隨著油田開(kāi)發(fā)的不斷深入，油田含水量上升，油田采出水和井下作業(yè)廢液處理量日益增加。在油田生產(chǎn)中，大部分油田采出污水經(jīng)處理后回注油層。油田公司污水處理系統(tǒng)，對(duì)采出水的一般處理方式是：隔油粗粒化、絮凝沉降、殺菌分離除油污、過(guò)濾及除垢緩蝕等，主要是去除油、懸浮物及微生物。各污水處理場(chǎng)自動(dòng)化程度高，污水、廢液通過(guò)綜合處理，重新回注井下，投資和運(yùn)行費(fèi)用高、管理復(fù)雜。
1、現(xiàn)狀
如何降低采油、井下、原油脫水等產(chǎn)生的廢水處理費(fèi)用，保證處理后的污水符合GB8978—1996《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，成為該沙漠油田亟待解決的問(wèn)題。土地處理技術(shù)是利用土地的自然凈化能力，使污水中的有機(jī)物和無(wú)機(jī)物質(zhì)氧化去除，污水得以回用，是費(fèi)用低、能耗低、效率高的污水凈化技術(shù)。某沙漠油田開(kāi)發(fā)區(qū)域多位于戈壁荒灘，晝夜溫差大，年降水量約12mm，年蒸發(fā)量高達(dá)3000mm，夏季日照長(zhǎng)，有利于處理系統(tǒng)干濕周期的交替進(jìn)行，且土壤顆粒較大，土壤持水量少，滲透能力強(qiáng)，透氣性好，能承擔(dān)較大的水力負(fù)荷。2000年生態(tài)田污水處理系統(tǒng)建成，污水處理效果明顯，然而隨著油田開(kāi)發(fā)的不斷深入、油田采出液成分的日漸復(fù)雜和部分設(shè)備的老化，生態(tài)田處理系統(tǒng)處理后出水中懸浮物、氟化物、氯化物、COD、石油類和礦化度等超標(biāo)，無(wú)法達(dá)到GB5084—2005《農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》植物灌溉標(biāo)準(zhǔn)要求。
2、生化處理系統(tǒng)
為解決生態(tài)田污水處理系統(tǒng)出水不達(dá)標(biāo)的問(wèn)題，2008年在生態(tài)田污水處理系統(tǒng)的基礎(chǔ)上新建了一套生化處理系統(tǒng)，目前兩套系統(tǒng)串聯(lián)運(yùn)行，統(tǒng)稱為生態(tài)田工程。生化處理系統(tǒng)采用生化處理+沉淀工藝。
2.1 生化處理技術(shù)
2.1.1 主工藝流程主工藝流程見(jiàn)圖1。
含油污水首先進(jìn)入氧化塘(已建)和預(yù)處理池，懸浮物經(jīng)過(guò)多級(jí)氧化塘處理，去除污水中大部分油和懸浮物，經(jīng)調(diào)節(jié)池預(yù)曝氣，調(diào)節(jié)污水水質(zhì)(溫度、含氧量等)，出水由提升泵打入微生物反應(yīng)池，進(jìn)行二級(jí)微生物處理。反應(yīng)池內(nèi)投加專性聯(lián)合菌群，同時(shí)投加與之匹配的專性營(yíng)養(yǎng)劑和抗表面活性劑，以保持菌群對(duì)水中有機(jī)物及油進(jìn)行生物降解的活性和優(yōu)勢(shì)，提高污水生化性能及去除率，經(jīng)生物處理后的污水自流至沉淀池，生化降解后的無(wú)機(jī)物以及部分生物污泥、菌尸體等在沉淀池處理;上清液自流排放入氧化塘處理，處理后的出水直接用于生態(tài)田灌溉。
2.1.2 加藥工藝流程
加藥裝置→營(yíng)養(yǎng)劑→微生物反應(yīng)池→加藥裝置→生物聚凝劑和助凝劑→沉淀池
2.1.3 基本原理及工藝特點(diǎn)
根據(jù)污水來(lái)水水質(zhì)，選配相適應(yīng)的微生物菌群，配合曝氣和投加營(yíng)養(yǎng)劑，確定合適的生長(zhǎng)環(huán)境、污水停留時(shí)間，利用微生物對(duì)污水中BOD、COD降解消除作用，達(dá)到污水處理的目的。
