生物除硫技术在含油污水处理站的应用效果.doc

1、1生物除硫技术在含油污水处理站的应用效果摘要：随着我国经济的快速发展，石油工业发展迅猛，产油量不断增长。 在油气开采过程中，对含油污水的处理是一项非常重要的工作，如果处理得不好，这将会对环境造成极大的污染。 本文以某采油厂含油污水处理系统为研究对象，分析了其污处理效率低下的原因，提出了一种基于生物除硫技术的含油污水处理方法，并通过对污水处理系统的实测分析，验证了方法的可行性，具有很好的应用价值。 关键词：生物；除硫技术；污水处理；应用 中图分类号： R123.3 文献标识码： A 引言：近年来，我国石油工业发展迅速，产油量不断增长。油气产量增加的同时，对环境的污染也逐渐加重。对含油污水的处理是

2、油气开采过程中一个非常重要的环节，如果处理得不好，这将会对环境造成极大的污染。 近年来，微生物除污技术得到迅速发展，尤其在含油污水的清洁工作中得到积极推广，成为油气开采行业的研究热点。 本文以某采油厂含油污水处理系统为研究对象，分析了其处理效率低下的原因，提出了一种基于生物除硫技术的含油污水处理方法，并通过对污水处理系统的实测分析，验证了方法的可行性，具有很好的应用价值。 1、处理站概况与生物除硫技术简介 1.1 含油污水处理站概况 该采油厂的污水处理站处理效率低，导致采油厂附近环境污染严重，2经污水处理站处理的含油污水并未达到排放标准，就被直接排放到河道里。 污水处理系统效率低下的主要表现在

3、：注水水质没有达到标准，过滤用的滤料污染严重，由于管线出现腐蚀导致的穿孔现象时常发生。 分析此类问题的原因：污水中存在大量小颗粒的硫化物和硫酸盐还原菌（SRB） ，这些硫化物对滤料造成极大地污染，致使过滤罐压力增大，工艺过程效果降低，出现注水水质不合格现象。 1.2 硫化物的生物氧化 在对污水进行硫化物的去除过程中，需根据污水的特征参数选择相应的处理方法，包括物理、化学和生物方法。生活污水中硫酸盐及硫化物的含量较低，通常的市政污水处理厂无需考虑含硫化合物的去除；而工业污水的处理通常使用生化处理方式。硫化物的生物氧化有众多优点，跟化学处理法相比，生物氧化速率高、微量效果好，尤其在硫化物含量较低时

4、，更能显示其强大的优越性。Buisman 早在 1994 年便发现，当水中硫化物的浓度为 S 150mg/L 时，生物氧化的速度是化学氧化速度的 7倍；当水中硫化物浓度降低为 S 10 mg/L 时，生物氧化速度则为化学氧化的 75 倍。而将硫化物直接生物氧化为单质 S 的方法与化学处理方法相比也有许多优势，如，可降低运行费用、利用生物方法回收单质 S 再利用、处理过程中产生的硫酸盐及硫代硫酸盐较少、无化学污泥产生、能耗较低等。总的来说，硫化物的生物氧化工艺能够节约 62左右的运行费用。反硫化细菌主要包括有色细菌及无色细菌两种，无色细菌在含硫废水的生物处理中有较高研究价值。无色反硫化细菌的种属

5、很多，有自养菌、异养菌，也有兼性细菌，其共同点是能够氧化无机硫化物、单质3S，其中大部分为嗜温细菌；依据种属的不同，适宜其代谢的 DO 要求并不相同，DO 从零到饱和状态都会有相应的反硫化细菌存在。 1.3 反硝化除硫 在对含油污水过滤前加入反硝化抑制剂，能有效控制硫酸盐还原菌和硫化物的含量，大大提高了污水处理效率。反硝化抑制剂能促进污水中反硝化细菌（DNB）的增长，其作用机理主要有：反硝化细菌以污水中的硫化物作为能量来源，直接消耗硫化物；反硝化细菌和硫酸盐还原菌争夺营养，抑制硫酸盐还原菌的生长，控制硫化物的产生；改变生物化学过程中的氧化还原过程，将硫化物转变成硫酸盐或者亚硫酸盐。早在 197

6、8 年，就有研究人员提出以硫化物为电子供体的生物反硝化作用。硝化反应中，所消耗的硫化物及的质量比（S/N）为 1.96。由于硫化物、单质 S 和硫代硫酸根（）都能作为电子供体实现反硝化，这一比值根据所采用的含硫化合物的变化而变化。即使当硫源完全为硫化物时，反应器结构、运行条件不同，也可能导致这一比值发生变化。同时，有研究表明，高负荷运行时，硫化物首先被氧化为单质 S；而当硫化物浓度较低(S)/(N)比接近 1.96，水力停留时间较长时，大部分硫化物被完全氧化。由此可见，当 (S)/(N)比发生变化时，可能会导致生成物组成随之变化。国内对于低负荷条件下同步脱氮脱硫并回收单质 S 的研究中得出，硫

