油田含油污水由于地層壓有較大部分采出水無法有效回注，采取外排的方式進(jìn)入地面水循環(huán)系統(tǒng)，如河流中，因此需要對其進(jìn)行嚴(yán)格的處理，通常要滿足一級A的標(biāo)準(zhǔn)。油田的含聚丙烯酰胺污水是一類比較復(fù)雜、特殊的污水，還存在含油多，粘度大的特點(diǎn)，如何對難以降解的聚丙烯酰胺進(jìn)行有效分解，減少環(huán)境污染帶來的壓力，是油田應(yīng)用聚丙烯酰胺驅(qū)油中非常關(guān)注的問題。油田含聚污水中污染物種類多，石油類的去除是基本，還要進(jìn)一步降低COD，BOD5，TOC和總氮等指標(biāo)才能達(dá)標(biāo)排放。同時去除營養(yǎng)鹽(尤其是氮和磷)是相當(dāng)重要的，這樣可以避免水體的富營養(yǎng)化，目前我國的油田含聚污水主要以回注為主，回注的主要指標(biāo)是含油量和懸浮物。生活污水中含有磷，而含油污水中含有的磷元素較少甚至沒有，二者摻混后進(jìn)行處理可提高處理效率。在廢水處理中，電子受體的添加對剩余污泥在厭氧處理過程中的釋磷行為具有抑制作用。戴嫻等研究了進(jìn)水C/N對富集聚磷菌的SNDPR系統(tǒng)脫氮除磷的影響，C/N對系統(tǒng)的除磷性能沒有影響。隨著C/N的增大，出水NH4+-N濃度升高，C/N下降時，出水NO3--N濃度升高。魏超等采用A/O工藝，主要針對硫酸鹽，硝酸鹽，磷酸鹽三種電子受體，研究石化廢水等不同電子受體配比條件下對COD以及含油的去除取得較好的效果。尋找能產(chǎn)生還原性物質(zhì)的微生物，促進(jìn)聚丙烯酰胺的連鎖氧化降解反應(yīng)，從而完成其生物降解，是解決含聚污水外排一條重要的途徑，目前有關(guān)聚丙烯酰胺降解的微生物報道很少。
本研究將油田含油含聚污水中摻混了生活污水，生活污水為整個生物反應(yīng)系統(tǒng)提供磷元素，通過分別投加SO42-作為電子受體，運(yùn)行A/O工藝考察對其處理的效果，為實(shí)際的生產(chǎn)應(yīng)用提供技術(shù)和理論支持。
1、材料與方法
1.1 試驗(yàn)材料
試驗(yàn)用油田含聚污水取自大慶油田聚驅(qū)某聯(lián)合站來水，摻混的含聚污水與生活污水比例為2：5，摻混后含油量為35mg/L-45mg/L，COD為2200mg/L-2500mg/L。
1.2 試驗(yàn)方法
油田含聚污水摻混生活污水后，室內(nèi)試驗(yàn)通過A/O工藝裝置進(jìn)行處理，工藝流程如圖1，有機(jī)玻璃反應(yīng)器，在線溫控設(shè)備控制反應(yīng)器溫度。控制硫酸根濃度(BOD/SO42-=0.68)，通過計算確定進(jìn)水SO42-濃度為300mg/L，直接加入到儲水箱中，室內(nèi)單元工藝效果試驗(yàn)設(shè)計規(guī)模為每天處理水量80L，水力停留時間為12小時。
1.3 分析方法
含油量測定按SY/T5329-2012《碎屑巖油藏注水水質(zhì)指標(biāo)及分析方法》中含油量的測定方法進(jìn)行測定(分光光度法);COD的測定按GB/T11914-1989《水質(zhì)化學(xué)需氧量的測定》中測定方法進(jìn)行測定(重鉻酸鉀法);聚合物濃度的檢測執(zhí)行Q/SYDQ0928-2011《聚合物采出液化驗(yàn)方法》;聚合物粘度的測定按GB/T10247-2008《粘度測定方法》執(zhí)行。
