一种油田含油污泥水基除油处理方法及装置与流程

本发明涉及生物除油技术领域，特别是应用于油田含油污泥处理的领域。

背景技术

油田含油污泥是石油勘探开发、集输、储运、炼化以及废水处理过程中产生的固体废弃物，如钻井、作业产生的落地油泥，集输站中沉降罐、储油罐、三相分离器、隔油池等清除出来的污泥，来源广泛。与传统市政污水处理厂污泥相比，含油污泥含有大量老化原油、蜡质、沥青质等石油类物质以及无机矿物质，其中含油率一般在10～50%，含水率一般在40～90%。我国石油化学行业中，平均每年产生80万吨罐底泥、池底泥，胜利油田每年产生含油污泥在10万吨以上，大港油田每年产生含油污泥约15万吨，河南油田每年产生5×10⁴m³含油污泥。含油污泥若不加以处理，不仅污染环境，而且造成资源的浪费。含油污泥的处理一直是困扰油田的一大难题。

目前国内与含油污泥处理相关的报道主要为化学法、固化法、焚烧法、生化法等。

（1）化学法

化学法主要是采用加表面活性剂等药剂，对污泥颗粒表面的原油进行剥离，达到除油的目的，但是学剂脱油存在投资成本高、处理能耗高、药剂费用高的“三高”问题。

（2）固化法

固化技术是在含油污泥中加入一定组分的固化剂，使其发生一些稳定的、不可逆的物理化学反应，固化其中的部分水分和有毒物质，并使其有一定强度，以便堆放、储存和后续处理。但固化后的污泥堆放占用了大面积土地，造成了资金的浪费，且加入有机固化剂可能带来二次污染。

（3）焚烧法

经过预先脱水浓缩预处理后的含油污泥，送至焚烧炉进行焚烧。泥经焚烧后，多种有害物几乎全部除去，减少了对环境的危害，废物减容效果好，处理比较安全，缺点是焚烧产生的so2、co及粉尘会对空气造成严重污染。

（4）生化法

生物处理技术主要有即地耕法、堆肥处理法等。主要是利用微生物将含油污泥中的石油烃类降解为无害的土壤成份。该技术操作方便，作用持久，无二次污染，但处理周期长。

现有技术的不足之处在于：目前的含油污水或污泥的生化降解速度慢，降解效率低，细菌的培养流程复杂。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种油田含油污泥水基除油处理方法及实现该方法的装置，使含油污泥的生化降解速度快，效率高。

为此，本发明提供的一种油田含油污泥水基除油处理方法，包括如下步骤：

1）在污泥调质罐中，配置含油重量含量10%～20%的泥水混合物，搅拌的同时，控制泥水混合物的温度在48～52℃，调质1～2h后，去除表层浮油；

2）剩余泥水混合物持续打入水基生化池中，通过除油复合菌剂经60～84h分解作用，降解混合物中石油类物质，降解期间，保持水基生化池中的生化系统溶解氧含量在3.8～4.2mg/l；所述复合菌剂含有gwn-1菌株、gwn-2菌株，生化系统中的活菌数为10⁹～10¹¹个/ml；

其中，

gwn-1：鞘氨醇杆菌(拉丁文学名为sphingobacteriumsp.)，保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物保藏中心（cgmcc），保藏日期：2017年3月20日，保藏号为：cgmccno.13902；其基因如序列表1所示；

gwn-2：类短短芽孢杆菌(拉丁文学名为brevibacillusparabrevis)，保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物保藏中心（cgmcc），保藏日期：2017年3月20日，保藏号为：cgmccno.13903；其基因如序列表2所示；

3）降解处理后的泥水混合物进入沉降池沉降1～3h，上层清液进污水处理装置，下层沉淀物进离心机，部分液体回流至水基生化池中；

4）沉淀物进入离心机后，经固液分离，分离得到的污水回污泥调质罐再利用。

本发明的进一步改进在于泥水混合物打入水基生化池的体积含量按除油复合菌剂分解时间进行计算，分解期间，水基生化池中充满泥水混合物，泥水混合物均匀持续进入水基生化池，同时，持续向沉降池输送降解处理后的泥水混合物，沉降池内的液体循环回流到水基生化池。该方案可以连续进行降解。

为保持水基生化系统中的菌剂能够高效工作，水基生化池的生化系统建立时，三种菌的干粉菌剂按体积比分别为gwn-1菌株：gwn-2菌株=1：(1.9～2.1)进行混合后接种到营养液中，经增殖培养到活菌数为10⁹～10¹¹个/ml时；再持续输入泥水混合物进行降解运行。

