生物技術(shù)主要是通過微生物所產(chǎn)生的生化作用，把原本具有繁瑣性的有機(jī)物質(zhì)分解成為簡單的物質(zhì)，把原本存在毒性的物質(zhì)變?yōu)闆]有任何毒性的物質(zhì)，以做到凈化廢水的目的。相較于物理技術(shù)或者化學(xué)技術(shù)，生物技術(shù)無需太高的成本、投資低，效率顯著、不存在二次污染現(xiàn)象，目前在各油田中已得到了全面普及。油田生產(chǎn)中所產(chǎn)生的廢水缺乏可生化性，存在難以降解的有機(jī)物質(zhì)，針對(duì)此情況，世界各國均廣泛的使用了接觸氧化、曝氣生物濾池、A/O法等對(duì)油田污水進(jìn)行處理。文中主要以曝氣生物濾池油田污水處理技術(shù)為主。
1 微生物技術(shù)基本原理
在有氧條件及適宜的環(huán)境中，污水中的溶解性有機(jī)物透過細(xì)菌的細(xì)胞壁被細(xì)菌所吸收，固體和膠體等不溶性有機(jī)物先是附著在細(xì)菌體外，由細(xì)菌所分泌的一種特殊酶分解成可溶性物質(zhì)，再滲入細(xì)胞體內(nèi)，從而細(xì)菌通過自身的生命過程——氧化、還原、合成等把復(fù)雜的有機(jī)物降解成簡單的無機(jī)物(H2O和CO2等)，釋放出的能量作為自身生存與繁殖的生命之源。在適宜的條件(15~40℃)下微生物以有機(jī)物為營養(yǎng)實(shí)現(xiàn)新陳代謝，達(dá)到凈化廢水的目的，對(duì)環(huán)境沒有二次污染。
2 流程
曝氣生物濾池工藝技術(shù)主要通過氣水平行上流的運(yùn)行方式，促進(jìn)氣與水之間的良好整合，這不僅使得氣泡擁有了更高的切割作用，而且氣泡也不會(huì)再發(fā)生凝結(jié)現(xiàn)象，有效避免了短流與氣陷問題。該工藝技術(shù)內(nèi)氧氣使用效率好，實(shí)際消耗量大。能夠使反沖洗周期適當(dāng)?shù)难娱L，縮短了清洗時(shí)間，同時(shí)還防止了清洗過程中水、氣量的大量使用?？蓪⒎礇_洗中生產(chǎn)的水排放至廢水回收池內(nèi)。曝氣生物濾池工藝技術(shù)共包括兩個(gè)環(huán)節(jié)階段，即吸附截留及降解吸收階段、反沖洗再生階段。第一個(gè)階段的主要任務(wù)是：油田產(chǎn)生的污水經(jīng)進(jìn)水管從底部流進(jìn)濾池內(nèi)，和存于曝氣管中的空氣同時(shí)向上由填料層流過。填料中的微生物通過溶解氧對(duì)污水內(nèi)的COD、BOD、一些毒性物質(zhì)進(jìn)行降解，并且填料及其上部的生物膜會(huì)吸附、截留ss，使其存于濾床中。第二個(gè)階段的主要任務(wù)是：在過濾工作開展下，會(huì)使得填料層中的生物膜厚度越來越厚，積累大量的ss，進(jìn)一步加劇了過濾水頭的損失。進(jìn)水壓在一定值狀態(tài)下，設(shè)計(jì)流量起伏不定，針對(duì)此情況，應(yīng)及時(shí)的進(jìn)入反沖洗再生階段將濾床中的生物膜與ss去除干凈，以保證濾池具有較高的處理能力。反沖洗再生過程遵循下列步驟：將進(jìn)水與工藝空氣關(guān)閉;對(duì)氣進(jìn)行單獨(dú)的清洗;氣與水一同進(jìn)行沖洗;通過干凈的水做最后的沖洗。
3 油田污水微生物處理的應(yīng)用
3.1 氧化塘法
氧化塘法是指利用水塘中的微生物和藻類等水生植物對(duì)污水和有機(jī)廢水進(jìn)行需氧生物處理的方法。。該方法不僅可以對(duì)污水中的污染物進(jìn)行有效地處理還能使作用過程中生成的物質(zhì)得到充分的應(yīng)用，取得不錯(cuò)的經(jīng)濟(jì)效益。氧化塘法在油田污水的處理中取得了很好的效果，大港油田通過氧化塘處理技術(shù)對(duì)采油廢水進(jìn)行處理效果顯著，COD、石油類、SS去除率2000年到2004年分別由43%、51%、14%提高到77%、98%、26%。勝利油田運(yùn)用該方法處理樁西采油廢水，硫化物、揮發(fā)酚都得到很好的處理，石油類含量由10.60mg/L下降到3.20mg/L，COD值由166.7下降為127.9。
3.2 生物膜法
