油田含油污水由于地層壓有較大部分采出水無(wú)法有效回注，采取外排的方式進(jìn)入地面水循環(huán)系統(tǒng)，如河流中，因此需要對(duì)其進(jìn)行嚴(yán)格的處理，通常要滿足一級(jí)A的標(biāo)準(zhǔn)。油田的含聚丙烯酰胺污水是一類(lèi)比較復(fù)雜、特殊的污水，還存在含油多，粘度大的特點(diǎn)，如何對(duì)難以降解的聚丙烯酰胺進(jìn)行有效分解，減少環(huán)境污染帶來(lái)的壓力，是油田應(yīng)用聚丙烯酰胺驅(qū)油中非常關(guān)注的問(wèn)題。油田含聚污水中污染物種類(lèi)多，石油類(lèi)的去除是基本，還要進(jìn)一步降低COD，BOD5，TOC和總氮等指標(biāo)才能達(dá)標(biāo)排放。同時(shí)去除營(yíng)養(yǎng)鹽(尤其是氮和磷)是相當(dāng)重要的，這樣可以避免水體的富營(yíng)養(yǎng)化，目前我國(guó)的油田含聚污水主要以回注為主，回注的主要指標(biāo)是含油量和懸浮物。生活污水中含有磷，而含油污水中含有的磷元素較少甚至沒(méi)有，二者摻混后進(jìn)行處理可提高處理效率。在廢水處理中，電子受體的添加對(duì)剩余污泥在厭氧處理過(guò)程中的釋磷行為具有抑制作用。戴嫻等研究了進(jìn)水C/N對(duì)富集聚磷菌的SNDPR系統(tǒng)脫氮除磷的影響，C/N對(duì)系統(tǒng)的除磷性能沒(méi)有影響。隨著C/N的增大，出水NH4+-N濃度升高，C/N下降時(shí)，出水NO3--N濃度升高。魏超等采用A/O工藝，主要針對(duì)硫酸鹽，硝酸鹽，磷酸鹽三種電子受體，研究石化廢水等不同電子受體配比條件下對(duì)COD以及含油的去除取得較好的效果。尋找能產(chǎn)生還原性物質(zhì)的微生物，促進(jìn)聚丙烯酰胺的連鎖氧化降解反應(yīng)，從而完成其生物降解，是解決含聚污水外排一條重要的途徑，目前有關(guān)聚丙烯酰胺降解的微生物報(bào)道很少。
本研究將油田含油含聚污水中摻混了生活污水，生活污水為整個(gè)生物反應(yīng)系統(tǒng)提供磷元素，通過(guò)分別投加SO42-作為電子受體，運(yùn)行A/O工藝考察對(duì)其處理的效果，為實(shí)際的生產(chǎn)應(yīng)用提供技術(shù)和理論支持。
1、材料與方法
1.1 試驗(yàn)材料
試驗(yàn)用油田含聚污水取自大慶油田聚驅(qū)某聯(lián)合站來(lái)水，摻混的含聚污水與生活污水比例為2：5，摻混后含油量為35mg/L-45mg/L，COD為2200mg/L-2500mg/L。
1.2 試驗(yàn)方法
油田含聚污水摻混生活污水后，室內(nèi)試驗(yàn)通過(guò)A/O工藝裝置進(jìn)行處理，工藝流程如圖1，有機(jī)玻璃反應(yīng)器，在線溫控設(shè)備控制反應(yīng)器溫度�？刂屏蛩岣鶟舛�(BOD/SO42-=0.68)，通過(guò)計(jì)算確定進(jìn)水SO42-濃度為300mg/L，直接加入到儲(chǔ)水箱中，室內(nèi)單元工藝效果試驗(yàn)設(shè)計(jì)規(guī)模為每天處理水量80L，水力停留時(shí)間為12小時(shí)。
1.3 分析方法
含油量測(cè)定按SY/T5329-2012《碎屑巖油藏注水水質(zhì)指標(biāo)及分析方法》中含油量的測(cè)定方法進(jìn)行測(cè)定(分光光度法);COD的測(cè)定按GB/T11914-1989《水質(zhì)化學(xué)需氧量的測(cè)定》中測(cè)定方法進(jìn)行測(cè)定(重鉻酸鉀法);聚合物濃度的檢測(cè)執(zhí)行Q/SYDQ0928-2011《聚合物采出液化驗(yàn)方法》;聚合物粘度的測(cè)定按GB/T10247-2008《粘度測(cè)定方法》執(zhí)行。