进一步地，步骤1）中的搅拌转速为100～300r/min；离心分离的转速为2800～3000r/min。

本发明还提供了一种油田含油污泥水基除油处理装置，其具有实现上述方法相对应的结构。结构上主要包括污泥调质罐、水基生化池、沉降池和离心机，污泥调质罐内设有搅拌器和加热棒，污泥调质罐上部设有收油口和调质水进口，污泥调质罐经进液泵连接至水基生化池的进口，水基生化池内底部设有曝气管；所述沉降池与水基生化池并列设置且经隔板相隔离，隔板顶部设有溢流通道，污泥沉降池上部设有上清液出口，污泥沉降池经回流泵连接至水基生化池的进口；所述离心机连接在污泥沉降池上，离心机的出水口连接至污泥调质罐的调质水进口。

进一步地，所述污泥调质罐内底部设有曝气头，曝气头及水基生化池内的曝气管与曝气泵出口相连。

为保证待处理的泥水混合物在水基生化池内停留足够长的时间，所述水基生化池内设有若干控制泥水混合物往返折流的折流板。

为提高曝气效果，在曝气管上套装有曝气膜片，曝气膜片上设有平均孔径为80～100微米若干微孔。

本发明通过水基生化池的处理，可将油田含油污泥含油量从20%降低到2%。实现含油污泥减量化、资源化、无害化；其除油率高，运行成本低，管理简单处理后的含油污泥矿物油含量可降低至2%，可满足垫井场等土方要求，或适应于碱蓬、披碱草等植物生长。最终可使油田含油污泥达到资源化利用的目的。

附图说明

图1为本发明结构示意图。

图2为图1中水基生化池的俯视图。

图中，1、调质水进口，2、调质罐、3、曝气头，4、搅拌器，5、加热棒，6、进液泵，7、水基生化池，8、曝气泵，9、沉降池，10、曝气管，11、回流泵，12、离心机，13、出泥口，14、出水口，15、收油口，16上清液出口，17折流板，18隔板。

具体实施方式

实施例1

如图1-2所示，为一种油田含油污泥水基除油处理装置，包括污泥调质罐2、水基生化池7、沉降池9和离心机12，污泥调质罐2内设有搅拌器4和加热棒5，污泥调质罐2上部设有收油口15和调质水进口1，污泥调质罐2经进液泵6连接至水基生化池7的进口，水基生化池7内底部设有曝气管10；沉降池9与水基生化池7并列设置且经隔板18相隔离，隔板18顶部设有溢流通道，污泥沉降池9上部设有上清液出口16，污泥沉降池9经回流泵11连接至水基生化池7的进口；离心机12连接在污泥沉降池9上，离心机12的出水口14连接至污泥调质罐2的调质水进口1。污泥调质罐2内底部设有曝气头3，曝气头3及水基生化池7内的曝气管10与曝气泵8出口相连。水基生化池7内设有若干控制泥水混合物往返折流的折流板17。曝气管10上套装有曝气膜片，曝气膜片上设有平均孔径为80～100微米若干微孔。

使用时，需要在水基生化池7中加入复合菌剂形成生化系统进行处理，该复合菌剂含有gwn-1菌株、gwn-2菌株，生化系统中的活菌数为10⁹～10¹¹个/ml；

其中，

gwn-1：鞘氨醇杆菌(拉丁文学名为sphingobacteriumsp.)，保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物保藏中心（cgmcc），保藏日期：2017年3月20日，保藏号为：cgmccno.13902；gwn-2：类短短芽孢杆菌(拉丁文学名为brevibacillusparabrevis)，保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物保藏中心（cgmcc），保藏日期：2017年3月20日，保藏号为：cgmccno.13903；

实施例2

利用实施例1的装置对油田含油污泥进行降解处理，在处理前，需要在水基生化池7中建立生化系统，可按如下步骤进行处理：

第（1）步，向水基生化池7中注满油田采出水，同时投加豆粉10mg/l，麦麸20mg/l，根据水体cod情况，按cod:n:p=100:5:1比例投加相应无机磷酸盐和无机铵盐。投加质量比例为0.1%的复合除油菌剂，每克活菌数≥10⁹个。复合除油菌剂由2株除油菌组成，来源于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物保藏中心（cgmcc），保藏号分别为：cgmccno.13903、cgmccno.13902。复合干粉菌剂中2株菌株的比例为gwn-2:gwn-1=2:1。开启曝气泵88，水基生化池7闷曝3天，保持池中溶解氧在1～3mg/l之间。保持温度在25～32℃之间。