在微生物反應(yīng)池中投加選配的高效聯(lián)合菌群，并賦予聯(lián)合菌群合適的生長(zhǎng)環(huán)境、合適的停留時(shí)間，水中的溶解性有機(jī)物首先通過(guò)細(xì)菌的細(xì)胞壁被細(xì)菌作為營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)吸收，固體和膠體等有機(jī)物先附著在細(xì)菌體外，被細(xì)菌分泌的一種酶分解為可溶性物質(zhì)，再進(jìn)入細(xì)胞體內(nèi)，從而細(xì)菌通過(guò)自身的生命過(guò)程完成氧化、還原和合成等過(guò)程，把復(fù)雜的有機(jī)物分解成簡(jiǎn)單的無(wú)機(jī)物(如二氧化碳和水)。通過(guò)細(xì)菌的整個(gè)生命過(guò)程完成對(duì)水中有機(jī)物及油類的降解。專性菌有著很高的繁殖率，它們通過(guò)水合、活化、繁殖、分解，并通過(guò)競(jìng)爭(zhēng)使其在生物群中很快穩(wěn)定下來(lái)，形成優(yōu)勢(shì)菌群;同時(shí)在不斷競(jìng)爭(zhēng)中提高生物群抗毒性沖擊能力，對(duì)油和懸浮物及COD有很好的降解效果。
微生物反應(yīng)示意見(jiàn)圖2。
2.1.4 處理設(shè)施
生化處理系統(tǒng)包括預(yù)處理池、微生物反應(yīng)池、污水提升泵、曝氣系統(tǒng)、投菌裝置、加藥裝置、循環(huán)泵。其中主要處理設(shè)施用途如下：
預(yù)處理池貯存污水，污水停留時(shí)間8h，起到調(diào)節(jié)、均衡水質(zhì)水量的作用，減少后續(xù)處理系統(tǒng)的沖擊負(fù)荷，利用重力沉降去除來(lái)水中部分含油。同時(shí)為維護(hù)和檢修預(yù)留一段時(shí)間的貯存量。池內(nèi)設(shè)預(yù)曝氣系統(tǒng)一套，既防止污泥沉淀，又增加了污水的可生化性。
微生物反應(yīng)池兩座，串聯(lián)運(yùn)行，微生物在反應(yīng)池內(nèi)對(duì)COD、油及懸浮物進(jìn)行生物降解。池內(nèi)設(shè)有生物填料，填料內(nèi)填充有利于微生物掛膜和生長(zhǎng)的特殊材料。池底部設(shè)有曝氣系統(tǒng)，氣源為空氣。
投菌裝置1套，用于投加微生物，投加量主要在調(diào)試、運(yùn)行初期的三個(gè)月內(nèi)，一般每月投加量1kg，專性營(yíng)養(yǎng)劑6mg/L;正常運(yùn)行期間投加量為1～2mg/L。
2.2 廢水水質(zhì)
生態(tài)田處理污水來(lái)源包括原油脫出水、采油廠冷凝水、井下作業(yè)洗井廢水等，設(shè)計(jì)每日處理的廢水量為300m3，因氣候條件影響，全年正常運(yùn)行時(shí)間約9個(gè)月。生化處理系統(tǒng)的來(lái)水及出水水質(zhì)設(shè)計(jì)指標(biāo)見(jiàn)表1。
2.3 運(yùn)行效果
生化技術(shù)處理前后來(lái)水及出水水質(zhì)分析結(jié)果見(jiàn)表2。
從表2可以看出：油田廢水經(jīng)過(guò)脫油、氧化、生化處理、沉淀后，污水中COD的去除率達(dá)到60%～70%;BOD去除率為75%。水質(zhì)達(dá)到GB5084—2005《農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》中灌溉荒漠植物標(biāo)準(zhǔn)，全部用于生態(tài)田植被灌溉，為油田處理含油廢水提供了途徑，且節(jié)約綠化用水。
2.4 水平衡
油田廢水處理水平衡見(jiàn)圖3。
采油、井下作業(yè)、原油脫水等產(chǎn)生的廢水經(jīng)過(guò)油水沉降分離、氧化、生化處理后污水中氟化物、氯化物、COD等各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到GB5084—2005《農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》，全部用于生態(tài)田植被灌溉，無(wú)外排水。可見(jiàn)生態(tài)田工程的良好運(yùn)行不僅解決了油田污水處理的難題，且在節(jié)約水資源，保護(hù)生態(tài)環(huán)境方面起到了很好的作用。
