專利名稱：氣井采出廢水達標(biāo)排放的集成化處理工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種氣井采出廢水達標(biāo)排放的集成化處理工藝，屬于油氣田廢水處理技術(shù)背景技術(shù)目前氣井采出水的處理以物化方法為主，主要注重難降解有機物的去除，一般規(guī)模較小，且處理費用較高，處理的污染物也比較單一，多數(shù)尚處于研究階段，還沒有真正用于生產(chǎn)的工程。目前國內(nèi)在處理氣井采出水的試驗研究中還沒有采用生物處理技術(shù)的工藝。
采用沉降-吹脫—臭氧化技術(shù)處理氣井水，該水中主要污染物為有機物、油類、硫化物及懸浮物等，在吹脫氣量Q＝1.0L/min、吹脫時間25min、臭氧濃度為14.5mg/L的情況下，取得了較好的效果。
采用內(nèi)電解法脫除氣田水中的COD，內(nèi)電解法是利用廢水中有些組分易被氧化、有些組分易被還原，當(dāng)這些不同屬性組分相遇，且有導(dǎo)電介質(zhì)時，化學(xué)反應(yīng)便會自發(fā)進行的一種廢水處理方法。進水COD值為250～600mg/L，控制pH為4.0，HRT1.0h的情況下，其出水COD＜150mg/L。該方法存在反應(yīng)速度較慢且受pH值影響大的影響，而且不適合高濃度廢水的處理。
采用混凝沉降—微電解—氧化—吸附法處理氣井水采出水。整個實驗在實驗室進行，可分為4步，第一步通過正交實驗確定混凝沉降最佳處理配方聚合硫酸鐵(PFS)400mg/L，pH值為7；第二步在pH為1的條件下Fe/C微電解25min；第三步漂白粉氧化，投量為8g/L，氧化時間20h；第四步活性炭吸附，活性炭投加量為8mg/L，平衡時間40min，可使原水COD值從1,567mg/L降至150mg/L，其他各項污染指標(biāo)達到國家綜合污水排放2級標(biāo)準，但該方法操作復(fù)雜，處理成本偏高。
采用雙氧水氧化和活性炭吸附聯(lián)合作用的方法處理氣井采出水，在小試規(guī)模下H2O2加量為0.8mL/100mL廢水，活性炭投加量為4g/L，COD的總?cè)コ士蛇_81.8％。
國外針對氣井采出水的專項性研究較少，一般針對的是整個油(氣)田產(chǎn)出水。如連續(xù)流活性污泥處理系統(tǒng)處理美國西南油田產(chǎn)出水，在污泥停留時間(SRT)20d，混合液懸浮固體濃度(MLSS)730mg/L的條件下，對廢水中的石油碳氫化合物(TPH)去除率達到98-99％。采用小試規(guī)模的反滲透-濕地處理工藝處理采油廢水，整個工藝對電導(dǎo)率和總?cè)芙庑怨腆w(TDS)的去除率分別達到94％和95％。采用粗?；?膜生物反應(yīng)器組合工藝處理油田產(chǎn)出水，通過粗粒化去除廢水中的大顆粒物質(zhì)，通過膜生物反應(yīng)器去除其中的溶解性污染物，在水力停留時間(HRT)12h的條件下，對COD、TOC、苯酚和氨氮的去除率分別達到65％、80％、65％和40％，最終工藝出水COD和TOC為230和55mg/L。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種氣井采出廢水達標(biāo)排放的集成化處理工藝，該工藝去除氣井采出廢水中污染物效率高，運行費用低。
本發(fā)明是通過下述技術(shù)方案加以實現(xiàn)的，對于氣井開采過程中排出的含有石油碳氫化合物，硫化物，氨氮及懸浮物的廢水，達標(biāo)排放的集成化處理工藝，其特征在于包括以下過程1、混凝破乳反應(yīng)工藝單元在攪拌速度80-100轉(zhuǎn)/min下，向采出廢水加入混凝破乳劑聚合硫酸鐵或聚合氯化鋁，混凝破乳劑配比質(zhì)量百分比濃度為5～10％，在氣井采出廢水含CODcr為2000～50000mg/L的情況下，混凝破乳劑的投加量為50～500mg/L，反應(yīng)時間控制為3～10min；2、尼克尼泵氣浮分離工藝單元采用豎流氣浮分離工藝，泵的水流量控制為0.1～0.2m3/h，吸氣量占進水量的5％～10％，氣浮池接觸區(qū)停留3～5min，分離區(qū)停留時間30～60min；溢流排除浮渣，清水由池底穿