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辽河油田是世界上最典型的稠油、超稠油开采区,采油污水产量高,处理难度大。目前采用厌氧、絮凝组合工艺,处理后外排水可达到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)二级标准。但随着排放标准的提高(DB21/1627-2008,一级A标准,COD<50mg/L),现有工艺无法满足环保要求。本研究采用GC/MS方法分析稠油污水中COD变化历程,重点研究不同技术对稠油污水COD去除机制,提出了新的生物.物化协同工艺。
现有工艺是通过污染物的生物转化和絮凝分离实现COD削减。其技术核心是厌氧生物段将大分子难降解有机物转化为醛、酮及脂肪酸类,再通过酸化絮凝予以分离。虽然此外排出水中COD达到100mg/L,但可生化性更差,因此,去除污水中残留COD需要重新分配污染物负荷。本研究基于污染物的构成分析,采取针对有机物分级、分类,分段的思路,建立了COD的高效削减方法。
(1)针对污水中可溶性大分子有机污染物,选用0.5μm孔径微滤膜,操作压差0.25MPa,膜面流速1.5-3m/s。在进水均值为167mg/L时,出水COD均值为136mg/L,去除率约为18.6％。分析表明膜分离后有机化合物主要以中小分子为主,其中分子量低于300的占61％,有利于进一步的生物处理。
(2)膜分离出水采用厌氧处理,并通过微电解技术强化有机污染物转化效率。在Fe:C为2:1、pH值5-6、处理时间4-6h等工艺条件下,微电解能够促进污染物的降解及转化过程,缩短厌氧处理时间。生物处理前后的污染物分析结果表明微电解工艺可提高厌氧过程中脂肪酸的转化效率。
(3)厌氧生物处理后污水酸碱缓冲能力增强,在适宜的pH条件下,可减少脂肪酸的解离,有利于通过絮凝方法分离污水中的COD。采用40mg/L聚合硫酸铁与8mg/L聚丙烯酰胺,可使污水的COD达到50mg/L以下。
在单元技术研究基础上,本研究采用集成方法,对工艺参数进行了系统优化,提出了石油类污染物膜分离-厌氧转化-絮凝分离的协同方法,建立了稠油污水的高标准达标排放新工艺。