專利名稱：一種含油污泥生物氣浮處理方法
一、所屬領(lǐng)域本發(fā)明屬于污染物的生物處理方法，具體涉及油田含油污泥的生物氣浮處理方法。
背景技術(shù)：
油田在鉆井、采油工藝中要產(chǎn)生鉆井泥漿、落地原油類含油污泥。在原油脫水、隔油、浮選、儲運等工藝中的沉降罐、儲油罐、浮選罐中也要產(chǎn)生含油污泥污染物。含油污泥產(chǎn)生量約占原油開發(fā)總量的1％以上。此類污染物除含大量原油外，還含有苯、酚、蒽等有害物質(zhì)，若不加處理直接排放，既污染了環(huán)境，也浪費了資源。
目前國外處理含油污泥主要采用化學(xué)破乳劑技術(shù)；共聚物技術(shù)；層流物理分離技術(shù)；酸化破乳、中和、過濾技術(shù)；加陽離子凝聚劑、陰離子或非離子破乳劑進(jìn)行解吸附技術(shù)；在攪拌條件下將含油污泥加熱到80℃，同時加入4500ppm的化學(xué)破乳劑和200ppm的聚丙烯酰胺，然后加入0.5-2.0％的酸，使水、油、泥三相分離技術(shù)；薄膜破乳和電子破乳技術(shù)；通過不同的篩網(wǎng)過濾、重力分離、水力旋流、加起泡劑、表面活性劑的綜合處理技術(shù)；對沉降罐的底泥和油水乳化液通過物理剪切破乳、回收石油技術(shù)；投加乙烯胺/乙烯甲酰胺技術(shù)；發(fā)泡浮選技術(shù)；溶氣浮選與空氣浮選技術(shù)；添加惰性材料作蓬松劑的微生物降解技術(shù)；含油污泥改性、浮選分離技術(shù)和濾料過濾技術(shù)等。
國內(nèi)含油污泥的處理方法有化學(xué)破乳、浮選、三相重力分離技術(shù)。加熱、加堿等技術(shù)。調(diào)質(zhì)機(jī)械分離技術(shù)。脫水泥餅焚燒、掩埋技術(shù)。深層重注技術(shù)。堆肥技術(shù)、熱洗滌技術(shù)、藥物破乳混凝技術(shù)、鹽析技術(shù)、電解凝聚技術(shù)、溶劑萃取技術(shù)、串聯(lián)萃取技術(shù)及氣浮技術(shù)等。這些技術(shù)有的處理成本太高，難于運行；有的易造成二次污染；有的處理時間周期太長。且大部分均不能有效回收原油，浪費了石油資源，降低了企業(yè)效益。油田的含油污泥至今仍然未得到有效的處理。大量含油污泥未經(jīng)處理直接掩埋。

發(fā)明內(nèi)容
針對以上含油污泥處理問題，本發(fā)明公開了一種含油污泥生物氣浮處理方法。
本發(fā)明采用能利用糖產(chǎn)氣的微生物菌種(酵母菌、產(chǎn)甲烷菌等)、加糖、產(chǎn)氣、特殊方式的攪拌組合工藝處理水包油型的含油污泥。先將水包油型的含油污泥加水調(diào)配；在20-50℃狀態(tài)下加入能利用糖產(chǎn)氣的微生物菌種和菌種產(chǎn)氣營養(yǎng)源(糖)；采用水泵循環(huán)攪拌；將原油、污泥和水進(jìn)行分離，達(dá)到回收原油，污泥排放，水回用的處理效果。
本發(fā)明中，含油污泥的調(diào)配是將含油污泥調(diào)配成含水率90-99％，批量或連續(xù)進(jìn)入生物反應(yīng)器內(nèi)并保溫20-50℃；一次性投加生物反應(yīng)器有效容積1000-5000mg/l的能利用糖產(chǎn)氣的微生物菌種；連續(xù)或批量投加1000-3000mg/l糖；采用揚程為6-12m、每小時流量體積為生物反應(yīng)器容積的0.5-5倍的水泵循環(huán)攪拌。循環(huán)攪拌的方向是自生物反應(yīng)器的上部抽出，至生物反應(yīng)器的底部泵入。連續(xù)運行時水力停留時間12-36小時；油水分層后回收含油污泥原油的80-98％；剩余污泥經(jīng)沉淀排放；水回用。
本發(fā)明包括能利用糖產(chǎn)氣的微生物菌種、工業(yè)用糖和配置的生物反應(yīng)器。其原理是在一定的溫度下，由于投加在生物反應(yīng)器內(nèi)的微生物菌種分解消化投加在生物反應(yīng)器內(nèi)的糖而不斷產(chǎn)生的二氧化碳?xì)馀?；將處于乳化狀態(tài)懸浮于水中的原油團(tuán)粒隨水泵循環(huán)水流的物理協(xié)同作用上浮聚集形成一層油面，在連續(xù)微量進(jìn)水的作用下油層被溢流收集在原油回收裝置中。原油被回收以后，剩余污泥沉降性能得到顯著改善，在短時間內(nèi)，經(jīng)靜置沉降完成泥水分離。沉降的污泥排放，上清水回用。
