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采油污水COD化学组成剖析及归趋模型

陆金仁  
【摘要】: 采油污水是石油工业中产量最大的污水。鉴于其对环境的严重危害,许多国家都制定了严格的排放控制标准。与此同时,世界石油工业领域正致力于研究开发经济、有效的采油污水处理技术和设备。在我国,油田污水排放的主要控制指标是COD和油含量(OG),这些指标对判断污水是否达标排放无疑具有重要的意义。但COD只能反映污水及其处理程度的总体情况,不能反映污水的具体组成和具体污染物的去除状况,而具体污染物在处理过程中的变化及其对COD贡献的研究,不仅具有理论意义,而且对选择处理方案及改进处理工艺具有重要的指导意义。 本文以胜利油田孤岛污水处理站为对象,通过对现场处理工艺的监测,并结合有机物和还原性无机物的耗氧特征,剖析了各工段污水COD的化学组成特征,结果表明,在生化处理之前,油类物质为污水COD的主要组成物质;经生化处理后,污水油含量显著降低,生化出水及出水中石油类对COD的贡献均小于17%;而未知COD(ΔCOD)所占COD测定值的比例大幅上升,无论是否考虑氨氮对COD的贡献,ΔCOD均超过COD测定值的50%。整个处理过程中还原性无机物和有机酸、醛酮类、酚类对COD的贡献较小,在每一监测点其所占COD测定值的比重之和均不超过9%。在提高系统出水COD去除率的实践中,ΔCOD的组成成分(如SMP、OCs等)应是重点关注的对象。由各监测点COD的化学组成结构可知,污染物的去除主要发生在隔油和生化处理阶段,而气浮和沉淀阶段对COD的去除非常有限。要提高系统的处理效果,重要的一点是对气浮池和二沉池进行改进。 本文根据对胜利油田孤岛污水处理站处理工艺的运行效果,特别是生化 段的处理效果的监测,并结合实验室模拟实验,论证了WS一3混合菌对原油 和COD的降解作用。结果表明混合菌对烃类具有良好的降解作用;在曝气 处理过程中,所投加微生物的降解作用对污染物的去除起主要作用,说明石 油高效降解菌用于采油污水达标处理是可行的。 本文在剖析采油污水COD化学组成的基础上,根据COD主要贡献者 —石油类籍自然上浮及撇除、浮选分离、曝气吹脱、生物降解、自然挥发、 随污泥沉降等去除模式,建立了孤岛污水处理过程中石油类的总迁移转化模 型。模型模拟了现场处理系统在稳态条件下自输入至输出过程中各监测点油 含量及COD的变化,模拟值与实测值基本相符。当石油类输入量与现场相 同时,由模型计算的去除率为91.2%,与实际平均去除率95‘2%接近;同样, 由模型计算的COD去除率为58.7%,与实际COD去除率61.9%相符。不同 过程对石油类去除率的贡献依次为隔油生物降解气浮挥发吹脱沉淀, 污水出水水质主要受隔油、生物降解和气浮过程控制。根据模型对系统的处 理能力进行了预测。在输入水量不变的前提下系统可持续承受的油含量高达 1359/耐的采油污水,不会对系统造成明显的冲击。从而说明孤岛污水处理 设施并非满负荷运转,仍具有受纳更多污染物的能力。 总之,本文提出了一种COD组成的剖析思路,并且通过模型对采油污 水中石油烃及COD的迁移转化进行了预测,其结果对石油开发领域类似处 理工艺的运行评价具有指导意义。


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