7、/氮比和硫化物浓度是同步脱氮除硫的主要因素，两者分别控制在 5/3 和低于 S 280 mg/L 的水平时能够获得较好的除硫和反硝化效果，此时，生成单质 S 的比例最高，可达到 94。除此之外，一些环境因素及工程参数对反硝化除硫的效果也有所影响。在生物反硝化除硫4的环境影响因素中，DO 含量占有很重要的地位。当 DO 值为饱和溶解氧的1.5%2%时，反硝化除硫的效果最佳；而当 DO 值升高到饱和溶解氧的 40时，反硝化除硫菌停止代谢。由此可知，反硝化除硫菌为缺氧微生物，代谢周期较长，因此，对水力停留时间的要求也较高。Gu 等人在发酵罐中所进行的实验表明，当进水中的浓度为 N 250 mg/L

8、时，水力停留时间（HRT）介于 14.330.5 小时的条件下，氮的去除效率为 97.5。除 DO 及 HRT 的影响外，pH 值在某种程度上也影响着反应的进程。由硝化反应可知，反应过程产生氢离子，因此随着反应的进行，pH 值逐渐下降。而反硝化反应主要分两步进行：首先将还原为，再将还原为。当反应一段时间后，pH 值下降到一定程度，向 N2 的转化将受到抑制，对含硫化合物的利用也将减少。Furumai 的研究表明，当 pH 值降低到 7.4 以下时，即出现的积累现象。 2、反硝化除硫技术的实践应用分析 为了提高污水处理系统的过滤效果，改进注水的质量，减轻污水对管道的腐蚀程度， 在过滤罐进口处投放

9、反硝化抑制剂。先用大剂量投放，然后逐步减少投放量的办法进行加药。最后检测污水中硫化物的含量和注水水质，验证此方法实际应用价值。 2.1 除硫效果分析 分别对加反硝化抑制剂前后，过滤水中硫化物(、 )含量的变化情况，并且对注水站 lkm 处的注水井中的含量进行了检测，试验结果如表 1 所示： 5表 1 和检测结果（mg/L） 由上表可以得出，随着抑制剂的添加，过滤后水中含量从开始的 15.5mg/L 逐步上升， 并且含量在 20mg/L 左右达到稳定。 从表中数据可以分析得出。 反硝化抑制剂对过滤罐中硫酸盐还原菌（SRB）产生了较好的抑制效果，加入抑制剂后，硫酸盐还原菌的还原作用被抑制，不能产生

10、硫化物，使水中含量增加，而含量降低。反硝化抑制剂投加前后，注水井中含量变化最明显。 投加前，注水井含量很高，达到 10.2mg/L，大药量投加 8 天后，含量下降到 0.33mg/L。 可见抑制效果明显，不但大大降低了硫酸盐还原菌的活性，致使硫化物不再增加，而且还去除了污水中原有的硫化物，作用效果一直持续到井口。 当加药量逐渐降低时，水中含量逐渐增加。 当加药量为 30mg/L 时，含量一直控制在小于 2mg/L 的要求范围内。 2.2 注水质量改善效果分析 在投加反硝化抑制剂实验过程中， 认真记录投加前后注水中油含量、悬浮物含量，以此作为水质好坏的评判依据。 监测结果如表 2 所示。 表 2

11、 抑制剂投加前后水质变化情况(mg/L ) 从上表可以明显看出， 在抑制剂投加前， 水质达标率很低，尤其是悬浮物的含量台太高。 投加抑制剂后，水质得到很好的改善，合格率6大大提高。 油含量达标率达到 86.8%,悬浮物含量达标率为 76.3，清洁效果明显。 结语 随着可持续发展战略的实施，人们对环境的保护的呼声越来越强烈含油污水处理技术的发展对于油田的生存和发展起着举足轻重的作用，由于国内各油田采出液平均含水率已达 80%以上，含油污水的处理成本已大于油气处理成本，油田的重点已由以油气处理为中心转至以含油污水处理为中心，而且由于受油田控制成本的影响，含油污水处理方面的投资不会增加，同时随着国家关于环保方面的法律法规的逐步完善，研发处理效率高、成本低的新型含油废水处理方式非常必要。 参考文献 1 缪应祺. 废水生物脱硫机理及技术M. 北京: 化学工业出版社,2004: 5. 2 何玉辉.含油污水处理技术的发展M.大庆油田设计院,2002:8.