本發(fā)明可以采用間歇批次反應(yīng)處理的方式。將含油污泥用泥漿泵注入生物反應(yīng)器中，該反應(yīng)器配置泵循環(huán)攪拌設(shè)備、可調(diào)控的保溫設(shè)備、可調(diào)控的微量進(jìn)水系統(tǒng)、調(diào)配含油污泥的調(diào)配罐、回收原油的貯油罐、溢流回收原油的原油回收罐和安裝有進(jìn)料口、出料口、取樣口、溢出口、排氣口、清洗口、加糖口。
本發(fā)明要求配置的泵循環(huán)攪拌設(shè)備的循環(huán)管進(jìn)水口在生物反應(yīng)器內(nèi)液面下，液體深度的2/3-4/5之間；循環(huán)管出水口在生物反應(yīng)器內(nèi)底部。
根據(jù)含油污泥含水率將其含水率調(diào)配至90-99％之間，根據(jù)含油污泥中所含原油的熔點確定特定的生物反應(yīng)器內(nèi)保持溫度在20-50℃之間，針對含油污泥含原油率，投加1000-5000mg/l的微生物菌劑，投加1000-3000mg/l糖，采用水泵循環(huán)攪拌，運行時間12-36小時；油水分層后回收含油污泥中原油的80-98％；回收原油后的剩余污泥經(jīng)20-80min沉降，排除沉淀污泥，上清液回用作含油污泥調(diào)配用水。
本發(fā)明也可以采用連續(xù)反應(yīng)處理的方式，在連續(xù)反應(yīng)處理的開始向生物反應(yīng)器中一次性按有效容積1000-5000mg/l投加能利用糖產(chǎn)氣的微生物菌種，將配有含糖1000-3000mg/l、含水率90-99％的含油污泥用泥漿泵連續(xù)注入至生物反應(yīng)器中。連續(xù)進(jìn)行微量進(jìn)水，同時連續(xù)回收原油；被回收原油的剩余污泥連續(xù)流入沉降罐；經(jīng)沉降的污泥連續(xù)排放。上清出水回用調(diào)配含油污泥。
在連續(xù)反應(yīng)處理時運行參數(shù)如下含油污泥含水率90-99％之間；生物反應(yīng)器內(nèi)保持溫度在20-50℃之間；開始向生物反應(yīng)器中一次性按有效容積1000-5000mg/l投加微生物菌劑；在連續(xù)進(jìn)料的含油污泥中含糖1000-3000mg/l、含水率90-99％；循環(huán)攪拌水泵的揚程為6-12m、每小時流量是生物反應(yīng)器容積的0.5-5倍。水力停留時間12-36小時?；厥赵驼己臀勰嗪涂偭康?0-98％。沉淀罐的容積是生物反應(yīng)器容積的1/10-3/10。連續(xù)排除沉淀污泥的速度是進(jìn)料流量的5-50％。連續(xù)排除沉淀污泥的含水率80-95％?；厥赵秃试?0-25％、含泥率20-25％。
回收原油可直接進(jìn)入原油處理系統(tǒng)。
污泥可直接排放，污泥復(fù)配石油降解菌，在自然環(huán)境中，一般一月后達(dá)到含油污泥排放標(biāo)準(zhǔn)(3000mg/kg)；也可脫水干化，或作建材等。
本發(fā)明所指含油污泥是指水包油型含油污泥。
本發(fā)明所使用菌種、工藝、設(shè)備對各種水包油型含油污泥均有良好的處理效果。對油包水型含油污泥效果不理想。
本發(fā)明具有以下優(yōu)點1、本發(fā)明采用加微生物菌劑、加糖、產(chǎn)氣、特殊方式攪拌的組合工藝處理不同來源的含油污泥。批次處理運行時間24小時左右，也可連續(xù)處理。在含油污泥含原油10％以上時，本工藝對含油污泥的處理回收原油扣除工程折舊和運行費仍能盈利。
2、本工藝不造成二次污染，能夠回收油泥中的絕大部分石油資源，運行費低，投資成本及運行成本均大大低于現(xiàn)行的處理方法。
3、此項技術(shù)可進(jìn)行工業(yè)化配套生產(chǎn)。具有工藝設(shè)備簡單；可自動化控制；運行穩(wěn)定的特點。
具體實施例方式
