生化法处理高温高盐度含油污水工业试验

　　1、水质特征

　　绥中36－1原油处理厂污水属于重质稠油油田采出水。其污染物成分复杂，物化前污水中含有烷烃、芳烃、含氮化合物、卤代烃、酚类、醇、醛、酮、酸、脂等10多类有机物。在这十多类有机物中，以含氮化物。烷烃、酚、芳烃、醇五类有机物居多。含盐量、氯根含量高矿化度在13000－20000mg/l， Cl-在6500－ 12000mg/l。采用一般生物处理方法很难达到理想效果，应该从菌种的筛选上进行研究；污水水温高,设计污水水温在70℃左右，现在实际运行中污水经物化后排海水温平均在75℃左右，一般在68－82℃之间波动，会给一些在常温下运行正常的工艺带来影响。由于上游每年会定期进行较长时间的酸化作业，所以污水应分为酸化作业和非酸化作业期间不同的污水，两者不仅在污染物浓度上相差很大，而且污染物成分和污水性质也有差异。物化处理后的污水COD主要以溶解性有机物为主，去除溶解性有机物是绥中36－1原油处理厂污水达标排放的主要目标。

　　2、实验方案

　　 为适应污水组分复杂、含盐量高、水温高的特点，我们选用了中科院成都生物研究所筛选驯化的高温菌种作为实验菌种，以生化法作为实验的主要方法。实验的工艺充程如下：

　　进水à电磁阀à集水池à提升泵à生物反应池à沉淀池à出水

　　集水池：LBH＝4.2×2.0×2.6m，一座；上设喷淋降温管；进水、出管安装温度计，主要功能为调节水量和控制水温。

　　进水泵：流量0－10m3/h，热水管道泵，一台；主要功能为为生化池提供进水。

　　流量计：量程0－10m3，浮子流量计，一台；主要功能为计量进入生化池流量。

　　生化反应池：LBH＝5.0×2.5×2.6m，一座；有效容积27m3。安装20m3半软性填料和组合填料，池底安装20只微孔橡胶曝气器。主要功能为微生物生长在填料上，在微孔曝气器供氧气的条件下，微生物以污水中有机物为食物并进行降解，达到去除污染物浓度的作用。

　　沉淀池：LBH＝3.5×1.5×2.6m，竖流式沉淀池，一座；有效容积8m3。主要功能为对生化池出水进行自然沉淀，使生化池悬浮物与水分离，而使出水清亮。

　　外排泵：流量10－30m3/h，扬程98m，热水不锈钢泵，一台。主要功能为沉淀池出水排海。

　　3、工作程序

　　1、进水来自原污水物化处理系统排海管道，接支管进入集水池；根据集水池出水管温度和生化池需要温度，控制喷淋系统是否开启；根据生化池流量需要，调节进水泵出口阀，并通过流量计确定进入生化池的污水流量；

　　污水进入生化池内，通过生化池填料，填料上的微生物在有氧的情况下处理污水。

　　取1、2、3＃取样口取1、2、3＃取样口污水进行分析化验。

　　污水进行分析化验。

　　在进入中试现场前1周，将功能菌液进行三级扩大培养，即在摇床上完成1000mL的培养，然后在25L的塑料桶在完成25L的二级扩大培养，最后在有效容积500L容器中完成500L菌液的三级扩大培养，培养结束后，将菌液分装在18个25l的塑料桶中运抵绥中36-1中试现场。

　　中试现场生化池体积为27m3，由于中试进水的温度在70℃以上，而温度太高不适宜菌的生长，在挂满填料的生化池中加入少量冷却至25-28℃的污水，加入蛋白胨100公斤，投入500公斤菌种，将温度为75℃的排海污水加入至生化池的一半，曝气扩大培养，此时生化池的温度在37-40℃，水中的溶解氧在0.5-1.5mg/L。当水温下降较多时，第二天又进水5m3，第三天又加入蛋白胨25kg继续曝气培养，第四天将水加满挂膜，此时水温41℃，溶解氧3.8-4.4mg/L。挂膜时间10天，期间随时检查挂膜情况，镜检游离菌的情况及膜上微生物的生长发现膜上菌的生长良好，游离菌减少，膜变得越来越厚。此时挂膜结束，开始运行。