生物膜法是通過生物膜來吸附、降解有機(jī)物，從而達(dá)到凈化污水的作用。生物膜主要由微生物細(xì)胞和它們所產(chǎn)生的胞外多聚物組成，微生物生長在載體的表面且分布不均勻，不連續(xù)。生物膜法與活性污泥法相比具有一些優(yōu)勢，比如無需污泥回流，運(yùn)行管理容易，無污泥膨脹問題，易于微生物生存，運(yùn)行穩(wěn)定等。許謙等人采用序批式生物膜(SBBR)法處理油田廢水取得了很好的效果，在SBBR裝置進(jìn)水COD容積負(fù)荷為0.5kg/(m3·d)及進(jìn)水COD為500mg/L左右的條件下，經(jīng)過近兩個(gè)月的連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，COD平均去除率超過80%，出水中COD低于100mg/L，符合GB8978-1996《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》的要求，經(jīng)過處理的污水可以直接排放。
3.3 厭氧生物轉(zhuǎn)盤
厭氧生物轉(zhuǎn)盤技術(shù)主要用于處理高濃度的有機(jī)廢水和污泥。裝置主要由盤片、密封的反應(yīng)槽、轉(zhuǎn)軸及驅(qū)動(dòng)裝置組成，為收集沼氣和防止液面上的空間有氧存在，于上部加蓋密封。靠盤片表面生物膜和懸浮在反應(yīng)槽中的厭氧活性污泥共同完成污水處理。盤片轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，作用在生物膜上的剪刀將老化的生物膜剝下，在水中呈懸浮狀態(tài)，隨水流出槽外，沼氣從槽頂排出。黃長盾、張志仁等人通過厭氧生物轉(zhuǎn)盤處理高濃度有機(jī)廢水的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在中溫條件下，COD容積負(fù)荷為5.44~11.6kg/(m3·d)，COD去除率為70.6%~74.7%，總磷去除率為35%~48.5%，廢水中的有機(jī)氮基本上轉(zhuǎn)化為HN3-N，每去除1kgCOD產(chǎn)生沼氣0.41~0.65m3。采用厭氧生物轉(zhuǎn)盤技術(shù)處理污水操作簡便、處理過程穩(wěn)定性強(qiáng)，但是由于盤片成本較高，所以在各油田的應(yīng)用比較有限。具體聯(lián)系污水寶或參見http://www.dowater.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。
4 油田污水微生物處理的發(fā)展前景
微生物污水處理技術(shù)在國內(nèi)各個(gè)油田都得到了廣泛的運(yùn)用，并且取得了很好的應(yīng)用效果。微生物污水處理技術(shù)已經(jīng)成為國內(nèi)油田采出水處理的重要組成部分，但是該技術(shù)還是存在很多局限性，新型菌種的培養(yǎng)、生物膜成本等一直是人們致力解決的問題，因此在采用微生物處理油田污水時(shí)必須聯(lián)合其他先進(jìn)的技術(shù)才能提高污水水質(zhì)的達(dá)標(biāo)率。目前，國外油田采出水的處理技術(shù)已經(jīng)從單純的物理化學(xué)方法或者生物技術(shù)逐漸發(fā)展為物理化學(xué)方法與生物技術(shù)相結(jié)合的綜合技術(shù)，通過各種技術(shù)相互間的分工合作最終取得很好的效果，這也將成為我國微生物法處理油田污水今后的一個(gè)重要的發(fā)展方向。
結(jié)語
綜上所述可知，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步與發(fā)展，在能源續(xù)期、石油生產(chǎn)技術(shù)方面提出了更高的需求。當(dāng)前，油田污水處理已經(jīng)成為了改善油田區(qū)域生態(tài)環(huán)境，加快國家環(huán)保工作進(jìn)程的關(guān)鍵。伴隨大量油田污水處理技術(shù)的應(yīng)運(yùn)而生，微生物技術(shù)在油田污水處理中的應(yīng)用越來越廣泛，污水處理效果顯著。由于本文所述的曝氣生物濾池油田污水處理技術(shù)屬于一種新型的水處理工藝，在我國還處于發(fā)展階段，所以還有很多地方需要進(jìn)行積極的探索研究，如生物膜的特點(diǎn)及其快速啟動(dòng)的方式;反沖洗過程中生物膜的脫落規(guī)律等。( >
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