孔管引出；3、粗濾池工藝單元池內(nèi)裝濾料的粒徑級配為5～10mm，2～5mm的顆粒型濾料，濾料層高度為0.7～1.0m，墊層為礫石，高度0.2～0.3m，濾池操作濾速為6～8m/h；4、水解酸化厭氧浮動床生物膜反應(yīng)器工藝單元反應(yīng)器投加輕質(zhì)生物膜顆粒填料，填料投加的體積比為50％～70％，當(dāng)進入生物膜反應(yīng)器廢水的CODcr為400～2000mg/L時，操作有機負荷為1～5kgCODcr/(m3池容·d)，水力停留時間5～8h；5、好氧移動床生物膜反應(yīng)器工藝單元移動床生物膜反應(yīng)器中也投加輕質(zhì)生物膜顆粒填料，并在該反應(yīng)器底部設(shè)置曝氣裝置，填料投加的體積比為50～70％，操作有機負荷為0.5～2kgCODcr/(m3池容·d)，水力停留時間5～8h，曝氣量與進水量之比為3～10∶1；6、曝氣生物濾池工藝單元曝氣生物濾池設(shè)為兩級串聯(lián)運行，第一級濾池水流采用降流式，第二級采用升流式，濾池裝填高表面積的陶粒顆粒填料，陶粒粒徑2～5mm，填料層厚度1.5～1.8m，墊層采用礫石，厚度0.2～0.3m，濾池濾速控制為0.3～1.0m/h，接觸時間1～3h，反沖強度8～12m/h。
本發(fā)明的優(yōu)點在于廢水污染物去除效率為高、運行費用低、管理簡單，適合于制成一體化設(shè)備，安裝在中小型天然氣采出站現(xiàn)場。該設(shè)備對氣井采出水中有機物(COD，BOD)、石油類、氨氮、硫化物、懸浮物(SS)等主要污染物均有很好的去除效果。處理后出水能夠達到國家《污水綜合排放標(biāo)準GB8978-1996》中二級排放標(biāo)準。


圖1為本發(fā)明工藝流程框圖具體實施方式
以處理廢水量3m3/d為例，本發(fā)明專利的具體實施方式
為
1、氣井采出廢水經(jīng)蓄水池，以0.125m3/h自流進入混凝破乳反應(yīng)池。反應(yīng)池攪拌速度100轉(zhuǎn)/min，投加的混凝破乳劑為聚合硫酸鐵，破乳劑配比質(zhì)量百分比濃度為5％。破乳劑的投加量根據(jù)廢水含CODcr濃度高低，用燒杯試驗確定。例如當(dāng)廢水CODcr＝5000mg/L時，破乳劑的投加濃度為200mg/L，反應(yīng)時間控制為5min。
2、混凝破乳后的廢水，用尼克尼氣浮泵抽升，打入豎流氣浮池。氣浮泵的流量控制為0.125m3/h，吸氣量占進水量的7％，氣浮池接觸區(qū)停留5min，分離區(qū)停留時間60min；溢流排除浮渣，清水由池底穿孔管引出。
3、在氣浮之后廢水進入粗濾池。濾池操作濾速為6m/h。
4、經(jīng)粗濾池過濾的出水自流流入水解酸化厭氧浮動床生物膜反應(yīng)器。該反應(yīng)器投加輕質(zhì)生物膜顆粒填料，填料投加占池總體積之比為50％(以填料的堆積體積計)，操作有機負荷為3kgCODcr/(m3池容·d)，水力停留時間7h。
5、經(jīng)水解酸化厭氧浮動床生物膜反應(yīng)器發(fā)生水解酸化的廢水，自流進入好氧移動床生物膜反應(yīng)器。移動床生物膜反應(yīng)器底部設(shè)置穿孔管曝氣裝置；輕質(zhì)生物膜顆粒填料投加的體積比為50％，操作有機負荷為1.0kgCODcr/(m3池容·d)，水力停留時間7h，曝氣量與進水量之比為3∶1。
6、好氧移動床生物膜反應(yīng)器的出水自流進入曝氣生物濾池。曝氣生物濾池設(shè)為兩級串聯(lián)運行，第一級曝氣生物濾池水流采用降流式，第二級曝氣生物濾池采用升流式。濾池裝填的陶粒顆粒填料粒徑2～5mm，填料層厚度1.8m，墊層采用礫石，厚度0.3m，濾池濾速控制為1.0m/h，兩級濾池的總接觸為3h，反沖強度為12m/h。
7、由第二級曝氣生物濾池的出水自流進入清水池，通過出水泵從清水池將處理好水的抽升排放。出水泵流量為0.125m3/h。不定期用反沖泵從曝氣生物濾池抽水，對曝氣生物濾池或粗濾池進行反沖。
實施效果依據(jù)以上實施方式，本發(fā)明工藝的處理效果為處理水量3m3/d，水溫大于20℃；原水主要水質(zhì)指標(biāo)CODcr＝2000～30000mg/L，BOD5＝1300～7000mg/L，氨氮＝29.14～117.3mg/L，石油類＝90.3～109mg/L，硫化物＝1.84～6.6mg/L，懸浮物(SS)＝150～250mg/L。