2、結(jié)果與討論
2.1 聚合物和COD的去除率
如圖2所示，生物反應(yīng)器的進(jìn)水聚合物濃度為520mg/L，厭氧出水在啟動階段由520mg/L逐漸升到639mg/L(這主要是聚合物在降解的過程中包裹的C=N雙鏈暴漏出來，現(xiàn)在的方法主要是針對C=N雙鏈進(jìn)行檢測的，因此實(shí)際檢測的時候濃度升高，實(shí)際上HPAM的濃度是降低的)。反應(yīng)器運(yùn)行36天時，聚合物濃度降解至423mg/L，去除率達(dá)到17.5%。好氧出水聚合物濃度一直增加，雖然在檢測數(shù)據(jù)上好氧工藝段對聚合物去除率較低，實(shí)際上是好氧工藝段有效地釋放了C=N雙鍵，實(shí)際上是降解了側(cè)鏈。
如圖3所示，厭氧出水COD濃度處于下降趨勢，而好氧出水處于上升趨勢，COD降解主要在厭氧段，厭氧COD去除率一直升高，穩(wěn)定時去除率在15.2%～23.4%之間，好氧段一直處于降解狀態(tài)，COD降低了56.3%，表明生物法對HPAM有一定的降解能力，只是降解難度大，但是其聚合物的溶液粘度降低80%以上，HPAM失去了原有的粘滯性，側(cè)鏈得到了降解，聚合物失去了原有的重要的粘滯性功能。
2.2 含油量的去除效率
如圖4所示，進(jìn)水含油量為40.99mg/L，經(jīng)過6d降解后，含油量由13mg/L將至約1mg/L，厭氧出水含油量去除率達(dá)到95%左右，同時測定的出水的懸浮物均值小于5mg/L。
2.3 硫酸根(SO42-)與可溶性硫化物變化情況
如圖5所示，厭氧和好氧出水SO42-濃度均由160～180mg/L降到20～40mg/L，在此區(qū)間達(dá)到穩(wěn)定。可溶性硫化物則由110～120mg/L降到10～20mg/L。SO42-去除率在86.6%～93.3%之間，主要在厭氧段得到有效地的去除。
2.4 pH值和ORP
如圖6和圖7所示，厭氧出水的pH值在8.2～8.6波動，好氧出水的pH值在8.8～9.0之間波動，說明在反應(yīng)器已趨向穩(wěn)定。ORP在16d后趨向穩(wěn)定，在-530～-520mV之間，屬于嚴(yán)格的厭氧狀態(tài)，此時的厭氧反應(yīng)器具有較好的可生化能力。
3、結(jié)論
采用A/O工藝，HPAM去除率達(dá)到17.5%，厭氧段COD的去除率23.4%，好氧段COD降低56.3%，生物法對HPAM有一定的降解能力，其聚合物的溶液粘度降低80%以上，聚合物失去了原有的重要的粘滯性功能。SO42-去除率在90%，厭氧出水含油量去除率達(dá)到95%左右，出水的懸浮物均值小于5mg/L。好氧出水的pH值高于厭氧出水，厭氧段ORP控制在-530～-520mV之間，屬于嚴(yán)格的厭氧狀態(tài)，具有較好的可生化能力。
通過對難降解的油田含聚污水摻混生活污水，在控制C/S=0.68的條件下，電子受體的添加，可以有效的利用生物污水中的磷元素，提高了HPAM的生物降解能力，對污水中的含油和懸浮物有很好的去除效果，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于現(xiàn)有的含聚污水處理標(biāo)準(zhǔn)，達(dá)到了普通含油污水“511”的標(biāo)準(zhǔn)，該研究為油田含聚污水深度處理提供了技術(shù)和理論的支持。(來源：大慶油田有限責(zé)任公司第七采油廠)