實施例1勝利油田某污水處理廠含油污泥生物處理中試工程將含油污泥調(diào)配成含水率98％，批量進(jìn)入罐容1200升、有效容積1000升的兩個生物反應(yīng)器內(nèi)并保溫40℃；批量投加3000mg/l酵母菌發(fā)酵液、2500mg/l工業(yè)用糖。采用揚程9米、流量5M3/h水泵循環(huán)攪拌；運行時間24h；油水分層后回收原油94％；剩余污泥經(jīng)沉淀排放；水回用。
生物反應(yīng)器1000×2升。日處理含油污泥2000升(含油污泥含水率98％、干重含油率20％)。日回收純原油8公斤。
實施例微生物菌劑的生產(chǎn)1、本發(fā)明實施例采用常規(guī)酒精酵母菌2、菌種的保藏和轉(zhuǎn)接將常規(guī)酒精酵母菌轉(zhuǎn)接到PDF培養(yǎng)基斜面上，保存在4℃冰箱里，正常情況下，每三個月或半年轉(zhuǎn)接、培養(yǎng)一次，轉(zhuǎn)接同時一部分斜面作擴(kuò)大培養(yǎng)用。
3.培養(yǎng)基培菌培養(yǎng)基成分(g/l)NaNO3 3.0KH2PO41.0KCl 0.5蔗糖 30.0蛋白胨 4.0MgSO4.7H2O0.5 FeSO4.7H2O 0.014、菌種的擴(kuò)大培養(yǎng)(1)一級擴(kuò)大培養(yǎng)配制好31培養(yǎng)基，分裝入9個500毫升的三角瓶內(nèi)(D1、D2、D3菌各三瓶)，然后放入滅菌鍋中，在121℃下滅菌20分鐘，冷卻后，以D1、D2、D3三支斜面為菌種，每支各接種三個滅菌的三角瓶，每個三角瓶的接種量為一接種環(huán)，接種后三角瓶用中間夾有棉花的紗布蓋好，在通氣的情況下盡量減少污染置于35℃，160轉(zhuǎn)/分的搖床上培養(yǎng)二天。
(2)二級擴(kuò)大培養(yǎng)配制601培養(yǎng)基，分別裝入3個25升的種子罐內(nèi)，將一級擴(kuò)大培養(yǎng)好的D1、D2、D3菌以5％體積比的接種比例，分別接種入3個塑料桶內(nèi)，然后將事先用酒精消毒的曝氣頭、曝氣管放入桶內(nèi)，桶口蓋上紗布，開始曝氣，曝氣量為501/min，置于生化培養(yǎng)箱40℃曝氣培養(yǎng)二天。
(3)培菌罐培養(yǎng)配制200升培養(yǎng)基，121℃蒸汽滅菌30分鐘后，冷卻，將二級擴(kuò)大培養(yǎng)的菌液按5％體積比接種入培菌罐，170L/min曝氣、攪拌，40℃進(jìn)行三級擴(kuò)大培養(yǎng)，培養(yǎng)二天，取少量菌液測定其光密度(OD)和計活菌數(shù)，培養(yǎng)結(jié)束后，OD值一般達(dá)3-4，活菌數(shù)達(dá)1×108-109，將培養(yǎng)好的菌種保存在4℃冰箱里備用。
5、培菌設(shè)備二級種子罐25升兩套、生產(chǎn)菌液發(fā)酵罐200升兩套作輪流生產(chǎn)酵母菌液用。
實施例2勝利油田某污水處理廠含油污泥生物處理生產(chǎn)工程是先在生物反應(yīng)器內(nèi)一次性投加酵母菌發(fā)酵液1000升。將含油污泥調(diào)配成含水率97％，含酒精酵母菌劑2000mg/l、含工業(yè)用糖2500mg/l連續(xù)進(jìn)入生物反應(yīng)器內(nèi)并保溫40℃；采用揚程9米、流量10M3/h水泵循環(huán)攪拌；運行時間24h；油水分層后回收原油85-90％；剩余污泥經(jīng)沉淀排放；水回用。
生物反應(yīng)器20000升。日處理含油污泥20000升(含油污泥含水率97％、干重含油率25％)。日回收純原油85公斤。
菌種和培菌方法同上。
培菌設(shè)備二級種子罐500升兩套、生產(chǎn)菌液發(fā)酵罐5000升兩套輪流生產(chǎn)酵母菌液用。
實施例3大慶油田某污水聯(lián)合站含油污泥生物處理中試工程是將含油污泥調(diào)配成含水率98％，批量進(jìn)入罐容1100升、有效容積1000升的兩個生物反應(yīng)器內(nèi)并保溫40℃；批量投加3000mg/l酵母菌發(fā)酵液、3000mg/l工業(yè)用糖。采用揚程9米、流量5M3/h水泵循環(huán)攪拌；運行時間24h；油水分層后回收原油90％；剩余污泥經(jīng)沉淀排放；水回用。