　　 当生化池内培菌、挂膜完成，生物膜基本满足连续进水要求后，6月25日-28日生化池开始连续进水，高温外排水温度70-80℃，通过电磁阀进入调节池，通过离心泵将调节池水（水温降至65℃左右）泵入生化池，生化池出水溢流进入沉淀池，经沉淀后外排。进水流量1.98m3/h，水力停留时间14小时，生化池温度49-50℃。6月29日-7月5日生化池进水流量提高至3.54m3/h，水力停留时间8小时，生化池水温56-58℃，从6月30日起，进水污水含油量、CODcr开始波动，7月3日后CODcr开始从320-420mg/L上升至450-490mg/L，油含量超过20mg/L，并持续升高，生物处理后出水出现波动，CODcr略有增高，表明生化池负荷过大。7月5日将进水流量调至2.8m3/h，水力停留时间10小时，生化池温度52-55℃。7月6日以后，进水进一步恶化，进水CODcr达到490-590mg/L，7月9日生化池进水流量调至2.2m3/h，水力停留时间12小时，生化池温度48-61℃之间波动。进水pH值在7.77-8.52之间，生化出水pH值在7.85-8.70之间，氯化物浓度在7998-8935mg/L之间，仅一次检测到氯化物浓度异常升高到12659mg/L，生化池溶解氧基本控制在4.0-6.0mg/L之间。

　　 7月12日后中试小组认为此时的来水已完全不同于中试准备阶段的污水，决定尝试生化出水后进一步降低CODcr的其它辅助手段。首先进行了混凝沉淀、过滤、延长曝气时间的现场小试，从现场小试的结果来看，效果较理想。在征得绥中36－1工程项目组的同意后，于是7月27日开始中试调整设备的加工，7月31日设备加工完毕，运抵现场，8月3日安装完毕。8月4日开始运行，进水流量1.5m3/h，8月8日-8月10逐步将进水流量升高到2.8-3.4m3/h，以考察系统在较高负荷状态下的运行状况，8月11日以后系统进入稳定运行，进水流量稳定在2.6m3/h水平，生化池温度55℃左右直到中试结束。在第二阶段运行期间，来水温度在64-76℃之间，生化池温度基本控制在53-60℃之间，进水pH值在7.55-8.16之间，生化池pH值在7.15-8.02之间，氯化物浓度在7248-8297mg/L之间。在第二阶段运行期间，经生物处理系统处理后，生化出水CODcr在172-268mg/L之间。

　　4、中试结论

　　通过以上对绥中36-1原油处理厂含油污水经物化处理后采用高温菌种生物法的现场中试工作的结果分析，我们可以对此次中试得出以下基本结论：

　　4.1．绥中36-1原油处理厂含油污水经过物化处理后采用高温菌种生物处理，在上游酸化和无酸化作业时，完成处理后污水达到国家GB18486－2001《污水海洋处置工程污染控制标准》是完全可行的。

　　4.2．研究筛选出的针对绥中36-1原油处理厂污水有机污染组分的耐高温石油降解微生物菌株完全能够适应绥中36-1原油处理厂外排污水酸化作业阶段和无酸化作业阶段的水质，微生物在系统中生长繁殖、降解活性高。

　　4.3．接触氧化工艺适用于绥中36-1原油处理厂的外排高温污水的水质特点，在上游平台酸化作业期间，来水CODcr浓度高，波动剧烈的条件下，经生物处理后CODcr也能达标排放。镜检发现，在温度高达60℃条件下运行，生物膜中微生物的生长没出现异常。

　　4.4．该工艺运行，生物膜能够实现自主更新，不需要更换菌种即可适应由酸化污水－无酸化污水－酸化污水的水质改变。

　　4.5．高温生物处理系统正常运行时，运行温度为55℃左右，可处理来水CODcr约600mg/L、石油类含量30mg/L的冲击负荷。保证出水CODcr小于300mg/L。

　　4.6．高温生物处理系统对绥中36-1原油处理厂外排高温污水中的石油类、挥发酚、硫化物都具有极好的去除效果，经生物处理后，保证了这些污染物的达标排放。