中原油田自1979年投入開發(fā)以來，污水處理先后經(jīng)歷了“四防藥劑”投加階段、水質(zhì)改性技術(shù)階段和“預(yù)氧化”技術(shù)階段。隨著技術(shù)工藝不斷進(jìn)步和完善，高效污水藥劑投入使用，藥劑成本逐步降低，目前約為0.46元/m2。
1、“四防藥劑”處理技術(shù)
1996年以前為“四防藥劑”處理階段，應(yīng)用的兩種工藝流程為80年代中期的開式重力流程和90年代初期的密閉重力流程，污水處理主要投加絮凝劑、殺菌劑、緩蝕劑、阻垢劑，其作用是除懸浮物、殺菌、防腐、防垢。該技術(shù)的特點(diǎn)是“密閉、殺菌、防腐、阻垢、控制Fe3+而不除Fe2+”，沒有系統(tǒng)考慮來水的成份，更多關(guān)注的是污水本身所表現(xiàn)出來的特性，通過“四防藥劑”來防腐、阻垢、殺菌，治標(biāo)不治本，注水沿程水質(zhì)惡化，腐蝕和結(jié)垢問題突出，藥劑費(fèi)用約為1.7元/m3。
2、水質(zhì)改性處理技術(shù)
1996～2001年探索應(yīng)用了水質(zhì)改性處理技術(shù)。該技術(shù)工藝流程是在重力(浮選)處理工藝流程上的進(jìn)一步改進(jìn)，主要增加了收油管罐、混合器。應(yīng)用的藥劑主要是PH調(diào)整劑、絮凝劑、水質(zhì)穩(wěn)定劑。PH調(diào)整劑作用是使水體由酸性變?yōu)閴A性，在高pH值下與Fe3+反應(yīng)生成Fe(OH)3沉淀，并形成不利于SRB生長的穩(wěn)定水體。絮凝劑起加速凈化作用，水質(zhì)穩(wěn)定劑起殺菌、阻垢和穩(wěn)定注入水水質(zhì)作用。到1998年底，全局12座污水站出站水質(zhì)明顯提高。處理后水質(zhì)達(dá)到A3級(jí)，井口水質(zhì)達(dá)標(biāo)率逐步提高到75%，但是存在污泥產(chǎn)出量大、細(xì)菌產(chǎn)生抗藥性和污水藥劑成本較高等問題。
3、預(yù)氧化處理技術(shù)
3.1 技術(shù)原理
2000年以后，為解決污泥殘?jiān)看髥栴}，開發(fā)應(yīng)用了“先氧化、后沉降，先殺菌、后控制”降低污泥的水處理技術(shù)，即預(yù)氧化處理技術(shù)。通過化學(xué)或電化學(xué)方法對(duì)來水進(jìn)行預(yù)氧化處理，在殺滅細(xì)菌的同時(shí)，將污水中的Fe2+氧化成Fe3+、S2-氧化成單質(zhì)硫，使其具有凝聚作用，在適宜的PH值條件下，打破污水中存在的CO2-HCO3--CO32-緩沖體系和固有的膠體平衡，使水中的微小雜質(zhì)顆粒聚集成體積大、密度高、沉降快的絮體，從水體中沉降、分離出來，實(shí)現(xiàn)水質(zhì)達(dá)標(biāo)。
3.2 工藝流程
預(yù)氧化技術(shù)的處理過程如下：產(chǎn)出水經(jīng)過除油罐和一次緩沖罐除油，進(jìn)入混合器加藥混凝，再進(jìn)入斜板沉降罐進(jìn)行污泥沉降，沉降罐上層清水進(jìn)入二次緩沖罐后進(jìn)行過濾，下層污泥排入污泥池。其流程如圖1所示。
3.3 藥劑體系
預(yù)氧化水處理技術(shù)應(yīng)用的藥劑是氧化劑、PH調(diào)整劑、絮凝劑和助凝劑。其中氧化劑起氧化除鐵和殺菌作用，可將水中的Fe2+氧化成Fe3+，在pH值大于7.1時(shí)，F(xiàn)e3+以Fe(OH)3沉淀除去，同時(shí)利用藥劑強(qiáng)氧化性殺滅和控制細(xì)菌生長；復(fù)合堿調(diào)整污水PH值;絮凝劑和助凝劑強(qiáng)化凈水效果。
3.4 配套工藝
3.4.1 預(yù)除油工藝
該工藝在罐內(nèi)設(shè)置了布水系統(tǒng)、集水系統(tǒng)、收油系統(tǒng)、排污系統(tǒng)，除油效率可達(dá)95%以上，除懸浮物效率可達(dá)60%以上。
3.4.2 高效加藥混凝技術(shù)
高效混凝旋流反應(yīng)器通過控制反應(yīng)器進(jìn)口流速及噴嘴尺寸，在凝聚過程中利用旋流反應(yīng)器形成的旋流對(duì)藥劑進(jìn)行充分混合，便于混凝劑快速水解、聚合及顆粒脫穩(wěn)。
3.4.3 逆向流沉降分離技術(shù)
該技術(shù)改變水與懸浮物相對(duì)流向，由沉降罐下部進(jìn)水，上部出水，使懸浮物在下部已預(yù)沉50-60%，水流經(jīng)過斜板時(shí)，細(xì)粒徑懸浮物在斜板上沉降下來。該工藝懸浮物去除率提高30%左右，出水懸浮物含量可控制在30mg/L以內(nèi)，有效降低過濾負(fù)荷。
3.4.4 自動(dòng)化控制技術(shù)