生物反應(yīng)器1100×2升。日處理含油污泥2000升(含油污泥含水率98％、干重含油率22％)。日回收純原油8公斤。
菌種和培菌方法同上。
培菌設(shè)備二級種子罐25升兩套、生產(chǎn)菌液發(fā)酵罐200升兩套輪流生產(chǎn)酵母菌液用。
實施例4新疆油田某原油處理廠含油污泥生物處理中試工程將含油污泥調(diào)配成含水率98％，批量進(jìn)入罐容1200升、有效容積1000升的兩個生物反應(yīng)器內(nèi)并保溫40℃；批量投加3000mg/l酵母菌發(fā)酵液、2500mg/l工業(yè)用糖。采用揚程9米、流量5M3/h水泵循環(huán)攪拌；運行時間24h；油水分層后回收原油94％；剩余污泥經(jīng)沉淀排放；水回用。
生物反應(yīng)器1200×2升。日處理含油污泥2000升(含油污泥含水率98％、干重含油率20％)。日回收純原油8公斤。
菌種和培菌方法同上。
培菌設(shè)備二級種子罐25升兩套、生產(chǎn)菌液發(fā)酵罐200升兩套輪流生產(chǎn)酵母菌液用。
權(quán)利要求
1.含油污泥生物氣浮處理方法，其特征是通過先將水包油型的含油污泥加水調(diào)配；在20-50℃狀態(tài)下加入能利用糖產(chǎn)氣的微生物菌種和菌種產(chǎn)氣營養(yǎng)源；采用水泵循環(huán)攪拌；將原油、污泥和水進(jìn)行分離，回收原油，污泥排放，水回用。
2.權(quán)利要求1所述的含油污泥生物氣浮處理方法，其特征是含油污泥的調(diào)配是將含油污泥調(diào)配成含水率90-99％，批量或連續(xù)進(jìn)入生物反應(yīng)器內(nèi)并保溫20-50℃；一次性投加生物反應(yīng)器有效容積1000-5000mg/l的能利用糖產(chǎn)氣的微生物菌種；連續(xù)或批量投加1000-3000mg/l糖；采用水泵按照從生物反應(yīng)器的底部泵入、上部抽出的方向循環(huán)攪拌；連續(xù)運行時水力停留時間12-36小時；油水分層后回收原油；剩余污泥經(jīng)沉淀排放；水回用。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的含油污泥生物處理方法，其特征是采用連續(xù)反應(yīng)處理的方式，在連續(xù)反應(yīng)處理的開始向生物反應(yīng)器中一次性按有效容積1000-5000mg/l投加能利用糖產(chǎn)氣的微生物菌種，將配有含糖1000-3000mg/l、含水率90-99％的含油污泥用泥漿泵連續(xù)注入至生物反應(yīng)器中；連續(xù)進(jìn)行微量進(jìn)水，同時連續(xù)回收原油；被回收原油的剩余污泥連續(xù)流入沉降罐；經(jīng)沉降的污泥連續(xù)排放，上清出水回用。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的含油污泥生物處理方法，其特征是能利用糖產(chǎn)氣的微生物菌種包括酵母菌和產(chǎn)甲烷菌。
全文摘要
本發(fā)明屬于污染物的生物處理方法，針對油田含油污泥大量積累，部分方法處理難度大，運行成本高，現(xiàn)有方法處理周期長和易造成二次污染等缺點，本發(fā)明公開了一種含油污泥生物氣浮處理方法。通過先將水包油型的含油污泥加水調(diào)配；在20－50℃狀態(tài)下加入能利用糖產(chǎn)氣的微生物菌種和菌種產(chǎn)氣營養(yǎng)源；采用水泵循環(huán)攪拌；將原油、污泥和水進(jìn)行分離，回收原油，污泥排放，水回用。本發(fā)明具有節(jié)約投資，處理效果好，無二次污染等優(yōu)點。
文檔編號C02F3/34GK1843980SQ20051002066
公開日2006年10月11日 申請日期2005年4月6日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月6日
發(fā)明者李大平, 田崇民, 何曉紅, 王曉梅, 董薇, 王春明 申請人:中國科學(xué)院成都生物研究所