處理后出水滿足國家《污水綜合排放標(biāo)準GB9878-1996》規(guī)定的二級排放標(biāo)準。實際出水主要水質(zhì)指標(biāo)CODcr＝50～145mg/L(標(biāo)準為≤150mg/L)，BOD5＝1.6～12.8mg/L(標(biāo)準為≤30mg/L)，氨氮＝0.69～3.95mg/L(標(biāo)準為≤25mg/L)，石油類＝0.56～5.47mg/L(標(biāo)準為≤10mg/L)，硫化物＝0.0013～0.0342mg/L(標(biāo)準為≤0.5mg/L)，懸浮物(SS)＝10.0～30.0mg/L(標(biāo)準為≤150mg/L)。
權(quán)利要求
1.一種氣井采出廢水達標(biāo)排放的集成化處理工藝，該工藝是對于氣井開采過程中排出的含有石油碳氫化合物，硫化物，氨氮及懸浮物的廢水達標(biāo)排放處理，其特征在于包括以下過程1)、混凝破乳反應(yīng)工藝單元在攪拌速度80-100轉(zhuǎn)/min下，向采出廢水加入混凝破乳劑聚合硫酸鐵或聚合氯化鋁，混凝破乳劑配比質(zhì)量百分比濃度為5～10％，在氣井采出廢水含CODcr為2000～50000mg/L的情況下，混凝破乳劑的投加量為50～500mg/L，反應(yīng)時間控制為3～10min；2)、尼克尼泵氣浮分離工藝單元采用豎流氣浮分離工藝，泵的水流量控制為0.1～0.2m3/h，吸氣量占進水量的5％～10％，氣浮池接觸區(qū)停留3～5min，分離區(qū)停留時間30～60min；溢流排除浮渣，清水由池底穿孔管引出；3)、粗濾池工藝單元池內(nèi)裝濾料的粒徑級配為5～10mm，2～5mm的顆粒型濾料，濾料層高度為0.7～1.0m，墊層為礫石，高度0.2～0.3m，濾池操作濾速為6～8m/h；4)、水解酸化厭氧浮動床生物膜反應(yīng)器工藝單元反應(yīng)器投加輕質(zhì)生物膜顆粒填料，填料投加的體積比為50％～70％，當(dāng)進入生物膜反應(yīng)器廢水的CODcr為400～2000mg/L時，操作有機負荷為1～5kgCODcr/(m3池容·d)，水力停留時間5～8h；5)、好氧移動床生物膜反應(yīng)器工藝單元移動床生物膜反應(yīng)器中也投加輕質(zhì)生物膜顆粒填料，并在該反應(yīng)器底部設(shè)置曝氣裝置，填料投加的體積比為50～70％，操作有機負荷為0.5～2kgCODcr/(m3池容·d)，水力停留時間5～8h，曝氣量與進水量之比為3～10∶1；6)、曝氣生物濾池工藝單元曝氣生物濾池設(shè)為兩級串聯(lián)運行，第一級濾池水流采用降流式，第二級采用升流式，濾池裝填高表面積的陶粒顆粒填料，陶粒粒徑2～5mm，填料層厚度1.5～1.8m，墊層采用礫石，厚度0.2～0.3m，濾池濾速控制為0.3～1.0m/h，接觸時間1～3h，反沖強度8～12m/h。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種氣井采出廢水達標(biāo)排放的集成化處理工藝，屬于油氣田廢水處理技術(shù)。該集成化處理工藝包括以下過程混凝破乳反應(yīng)工藝單元，尼克尼泵氣浮分離工藝單元，粗濾池工藝單元，水解酸化厭氧浮動床生物膜反應(yīng)器工藝單元，好氧移動床生物膜反應(yīng)器工藝單元，曝氣生物濾池工藝單元。本發(fā)明的優(yōu)點在于，廢水污染物去除效率為高、運行費用低、管理簡單，適合于制成一體化設(shè)備，安裝在中小型天然氣采出站現(xiàn)場。該設(shè)備對氣井采出水中有機物(COD，BOD)、石油類、氨氮、硫化物、懸浮物(SS)等主要污染物均有很好的去除效果。
文檔編號C02F9/02GK1579968SQ20041001924
公開日2005年2月16日 申請日期2004年5月19日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月19日
發(fā)明者季民, 孫忠 申請人:天津大學(xué)