3、運(yùn)行、維護(hù)
3.1 運(yùn)行
①當(dāng)氧化塘的溫度為24～30℃，達(dá)到污水處理系統(tǒng)運(yùn)行的條件，經(jīng)過(guò)加熱系統(tǒng)加熱后，污水系統(tǒng)進(jìn)水溫受晝夜溫差的影響減小，污水處理系統(tǒng)能連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。
②預(yù)處理池：自投運(yùn)至今，調(diào)節(jié)池已正常運(yùn)行4年。氧化塘來(lái)水含有一定雜質(zhì)及懸浮物，底部未設(shè)排污管線，長(zhǎng)期累積會(huì)產(chǎn)生一定量的淤泥，因而需要根據(jù)淤泥量不定期在冬季進(jìn)行清理工作，確保調(diào)節(jié)效果。
③微生物反應(yīng)池：每年4月初生化處理系統(tǒng)投用，11月底氧化塘開(kāi)始結(jié)冰，當(dāng)無(wú)污水進(jìn)入生化處理系統(tǒng)時(shí)，生化處理系統(tǒng)開(kāi)始內(nèi)部小循環(huán)，并定期投加營(yíng)養(yǎng)劑及微生物，并補(bǔ)充新鮮水，保持反應(yīng)池內(nèi)生物的活性。
生態(tài)田工程每年4月—11月底運(yùn)行，接收該沙漠油田各采油廠采油廢水，年處理污水量約12萬(wàn)m3。冬季無(wú)處理水的情況下為保持細(xì)菌活性，通過(guò)泵在預(yù)處理池和微生物反應(yīng)池之間打循環(huán)。
3.2 維護(hù)
維護(hù)工作量較小，主要有以下幾部分：
①每月投加微生物，根據(jù)運(yùn)行情況調(diào)節(jié)專性營(yíng)養(yǎng)劑投加量;
②每月對(duì)自動(dòng)控制設(shè)備、潛水泵等的工作狀況進(jìn)行檢查，確保設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)正常;
③每年對(duì)氧化塘淤泥進(jìn)行清理;
④不定期對(duì)調(diào)節(jié)池淤泥進(jìn)行清理;
⑤為消除火災(zāi)隱患，每年春季對(duì)生態(tài)田枯萎的植物進(jìn)行清理。
4、效益評(píng)價(jià)
①經(jīng)濟(jì)效益
生態(tài)田工程自2008年3月運(yùn)行以來(lái)，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，每年處理污水12萬(wàn)m3、回收污油500t，污水處理費(fèi)用8元/t，污油處理費(fèi)用500元/t，則可節(jié)約污水處理費(fèi)用96萬(wàn)元、污油處置費(fèi)用25萬(wàn)元，每年工程維護(hù)費(fèi)用91萬(wàn)元，則每年可創(chuàng)經(jīng)濟(jì)效益30萬(wàn)元。
②社會(huì)效益
采油、井下污水的處理一直以來(lái)都是油田急需解決的一個(gè)重要問(wèn)題，充分回收和利用采油、井下污水，建成生態(tài)田工程處理利用污水具有戰(zhàn)略意義，投資少、見(jiàn)效快，且可在油田推廣，具有明顯的環(huán)境效益，有利于節(jié)能減排。
5、結(jié)束語(yǔ)
近年來(lái)，隨著油田開(kāi)發(fā)的不斷深入，地面工程建設(shè)規(guī)模也在不斷擴(kuò)大，處理工藝日趨復(fù)雜，采出液成分日漸復(fù)雜，污水處理難度加大，而未來(lái)開(kāi)發(fā)對(duì)水質(zhì)指標(biāo)要求進(jìn)一步提高，深度處理污水量將不斷增加，針對(duì)這一情況，目前污水治理的思路應(yīng)是根據(jù)來(lái)水水質(zhì)的不斷變化，及時(shí)選配合適的聯(lián)合菌群，有效處理污水;同時(shí)將水質(zhì)治理作為一項(xiàng)系統(tǒng)工程，提升污水處理工藝和生產(chǎn)運(yùn)行管理水平，適應(yīng)未來(lái)開(kāi)發(fā)需要。(來(lái)源：中國(guó)石油新疆油田公司新港公司)
