专利名称：一种聚合物驱油田采出水水解酸化处理方法及其系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种聚合物驱油田采出水处理方法和处理系统，尤其是一种改善聚合物驱油田采出水可生化性的水解酸化处理方法及水解酸化处理系统，属于工业废水处理技术领域。
背景技术：
原油是重要的能源和化工原料，也是国家发展的重要经济命脉，但随着油田的开采，采出液含水率逐渐升高，油气采收率下降。为提高采收率，我国各油田相继开展并推广了聚合物驱油技术，聚合物驱油技术的推广应用为油田的稳产增产提供了保障，但在其应用过程中也产生了大量聚合物驱油田采出水，与普通油田采出水相比，不仅同样具有水量大、水质水量波动大的特点，而且聚合物驱油田采出水中含有相当浓度的残余聚合物，污水粘度高，乳化程度高，悬浮杂质、污油含量也更高，处理难度大，污水可生化性差。大量聚驱采出水的处理方法与出路成为油田急需解决的问题。水解酸化、好氧处理联用的工艺近年来在处理难生化降解有机废水及高浓度有机废水方面获得较为广泛的应用。水解酸化段将废水厌氧处理过程控制在进行较快的水解阶段和酸化阶段，虽然去除废水C0D&的效果不佳，但可将难生物降解大分子物质及固体物质转化为易生物降解的低分子物质；在废水可生化性得到明显改善的基础上，再利用0 &去除效率更高的好氧工艺进一步处理，往往可以达到较好的处理效果。该工艺的核心优势在于其可以改善废水的可生化性，因此该工艺处理难生化降解废水时，水解酸化段的运行效果是决定最终处理效果的关键因素。废水微生物处理技术具有处理成本低，操作简单等优势，在处理水量大、水质水量波动大的油田采出水方面有 成为主流处理技术的趋势。但由于聚合物驱油田采出水可生化性差的特点，在采用生化处理技术时，需要从培育筛选优势高效菌种、提高微生物活性、改进生物处理工艺等多种技术手段方面着手，形成适用于聚合物驱油田采出水处理的经济有效的处理工艺。
发明内容
为克服现有技术不足，本发明的目的是提供一种用于油田三采含聚污水的生化预处理方法，通过培育筛选有聚丙烯酰胺降解能力的硫酸盐还原菌、采用低强度超声波强化污泥活性的方法使聚合物驱油田采出水水解酸化阶段的处理能力大大提高，提高了该阶段出水的可生化性，使下一步的好氧处理更加容易。本发明的技术方案是:
本发明提供一种聚合物驱油田采出水的水解酸化处理方法，采用附着在悬浮填料上包括有硫酸盐还原菌的水解酸化污泥进行采出水处理。
所述采出水处理过程中，对具有硫酸盐还原菌的水解酸化污泥进行超声波辐射。所述水解酸化污泥制备方法为:
将种泥、硫酸盐还原菌母液和悬浮填料投入反应池中，用聚合物驱油田采出水进行培养和驯化至悬浮填料表面形成污泥层；
所述硫酸盐还原菌母液的制备方法为:
取与采油聚合物长期接触并有硫酸盐还原菌生长的介质稀释后接种于硫酸盐还原菌培养基上进行多次富集培养后获得硫酸盐还原菌母液。采用聚合物驱油田采出水对介质进行稀释。所述硫酸盐还原菌培养基中加有聚丙烯酰胺。富集培养过程中在硫酸盐还原菌培养基中加入适量的HPAM，能确保富集所得优势菌能够适应含HPAM的污水环境。所述种泥为兼氧活性污泥。所述种泥采自油田污水生化处理系统缺氧段。所述超声波的频率为20 40kHz，功率输入为20 40W/L。一种使用上述水解酸化污泥的水解酸化处理系统，包括一水解酸化反应池，一与水解酸化反应池通过气提管路和回流管路连通的超声波处理池；水解酸化反应池中装有能附着水解酸化污泥的悬浮填料；超声波处理池中设置有超声波发生器；气提管路上设有气体泵将悬浮填料转移至超声波处理池；回流管路将经超声处理的悬浮填料回流到水解酸化反应池中。所述回流管路的出水位置位于水解酸化反应池的进水端。可充分利用悬浮填料表面的微生物的活性。所述气提泵每天转移悬浮填料的量为水解酸化反应池中总悬浮填料的15-30%。所述悬浮填料占水解酸化反应池池体体积的20%_40%。所述悬浮填料为多孔球形悬浮填料。水解酸化技术可改善废水可生化性，在采用生物法处理聚合物驱油田采出水时通常是必要的一个技术环节。本发明在水解酸化工艺中引入对HPAM有较好降解能力的硫酸盐还原菌，提高其对聚合物驱油田采出水的适应性，并通过低强度超声波技术强化微生物活性，提升处理效率，从而为聚合物驱油田采出水的处理提供一种经济可行的方法。本发明所述硫酸盐还原菌为从受采油聚合物污染的土壤、污水、罐底污泥或其它与采油聚合物长期接触的介质中取样，进行富集、培养、驯化后所得。