第（2）步，第4天停止曝气，静止沉淀1h，排出上层1/5污水后加入同等量新鲜油田采出水，按第（1）步方法，以加入新鲜水量计算投加豆粉、无机磷酸盐、无机铵盐。闷曝3天，保持池中溶解氧在1～3mg/l之间。保持温度在25～32℃之间。

第（3）步，第7天停止曝气，静止沉淀1h，排出上层1/5污水后加入同等量新鲜油田采出水，按第（1）步方法，以加入新鲜水量计算投加豆粉、无机磷酸盐、无机铵盐。闷曝3天，保持池中溶解氧在1～3mg/l之间。保持温度在25～32℃之间。

第（4）步，第10天停止曝气，静止沉淀1h，排出上层1/4污水后加入同等量新鲜油田采出水，按第（1）步方法，以加入新鲜水量计算投加豆粉、无机磷酸盐、无机铵盐。闷曝3天，保持池中溶解氧在1～3mg/l之间。保持温度在25～32℃之间。

第（5）步，第13天停止曝气，静止沉淀1h，排出上层1/3污水后加入同等量新鲜油田采出水，按第（1）步方法，以加入新鲜水量计算投加豆粉、无机磷酸盐、无机铵盐。闷曝3天，保持池中溶解氧在1～3mg/l之间。保持温度在25～32℃之间。

第（6）步，第16天生化池中活性污泥含量可达1g/l,此时可向系统连续进水。进水量为设计进水量的1/3。按第（1）步比例，以进水量为标准补充豆粉、无机磷酸盐、无机铵盐。回流量控制在5%～10%。保持池中溶解氧在1～3mg/l之间。保持温度在25～32℃之间。

第（7）步，第19天进水量为设计进水量的2/3。按第（1）步比例，以进水量为标准补充豆粉、无机磷酸盐、无机铵盐。回流量控制在5%～10%。保持池中溶解氧在1～3mg/l之间。保持温度在25～32℃之间。

第（8）步，第21天以设计水量进水。按第（1）步比例，以进水量为标准补充豆粉、无机磷酸盐、无机铵盐。回流量控制在5%～10%。保持池中溶解氧在1～3mg/l之间。保持温度在25～32℃之间。

第（9）步，第24天系统活性污泥基本可达2～3g/l，系统建立成功。回流量控制在25%～35%。保持池中溶解氧在4mg/l左右。保持温度在25～32℃之间。

可按干粉重量比gwn-1菌株：gwn-2菌株进行混合后接种到营养液中，经增殖培养到活菌数为10⁹～10¹¹个/ml时；完成生化系统的建立。

实施例3

利用实施例1的装置和实施例2建立的生化系统对油田含油污泥的处理，其包括如下步骤：

1）在污泥调质罐2中，配置含油重量含量20%的泥水混合物，搅拌的同时，控制泥水混合物的温度在50℃，调质2h后，去除表层浮油；搅拌转速为100r/min；

2）剩余泥水混合物持续打入水基生化池7中，通过除油复合菌剂建立的生化系统经60h分解作用，降解混合物中石油类物质，降解期间，保持水基生化池7中的生化系统溶解氧含量在3.8～4.2mg/l；复合菌剂含有gwn-1菌株、gwn-2菌株，生化系统中的活菌数为10⁹～10¹¹个/ml；

3）降解处理后的泥水混合物进入沉降池9沉降3h，上层清液进污水处理装置，下层沉淀物进离心机12，部分液体回流至水基生化池7中；

4）沉淀物进入离心机12后，经固液分离，分离得到的污水回污泥调质罐2再利用。离心分离的转速为2800r/min。

上述过程中，泥水混合物打入水基生化池7的体积含量按除油复合菌剂分解时间进行计算，分解期间，水基生化池7中充满泥水混合物，泥水混合物均匀持续进入水基生化池7，同时，持续向沉降池9输送降解处理后的泥水混合物，沉降池9内的液体循环回流到水基生化池7。

实施例4

利用实施例1的装置和实施例2建立的生化系统对油田含油污泥的处理，其包括如下步骤：

1）在污泥调质罐2中，配置含油重量含量10%的泥水混合物，搅拌的同时，控制泥水混合物的温度在48℃，调质1.5h后，去除表层浮油；搅拌转速为200r/min；

2）剩余泥水混合物持续打入水基生化池7中，通过除油复合菌剂建立的生化系统经84h分解作用，降解混合物中石油类物质，降解期间，保持水基生化池7中的生化系统溶解氧含量在4.0mg/l；复合菌剂含有gwn-1菌株、gwn-2菌株，生化系统中的活菌数为10⁹～10¹¹个/ml；

