染物；三是填料缝隙间的截留作用。通过它们的综合作用使浊度得到降低。从图4中可以看出，进气量小气水比小时，水中污染物没有得到完全去除，出水浊度值较大，但是当进气量大时，气体较大，对生物膜有较大的冲击作用，使填料间截留的污染物及脱落的生物膜一起随出水出来，所以浊度值也较大。只有在气水比4∶1左右时，浊度值比较低，可达到1.11 NTU，去除效果较好。

气水比比值

图4浊度测量值与气水比的变化

3结论

（1）通过试验可以得出曝气生物滤池对校园生活污水具有很好的处理效果，为曝气生物滤池在校园生活污水处理的工程运行中提供气水比依据。

（2）在试验条件下，当气水比在1∶1～12∶1时，COD〤r出水浓度最低为13.44 mg/L，去除率最高达到94.51％；氨氮出水浓度为1.96 mg/L，去除率为 90.75％，浊度最低值为1.06 NTU。

（3）综合COD〤r、氨氮、浊度的去除率，认为曝气生物滤池处理校园生活污水的最佳气水比是4∶1。试验出水已达到中水处理标准，可以回用于校园的绿化及冲厕用水。

参考文献：

［1］TOM STEPHENSON,ALLAN MAN,JOHN UPTON.The Small Footprin t Wastewater Treatment Process［J］.Chemistry & Industry, 1993,19:533.

［2］DAVID STENSEL H. Industrial Wastewater Treatment with a NewBiological Fixed-Film System［J］. Environmental Progress 1983,2(2):110114.

［3］PAYRAUDEAU M, GILLES P. Nitrite Removal with Biological AeratedFilters［J］.J. Wat. Pollut. Control Fed.1990,62(2):69.

［4］李炜,杨云龙,高富丽.曝气生物滤池在生活污水处理中的应用［J］.科技情报开发与经济,2007,17(9):126127.

［5］朱正齐,姜佩华,陈季华.曝气生物滤池（BAF）研究进展［J］.净水技术,200 5,24 (1):5762.

［6］国家环境保护总局,水和废水监测分析方法编委会等.水和废水监测分析方法［M］.中国环境科学出版社,北京:98354.

［7］王文兵,陆少鸣,易慧，等.曝气生物滤池预处理微污染源水的中试研究［J］.水处理技术,2007,33 (3):4951.

［8］兰善红,陈锡强,梁谋会，等,新型填料曝气生物滤池处理生活污水的研究［J ］.中国给水排水,2007,23 (9):7780.

［9］马晓辉, 赵玉华, 李谨. 曝气生物滤池对微污染水处理效果的试验研究［J ］.辽宁化工, 2006,35(12):714717.

篇4：微生物与膜过滤复合技术在处理油田污水的研究及现场试验

1 微生物技术

通过在微生物反应池中添加针对车城油田产出污水特性 (表1) 研发的专性菌, 降解原油中的烃类、芳香烃和脂类有机物, 同时强化对烃类、蜡类以及酚、萘、胺、苯、煤油等的生物降解[1]。在适宜的生长环境条件下, 水中的溶解性有机物透过细菌的细胞壁被细菌作为营养物质吸收, 转化为自身细胞, 固体和胶体等不溶性有机物先附着在细菌体外, 被细菌分泌的一种特殊的酶分解成可溶性物质, 再渗入细胞体内, 通过细菌的生命过程——氧化、还原、合成等将复杂有机物降解成简单无机物, 达到净水的目的。

1.1 微生物反应池

车城油田微生物反应池为活性污泥处理法, 共6座单池, 分两组并列, 3池串联运行, 总容积1320 m3。反应池的容积是以水力停留时间 (HRT) 不低于8 h为依据进行建设。研究[2]表明:水力停留时间较长时, 反应池内营养水平下降, 微生物为了维持自身生长, 就会以溶解性微生物产物 (SMP) 为营养来源, 不仅提高了微生物处理效果, 而且还降低了SMP对后期过滤膜的污染程度。

1.2 风机与布气系统

微生物反应菌是喜氧菌, 需持续向反应池内曝气, 以维持微生物新陈代谢的正常进行。风机风量的大小与台数的选择是以每立方米污水中的微生物耗气量18~22 m3为计算依据。池底均匀安装布气头, 每只布气头控制面积0.5~1.0 m2, 其安装数量取决于气水比与布气头最佳出气能力。

1.3 冷却塔

为了维持反应池内微生物的最佳活性 (图1) , 需通过冷却塔将进水温度 (42℃) 降至25~35℃。

2 膜过滤技术

超滤膜通常为不对称的多孔膜, 表面孔径多为20~50 nm, 截留分子质量范围较宽[3]。车城油田膜处理装置设置4组, 每组由5只膜原件串联运行。膜处理装置采用错流过滤, 每组配备1台循环水泵, 其作用是为膜处理装置提供运行所需的高流速以便形成紊流, 确保良好的膜通量和较低的膜污染并补充膜处理装置过滤造成的压力损失。

膜清洗是清除膜污染、恢复膜通量、确保膜正常运行的常规方法, 主要包括水洗和化学清洗。水洗只能有限地恢复膜通量, 长期运行条件下, 膜表面及膜孔内难以去除的污染物累积到一定程度必须进行化学清洗, 主要包括酸洗、碱洗和表面活性剂清洗等[4]。

3 微生物+膜过滤组合技术

3.1 工艺流程

将微生物与膜过滤有机结合起来形成微生物+膜过滤组合技术, 其工艺流程见图2。一方面油区来水经沉降后进入微生物反应池, 通过微生物对污水中的有机物进行降解, 减少对膜的污染;另一方面膜可以将悬浮物、SRB、TGB、FB等进行截留, 达到水质指标要求, 同时能够将反应池内的微生物进行截留, 并通过循环泵回流至反应池, 提高微生物的利用率。

3.2 技术特点

1) 污水处理的整个过程中, 不需要添加絮凝剂、混凝剂、杀菌剂等其他辅助化学助剂, 避免了因添加化学助剂引起的二次污染堵塞地层, 降低地层吸水能力[5]。

2) 微生物改变了污泥特性, 可以去除钙、镁等离子对膜的污染, 同时采用的超滤膜孔径小, 能够大量截留悬浮物及细菌, 膜出水中悬浮物含量、细菌含量几乎为零。

3) 微生物+膜过滤工艺自动化程度高, 减轻了劳动强度。

4) 微生物产生的污泥量小, 并且没有二次污染。

4 应用效果

车城油田微生物+膜过滤组合工艺自2014年6月投产后, 系统运行平稳, 出水水质稳定 (表2) , 达到了特低渗透油田注水水质指标要求, 实现了污水有效回注。

水质达到1级标准后, 日产1500 m3污水全部有效回注, 年可节约清水资源54.75×104m3, 节约电量350×104k Wh。

5 结论与建议

1) 微生物+膜过滤组合污水处理技术达到了车城油田注入水质指标要求, 实现了污水有效回注。

2) 该工艺不需添加化学助剂, 运行成本低, 自动化程度高, 产生污泥量少且不存在二次污染。

3) 微生物反应菌为喜氧菌, 生产现场停电2 h以上必须启动临时供电确保风机正常运转, 以保障微生物所需溶氧量。