本发明所述水解酸化处理工艺包括一个水解酸化反应池，一个设有低强度超声波发生器的处理池及用于转移和回流悬浮填料的气提泵与回流系统。实际应用中首先取可能有硫酸盐还原菌生长的长期与采油聚合物接触污水或土壤等介质，采用硫酸盐还原菌培养基进行 富集培养，得到以硫酸盐还原菌为优势菌群的富集母液，在此基础上反复进行多次富集培养，富集培养过程中应在硫酸盐还原菌培养基中加入适量的HPAM，确保富集所得优势菌能够适应含HPAM的污水环境。此后取待处理水质相近的现有污水微生物处理设施内的池底活性污泥作为种泥，将种泥、硫酸盐还原菌母液、清水、必要的营养物质、悬浮填料投入水解酸化反应池，然后采用逐渐加入少量待处理聚合物驱油田采出污水的方法进行培养和驯化，至悬浮填料表面开始形成微生物薄膜时可逐渐加大聚合物驱油田采出污水的加入量直至正常运行。正常运行期间每天数次提取水解酸化池中的悬浮填料至设有低强度超声波发生器的反应器内进行超声波辐照处理，增强悬浮填料表面微生物的活性。每天进行辐照处理的污泥量最好不低于总污泥量的20%。处理后悬浮填料回流至水解酸化器进水端，优先与进入的污水接触。难生化降解废水经此水解酸化工艺处理后通常可明显改善废水的可生化性。本发明的有益效果是:在水解酸化反应池中引入对HPAM降解效果较好的硫酸盐还原菌，硫酸盐还原菌与水解酸化菌共同作用，对去除聚合物驱油田采出水中HPAM的能力及改善聚合物驱油田采出水可生化性的能力都有明显提升；水解酸化反应器内投入悬浮填料，增加水解酸化反应器内的有效污泥浓度，可明显提高水解酸化单元的处理效率，提高其抗冲击性能、耐毒物性能等；同时引入超声波强化污泥活性的技术，采用频率为20 40kHz、功率输入为20 40W/L的超声波对提取的污泥进行辐照处理，增加酶活性，提高微生物细胞壁传质能力，从而提升了微生物对有机物的分解能力。几项技术协同作用，共同提高水解酸化工艺对聚合物驱油田采出水的处理能力和适应能力。本发明工艺简单，易于实现，采用外置式结构对污泥进行提取和超声波辐照处理，污泥辐照时间、强度等易于调节。
图1是本发明的聚合物驱油田采出水水解酸化处理系统的结构示意图。
具体实施方式
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实施例:
某油田三次采油采出水，水体0 &为500 mg/L左右，BOD5S 65mg/L左右，油含量为40mg/L左右，BOD5与0 &之比约为0.13，可生化性较差，污水中含有残留部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)约100 mg/L左右，HPAM为用于提高采收率的人工合成高分子物质，属难生化降解物质。本发明的系统参见图1，包括水解酸化反应池和超声波处理池，水解酸化反应池与超声波处理池通过气提管路和回流管路连通；水解酸化反应池中装有能附着水解酸化污泥的悬浮填料；超声波处理池中设置有超声波发生器；气提管路上设有气体泵，气提泵上的控制阀门将悬浮填料转移至超声波处理池；回流管路将经超声处理的悬浮填料回流到水解酸化反应池中。回流管路的出口设置在水解酸化反应池的进水端。水解酸化反应器内装有多孔球形悬浮填料，为便于其随水流在水解酸化池与设有低强度超声波发生器的处理池之间转移和输送，其径向尺寸通常不大于50mm，工程中也可使用其它大小相近的悬浮填料。填料投加量为池体体积的20%至40%，活性污泥附着于悬浮填料表面，可显著增加水解酸化反应器内的污泥浓度，附着型污泥浓度一般可达15 30g/L，较普通活性污泥法中污泥浓度可提高近10倍，因此池内微生物量大大增加，处理效率、可承受的有机负荷及抗冲击耐毒物性能都明显增加。所述设有低强度超声波发生器的处理池内设有搅拌装置，并与气提泵及回流系统相连。为了防止悬浮填料表面的微生物大量脱落，搅拌装置的转速不宜过高，通常需要控制在100转/分钟以下。悬浮填料由气提泵转移至超声波发生器后，采用频率为20 40kHz，功率输入为10 40W/L的超声波处理5 20min后回流至水解酸化反应器进水端，与池内填料混合，并优先接触水解酸化反应器进水，可充分利用其表面微生物的活性。本发明的聚合物驱油田采出水水解酸化处理方法如下；采用附着在悬浮填料上具有硫酸盐还原菌的水解酸化污泥进行采出水处理。首先取该油田注聚站聚合物母液罐底污泥、聚合物驱注水管线清理出的粘泥，用油田采出污水稀释成悬浊液。