自動(dòng)化技術(shù)是實(shí)現(xiàn)凈化水質(zhì)全天候平穩(wěn)運(yùn)行和達(dá)標(biāo)的重要保證，也是減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度、提高藥劑性能的重要保障。中原油田污水處理實(shí)現(xiàn)了加藥、排污、反沖洗自動(dòng)化控制技術(shù)。
3.4.5 多層濾料過濾技術(shù)
多層濾料上層為小密度無煙煤，中層為中密度石英砂，下層為大密度磁鐵礦。同時(shí)改進(jìn)過器罐集、配水系統(tǒng)。過濾器頂部配水系統(tǒng)采用多孔喇叭頭蓮噴配水方式，底部集水系統(tǒng)采用不銹鋼穿孔管，該結(jié)構(gòu)改善了集配水均勻性，同時(shí)杜絕了濾料流失。多層濾料過濾技術(shù)懸浮物去除率達(dá)到90%以上。
3.5 污泥產(chǎn)出量減少原因分析
Fe2+對(duì)污水處理及水質(zhì)穩(wěn)定影響很大，“四防藥劑”技術(shù)因?yàn)椴扇〔怀鼺e2+工藝，造成水質(zhì)波動(dòng)較大。水質(zhì)改性技術(shù)的核心是將產(chǎn)出水的PH值提高到8.5以上，同時(shí)去除污水中的鐵離子(Fe3+、Fe2+)，因此需要加入大量的石灰乳，造成污泥殘?jiān)看?。預(yù)氧化技術(shù)先將Fe2+氧化Fe3+，讓Fe3+在PH值7.1開始以Fe(OH)3的形式沉淀出來，可以減少石灰乳投加量和污泥產(chǎn)出量。同時(shí)氧化產(chǎn)生的Fe3+在較低PH值下，自身有凝聚能力而祈禱加速助凝作用，提高了凈化效果。
優(yōu)選了PH調(diào)整劑和水體PH值。根據(jù)對(duì)PH值調(diào)整劑在水中反應(yīng)速度和利用率、殘?jiān)慨a(chǎn)生的 >
預(yù)氧化技術(shù)產(chǎn)生的污泥經(jīng)過改性回用，部分取代絮凝劑的作用，降低了污泥量。由于產(chǎn)出水采用氧化技術(shù)進(jìn)行處理后，產(chǎn)出的污泥成為了疏水性極佳和吸附性(氫氧化鐵膠體)的活性礦物質(zhì)，進(jìn)行改性后重復(fù)利用，可以部分取代絮凝劑，減少污泥殘?jiān)俊?/p>
3.6 三種水處理特點(diǎn)對(duì)比
將三種水處理技術(shù)的主要特點(diǎn)對(duì)比如下：
4、微生物處理技術(shù)
在水質(zhì)全面達(dá)標(biāo)的基礎(chǔ)上，為了進(jìn)一步減少污泥殘?jiān)浚性吞镉?013年7月在橋口污水站探索應(yīng)用了微生物復(fù)合水處理技術(shù)。目前污水處理平穩(wěn)運(yùn)行，水質(zhì)達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。與預(yù)氧化技術(shù)相比，該技術(shù)污泥量從為1.4t/萬方水，減少了1/3，藥劑為0.69元，減少了5%。
4.1 工藝流程
收油罐來水首先進(jìn)入預(yù)氧化池，在曝氣作用下，將部分Fe2+氧化成Fe3+，出水泵入一體化除鐵裝置，通過加藥混合進(jìn)一步去除污水中的鐵離子。除鐵裝置出水進(jìn)入微生物處理系統(tǒng)，充分降解污水中的有機(jī)物。微生物反應(yīng)區(qū)出水進(jìn)入固液分離區(qū)去除懸浮顆粒物，出水進(jìn)入原有流程進(jìn)一步處理。工藝流程圖如圖2所示。
一體化除鐵裝置的工作過程如下：來水在管道混合器中加入雙氧水，充分混合后進(jìn)入反應(yīng)沉降區(qū)，進(jìn)一步把Fe2+氧化成Fe3+，F(xiàn)e3+形成絮體，部分上浮到水面由刮渣機(jī)刮入污泥池，部分沉入污泥斗，排入污泥池;反應(yīng)沉降區(qū)出水進(jìn)入溶氣釋放反應(yīng)區(qū)，在污水中的細(xì)小懸浮顆粒與釋放的微小氣泡充分混合形成氣浮體而上浮至水面，由刮渣機(jī)刮入污泥池，較大的顆粒將下沉至污泥斗，通過排污將其排出。氣浮池出水進(jìn)入清水區(qū)，其出水進(jìn)入微生物反應(yīng)池進(jìn)行處理。其工藝圖如圖3所示。
4.2 水質(zhì)情況
目前橋口污水站污水處理平穩(wěn)運(yùn)行，除粒徑中值外，其余指標(biāo)達(dá)到A2級(jí)，具體見下表：
5、結(jié)束語
經(jīng)過多年探索和應(yīng)用，中原油田走出了一條適合自身的水處理路子，形成了完整的物理化學(xué)相結(jié)合的理論體系。微生物水處理技術(shù)的首次應(yīng)用，把污泥產(chǎn)出量降到一個(gè)非常低的水平，同時(shí)該技術(shù)對(duì)操作工的崗位技能提出了新的要求。( >
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