[发明专利]一种处理油田废水的方法及其专用设备

说明书

技术领域

本发明属于环保技术领域，涉及一种处理油田废水的方法及其专用设备，具体地说，该设备为半焦生物流化床反应器。

背景技术

随着现代工业的飞速发展和人们生活水平的提高，石油作为主要能源其需求量剧增。石油开发及相关产业在为国民经济提供能源基础的同时，也给环境带来很大威胁。在油田开发过程中，油井采出液经油气集输系统的脱水转油站进行油水分离后产生大量的含油废水，其油含量高且成分复杂，对环境的污染非常严重。为保护环境和保持经济可持续发展，世界各国对油田废水的治理给予了很大关注。鉴于采用传统物理化学方法很难实现废水的达标排放，发达国家从20世纪70年代末开始了采油废水生物治理的探索，我国在这方面起步稍晚。目前国内外在技术上已取得了一定的进展，所研究和开发的处理方法主要有活性污泥法、生物膜法、稳定塘法等。生物膜法因具有受盐度影响小、负荷高、污泥产量少等优点，已受到各国油田的广泛关注，研究较多的有生物转盘、生物接触氧化、生物流化床等。其中生物流化床是美国Ecolotrol公司于上世纪70年代年开发的一种新型处理工艺，其使用比表面积很大的颗粒作为载体，废水以较快的上升流速使载体处于流化状态，生物浓度和传质效率均很高，是一种高效的生物处理工艺。

生物流化床内的载体为微生物提供生长繁殖的场所，其物理化学性质对反应器的性能和效率有重要影响，因此载体的选择非常重要。从理论上讲，用于生物流化床中的优良载体应具备以下特性：易流化，易沉降，有较好的吸附性能和吸水性能；粒径小，比表面积大，空隙分布好，形状尽量接近球形；机械性能和化学稳定性要好，且价格便宜。目前可用于生物流化床的载体有活性炭、沸石、陶粒、石英砂、玻璃珠、焦炭、有机聚合物小球以及一些复合载体等，其中活性炭因其具备上述大部分特征，用作生物流化床载体时优势明显，因而成为生物流化床最受关注的载体之一。美国部分油田近年来对粒状活性炭生物流化床工艺(GAC-FBR)的可行性进行了小规模的工程验证，结果表明该工艺具有很高的效率，出水完全达到近海油田严格的废水排放标准。然而，由于活性炭价格很高，使其近年来多用于水的深度净化，在废水处理中的应用尚不广泛。

我国是世界上最大的煤炭生产和消费国，目前国内煤炭利用的主要形式是直接燃烧，这造成煤炭利用效率低下，环境污染严重。为此，国家从20世纪90年代开始大力推广洁净煤技术，其中又以煤气化工程为核心。半焦又称兰炭，是泥煤、褐煤和高挥发分的烟煤等经低温热解气化后得到的固体产物。在我国陕西、内蒙、山西等地区，随着煤气化工程的实施，大量半焦副产品随之产生，而目前合理利用的途径十分有限，不仅造成资源浪费，而且污染环境。因此，开拓半焦的再利用途径具有十分重要的意义。半焦具有与活性炭类似的丰富的孔隙结构，直接或经活化改性后用作生物流化床载体可实现与活性炭类似的功能；而半焦市场价格每吨仅为600～1000元，远低于活性炭；作为载体失效后可直接用作燃料，而不必像活性炭一样考虑复杂的再生环节，使用相对简单，且达到了以废治废的目的，为半焦的综合利用提供了一条新途径。

发明内容

为了克服现有技术中活性炭用作生物流化床载体时价格昂贵、处理成本过高的缺陷和不足，解决上述技术问题，本发明提供一种处理油田废水的方法及其专用设备。

其技术方案如下：

一种处理油田废水的方法，包括以下步骤：

(1)半焦粉碎后筛选粒径为0.5-1.5mm的颗粒，经活化处理后投加到反应器中，载体填充率为5％-8％；然后投加经驯化的含有高效石油降解菌群的活性污泥，投加量为半焦载体体积的3-5倍；两者充分混合后静置，以使微生物在载体表面生长聚集；

(2)静置8-10小时后排出多余污泥，将油田废水充满反应器，开启曝气泵并将空气流量调节至恰好使载体处于流化状态，闷曝12小时；之后开始连续进水，保持进水COD为400mg/L左右，HRT为3小时，每天进行COD和油含量测定及生物相观测，待出水COD和油含量趋于稳定且载体表面被生物膜所覆盖时，完成载体挂膜，并且反应器处理效果达到稳定状态。