按下述方法配制硫酸盐还原菌培养液，在IOOOmL蒸馏水中配入 K2HPO4,0.5g ；NH4Cl, 1.0g ；CaCl2.2Η20，0.Ig ；MgS04.7Η20，2.0g ;酵母膏，1.0g ；70% 的乳酸钠溶液，4ml ；Na2S04,0.5g ;Fe (NH4) 2 (SO4) 2，1.2g ;抗坏血酸，0.5g ;该油田采油用 HPAM，LOgo培养液灭菌处理后，引入先前配制的悬浊液，在厌氧环境中进行多次富集培养，得到以硫酸盐还原菌为优势菌群的富集母液。自该油田炼厂污水生化处理系统缺氧段取兼氧活性污泥，与悬浮填料一起投入水解酸化反应池，并用待处理含HPAM采油废水进行驯化培养。污泥经过约10天左右的培养与训化后，悬浮填料表面开始形成明显的污泥层，之后在培养驯化过程中每天加入2L硫酸盐还原菌富集母液，再经过15天左右的培养、驯化，悬浮填料表面污泥层明显增厚，达到实验要求。进行污水处理实验，取进水流量为8 16 L/h，停留时间为5 10 h，每间隔4 6 h提取附有活性污泥的悬浮填料至安装了低强度超声波发生器的超声波处理池进行辐照，辐照时间为5 20 min，使每天接受辐照的污泥总量为水解酸化反应池中总污泥的15_30%，系统出水CODcr介于250 300 mg/L之间，BOD5介于85 130 mg/L之间，BOD5与CODcr之比大幅提高，一般在0.35左右，同时难降解的HPAM浓度也大幅下降，一般为50 65 mg/L，后续一级接触氧化工艺进行处理，停留时间为5 10 h，出水C0D&通常不高于80 mg/L,HPAM通常不高于 40 mg/L ο
权利要求
1.一种聚合物驱油田采出水的水解酸化处理方法，采用附着在悬浮填料上包括有硫酸盐还原菌的水解酸化污泥对采出水进行处理。
2.根据权利要求1所述的水解酸化处理方法，其特征在于，在采出水的处理过程中，对包括有硫酸盐还原菌的水解酸化污泥进行超声波辐射。
3.根据权利要求1所述的水解酸化处理方法，其特征在于，所述水解酸化污泥的制备方法为: 将种泥、硫酸盐还原菌母液和悬浮填料投入反应池中，用聚合物驱油田采出水进行培养和驯化至悬浮填料表面形成污泥层。
4.根据权利要求3所述的水解酸化处理方法，其特征在于，取与采油聚合物长期接触并有硫酸盐还原菌生长的介质稀释后接种于硫酸盐还原菌培养基上进行多次富集培养后获得硫酸盐还原菌母液。
5.根据权利要求4所述的水解酸化处理方法，其特征在于，所述硫酸盐还原菌培养基中加有聚丙烯酰胺。
6.根据权利要求3所述的水解酸化处理方法，其特征在于，所述种泥为兼氧活性污泥。
7.根据权利要求3或6任一项所述的水解酸化处理方法，其特征在于，所述种泥采自油田污水生化处理系统缺氧段。
8.根据权利要求2所述的水解酸化处理方法，其特征在于，所述超声波的频率为20 40kHz，功率输入为20 40W/L。
9.一种聚合物驱油田采出水水解酸化处理系统，其特征在于，包括一水解酸化反应池，一与水解酸化反应池通过气提管路和回流管路连通的超声波处理池；水解酸化反应池中装有能附着水解酸化污泥的悬浮填料；超声波处理池中设置有超声波发生器；气提管路上设有气提泵将悬浮填料转移至超声波处理池；回流管路将经超声处理的悬浮填料回流到水解酸化反应池中。
10.根据权利要求9所述的水解酸化处理系统，其特征在于，所述回流管路的出水位置位于水解酸化反应池的进水端。
全文摘要
本发明公开了一种聚合物驱油田采出水水解酸化处理方法及其系统，该处理方法采用附着在悬浮填料上具有硫酸盐还原菌的水解酸化污泥对采出水进行处理。该处理系统包括一水解酸化反应池，一与水解酸化反应池通过气提管路和回流管路连通的超声波处理池；水解酸化反应池中装有能附着水解酸化污泥的悬浮填料；超声波处理池中有超声波发生器；气提管路上有气提泵将悬浮填料转移至超声波处理池；回流管路将经超声处理的悬浮填料回流到水解酸化反应池中。本发明引入了对HPAM降解效果较好的硫酸盐还原菌，对去除采出水中HPAM的能力及改善采出水可生化性的能力都有明显提升；污泥附着在悬浮填料上，增加了有效污泥浓度；超声波辐射则强化了污泥活性。
文档编号C02F103/10GK103086518SQ201110339259
公开日2013年5月8日 申请日期2011年11月1日 优先权日2011年11月1日
发明者曹宗仑, 邢琳, 邢毅, 平春霞, 张英雄, 马友富 申请人:中国石油化工股份有限公司, 中国石油化工股份有限公司北京化工研究院