2、結(jié)果與討論
2.1 聚合物和COD的去除率
如圖2所示，生物反應(yīng)器的進(jìn)水聚合物濃度為520mg/L，厭氧出水在啟動(dòng)階段由520mg/L逐漸升到639mg/L(這主要是聚合物在降解的過(guò)程中包裹的C=N雙鏈暴漏出來(lái)，現(xiàn)在的方法主要是針對(duì)C=N雙鏈進(jìn)行檢測(cè)的，因此實(shí)際檢測(cè)的時(shí)候濃度升高，實(shí)際上HPAM的濃度是降低的)。反應(yīng)器運(yùn)行36天時(shí)，聚合物濃度降解至423mg/L，去除率達(dá)到17.5%。好氧出水聚合物濃度一直增加，雖然在檢測(cè)數(shù)據(jù)上好氧工藝段對(duì)聚合物去除率較低，實(shí)際上是好氧工藝段有效地釋放了C=N雙鍵，實(shí)際上是降解了側(cè)鏈。
如圖3所示，厭氧出水COD濃度處于下降趨勢(shì)，而好氧出水處于上升趨勢(shì)，COD降解主要在厭氧段，厭氧COD去除率一直升高，穩(wěn)定時(shí)去除率在15.2%～23.4%之間，好氧段一直處于降解狀態(tài)，COD降低了56.3%，表明生物法對(duì)HPAM有一定的降解能力，只是降解難度大，但是其聚合物的溶液粘度降低80%以上，HPAM失去了原有的粘滯性，側(cè)鏈得到了降解，聚合物失去了原有的重要的粘滯性功能。
2.2 含油量的去除效率
如圖4所示，進(jìn)水含油量為40.99mg/L，經(jīng)過(guò)6d降解后，含油量由13mg/L將至約1mg/L，厭氧出水含油量去除率達(dá)到95%左右，同時(shí)測(cè)定的出水的懸浮物均值小于5mg/L。
2.3 硫酸根(SO42-)與可溶性硫化物變化情況
如圖5所示，厭氧和好氧出水SO42-濃度均由160～180mg/L降到20～40mg/L，在此區(qū)間達(dá)到穩(wěn)定�？扇苄粤蚧飫t由110～120mg/L降到10～20mg/L。SO42-去除率在86.6%～93.3%之間，主要在厭氧段得到有效地的去除。
2.4 pH值和ORP
如圖6和圖7所示，厭氧出水的pH值在8.2～8.6波動(dòng)，好氧出水的pH值在8.8～9.0之間波動(dòng)，說(shuō)明在反應(yīng)器已趨向穩(wěn)定。ORP在16d后趨向穩(wěn)定，在-530～-520mV之間，屬于嚴(yán)格的厭氧狀態(tài)，此時(shí)的厭氧反應(yīng)器具有較好的可生化能力。
3、結(jié)論
采用A/O工藝，HPAM去除率達(dá)到17.5%，厭氧段COD的去除率23.4%，好氧段COD降低56.3%，生物法對(duì)HPAM有一定的降解能力，其聚合物的溶液粘度降低80%以上，聚合物失去了原有的重要的粘滯性功能。SO42-去除率在90%，厭氧出水含油量去除率達(dá)到95%左右，出水的懸浮物均值小于5mg/L。好氧出水的pH值高于厭氧出水，厭氧段ORP控制在-530～-520mV之間，屬于嚴(yán)格的厭氧狀態(tài)，具有較好的可生化能力。
通過(guò)對(duì)難降解的油田含聚污水摻混生活污水，在控制C/S=0.68的條件下，電子受體的添加，可以有效的利用生物污水中的磷元素，提高了HPAM的生物降解能力，對(duì)污水中的含油和懸浮物有很好的去除效果，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于現(xiàn)有的含聚污水處理標(biāo)準(zhǔn)，達(dá)到了普通含油污水“511”的標(biāo)準(zhǔn)，該研究為油田含聚污水深度處理提供了技術(shù)和理論的支持。(來(lái)源：大慶油田有限責(zé)任公司第七采油廠)