3）降解处理后的泥水混合物进入沉降池9沉降1～3h，上层清液进污水处理装置，下层沉淀物进离心机12，部分液体回流至水基生化池7中；

4）沉淀物进入离心机12后，经固液分离，分离得到的污水回污泥调质罐2再利用。离心分离的转速为2800r/min。

上述过程中，泥水混合物打入水基生化池7的体积含量按除油复合菌剂分解时间进行计算，分解期间，水基生化池7中充满泥水混合物，泥水混合物均匀持续进入水基生化池7，同时，持续向沉降池9输送降解处理后的泥水混合物，沉降池9内的液体循环回流到水基生化池7。

实施例5

利用实施例1的装置和实施例2建立的生化系统对油田含油污泥的处理，其包括如下步骤：

1）在污泥调质罐2中，配置含油污泥体积含量15%的泥水混合物，搅拌的同时，控制泥水混合物的温度在48～52℃，调质1.5h后，去除表层浮油；搅拌转速为150r/min；

2）剩余泥水混合物持续打入水基生化池7中，通过除油复合菌剂建立的生化系统经60～84h分解作用，降解混合物中石油类物质，降解期间，保持水基生化池7中的生化系统溶解氧含量在3.8mg/l；复合菌剂含有gwn-1菌株、gwn-2菌株，生化系统中的活菌数为10⁹～10¹¹个/ml；

3）降解处理后的泥水混合物进入沉降池9沉降1h，上层清液进污水处理装置，下层沉淀物进离心机12，部分液体回流至水基生化池7中；

4）沉淀物进入离心机12后，经固液分离，分离得到的污水回污泥调质罐2再利用。离心分离的转速为3000r/min。

上述过程中，泥水混合物打入水基生化池7的体积含量按除油复合菌剂分解时间进行计算，分解期间，水基生化池7中充满泥水混合物，泥水混合物均匀持续进入水基生化池7，同时，持续向沉降池9输送降解处理后的泥水混合物，沉降池9内的液体循环回流到水基生化池7。

实施例6

利用实施例1的装置和实施例2建立的生化系统对油田含油污泥的处理，其包括如下步骤：

1）含油污泥的调质

由调质水进口1向污泥调质罐2内加满油田采出水（含油低于10mg/l），同时向污泥调质罐2内加入含油污泥。含油污泥与油田采出水的比例为1:10。开启搅拌器4，转速为300r/min。开启加热棒5使罐中温度维持在50℃左右。开启曝气泵8，维持气水比为20:1。同时为保证污水调质罐2内有较好的浮油去除效果，可按污泥性状适当投加表面活性剂，以提高污油浮选效果。浮选出污油由收油口15收走进原油集输系统。

2）含油污泥水基生化处理

调质好的污泥与油田采出水混合液经进液泵6进入水基生化池7，进液量按生化系统停留72h计算。泥水混合液在水基生化池7中迂回折流式流动，保证污泥在池中足够的停留时间。水基生化池7底部有曝气管10与曝气泵8相连。曝气管10上的曝气膜片平均孔径为80～100微米，保证了气体与水体充分接触，提高了氧气在气水两相间的置换效率，相同溶解氧条件下可减小曝气量。

在水基生化池7中，活性污泥与含油污泥充分混合，微生物一方面将从含油污泥中脱落游离、乳化在水中的油类物质分解，另一方面微生物附着在含油污泥颗粒上，将其中的油类物质分解。

水基生化系统运行过程中，以进液量为标准，按cod:n:p=100:5:1比例投加相应无机磷酸盐和无机铵盐。保持回流量控制在25%～35%。保持池中溶解氧在4mg/l左右。保持温度在25～32℃之间。同时气水比在20:1，保证污泥在水中的充分悬浮。

经生化系统处理的泥水混合物进入沉降池9。泥水混合物沉降2h后，下部浓缩泥水混合物部分经回流泵11回流至水基生化池7，保证生化池中足够的活性污泥量，一般情况下生化池活性污泥量保持在20%～30%。另一部分浓缩泥水混合物进入离心机12进行泥水离心分离.

浓缩泥水混合物进入离心机12后，在转速2900r/min作用下泥水分离，分离后的污泥经出泥口13至污泥堆放场，等待作为井场土方或其他资源化利用。分离后的污水经出水口14进入污水处理系统处理。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

序列表

<110>中国石油化工股份有限公司

中国石油化工股份有限公司江苏油田分公司

<120>一种油田含油污泥水基除油处理方法及装置

<160>2

<170>siposequencelisting1.0

<210>2

<211>1387

<212>dna

<213>鞘氨醇杆菌(sphingobacteriumsp.)

<400>2

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