（环境工程专业论文）氧化沟处理油田废水的试验研究.pdf

摘要 油田废水中含有大量的污染物质，不能直接排放，以免污染环境 由于该废水中不仅含有大量的有机物( 如石油) ，而且还常常含有较高的 盐分及其它一些有毒、有害或难降解的物质，所以油田废水是比较难处 理的 为了找到高效、经济的油田废水处理方法，本人分别采用氧化沟法、 投茵法及投茵强化氧化沟法进行了试验试验结果表明：氧化沟法和投 茵法对油田废水都具有一定的处理能力，可以用于油田废水的处理如 果将高效茵种投加到氧化沟中，可以大幅度提高氧化沟的处理能力，因 此，投茼强化氧化沟法是本试验推荐的方法 关键词：油田废氧化菌种、投茼法、投茵强化氧化自旷 a b s t r a c t p e t r o l e u mw a s t e w a t e rc o n t a i n sm a n yk i n d so f p o l l u t a n t s ，s u c h a s o i l ，c h l o r i d ea n dm a n yo t h e ro r g a n i cp o l l u t a n t s i ti sd i f f i c u l tt o t r e a tb y m i c r o o r g a n i s m s i no r d e rt of i n da l le f f i c i e n ta n de c o n o m i c a lm e t h o dt ot r e a t p e t r o l e u mw a s t e w a t e r , w eu s e ds o m ed i f f e r e n tm e t h o d s ，s u c ha s o x i d a t i o nd i t c h ，t r e a t m e n t b ys p e c i a l b a c t e r i aa n d s p e c i a l b a c t e r i a i m p r o v e d o x i d a t i o nd i s h t h er e s u l t ss h o w e dt h a t o x i d a t i o nd i t c ho r s p e c i a l b a c t e r i ac a nt r e a tt h e p e t r o l e u m i v a s t e w a t e r i fw e p u tt h es p e c i a lb a c t e r i ai n t o 觚o x i d a t i o nd i t c h ， t h ee f f i c i e n c yw i l lb eh i # yi n c r e a s e d w es u g g e s tt h a ts p e c i a l b a c t e r i ai m p r o v e do x i d a t i o nd i t c hs h o u l db eu s e di n p e t r o l e u m w a s t e w a t e rt r e a t m e n t k e y w o r d s ：p e t r o l e u mw a s t e w a t e r o x i d a t i o nd i t c h 。 s p e c m l b a c t e r i a t r e a t m e n t b ys p e c i a lb a c t e r i a s p e c m l b a c t e r i ai m p r o v e do x i d a t i o nd i t c h 天津大学硕士学位论文第一章绪论 第一章绪论 第一节概述 一、采油废水的处理 在石油的开采过程中往往会带上来大量的水这些水中的一部分经过一定 的处理后回注到地下，既可以满足继续采油的技术要求，同时又可以防止地面 的沉降；剩余的水就需要排放这些水是从石油中分离出来的，含有大量的污 染物质，不能满足国家的排放标准，如果直接排放将会严重污染环境，因此需 要经过处理 ， 油在水中有不同的存在形态，可分为游离油、分散油和乳状油等。处理 含油污水的方法很多，常用的有以下几类：l 、物理法，如气浮法、膜分离法、 吸附法等：2 、化学法，如盐析法、凝聚法、电化学法等；3 、生物法，如活性 污泥法、生物膜法等1 3 l m 一般地讲，生物法是一种比较经济有效的方法，所 以在含油污水处理中生物法的应用有增多的趋势i s l l 6 二、氧亿沟技米 氧化沟( o x i d a t i o nd i t c h ) 叉称为循环混合臻气池或连续循环曝气池 ( c o n t i n u o u sl o o pr e a c t o r ) 它是活性污泥法的一种改良，它把连续环式反应 嚣作为生物反应池混合演在反应器中沿一条闭合式曝气渠道进行连续循环流 动，流动所需的动力来自于氧化沟的特殊设备，诫设备能够同时满足池内充氧 和推动混合液沿沟渠循环流动的要求1 7 1 一般情况下，氧化沟在本质上属于延时 曝气法，其水和固体停留时问一般较长，有机物负荷较低 e 1 由于克氧控制的不 同，可以在沟内形成好氧，缺氧等不同的段，因此氧化淘不但可以用于b o d 的 去除，还可以用于脱氧、除磷等技米中l + ) l l o 1 、历史及其应用 氧化沟技术是由荷兰公共卫生研究所研制成功的第一家氧化沟处理厂于 1 9 5 4 年在荷兰的沃绍本( v o o r s h o p e n ) 投入使用，是由该所的帕斯维尔( a p a s v e e r ) 博士设计的为了纪忿帕斯维尔博士的贡献，这项技术又被称为帕斯维尔沟。 帕斯维尔博士设计的氧化沟是用来处理小型居民区的生活污水的，表面曝气，间 歇运行，分$ q 经过曝气，沉淀和出水几个阶段该工艺获得了惊人的成功，b o d 天津大学硕士学位论文第一幸蝽论 的去除率达到了9 0 菇。正是由于氧化沟工艺的良好性能，使该技术受到了广泛 的重视和研究。6 0 年代以来，氧化沟污水处理技术在欧洲、北美、南非、澳大 利亚等地迅速推广应用。下表列出了一些国家的氧化沟处理厂数目。 表i 一1 某些国家的氧化沟数量统计( 至1 9 8 5 年) 国名荷兰西德丹麦美国日本瑞士备注 始用年份1 9 5 41 9 5 61 9 6 21 9 6 21 9 6 0 西德为3 3 个州 已建厂教 2 1 62 2 63 0 05 5 31 51 0 0 的统计资料 占全国污水 4 564 0421 7 厂 我国近些年来也设计建造了一些氧化沟处理厂有的规模较小，处理工业废水 也有规模较大处理城市污本的下表为一些氧化沟处理厂的技术资料“t 】 表l 一2 国内氧化沟处理厂的技术资料 r兔 处理规模 进水b o d s 氧化沟型式 ( m 3 d )( 粥l ) 广东南海县污水处理厂1 0 0 0 01 3 0p a s v e e r 型 桂林东区污水处理厂 4 0 0 0 08 0 一1 0 0 c a r r o u s e l 型( 四槽) 昆明市污水处理厂5 5 0 0 01 8 0c a r r o u s e l 型( 六槽) 邯郸市域东污水厂6 6 0 0 06 3 7 8三沟交替工作型 抚嫒五油i r 污永r2 8 8 0 02 6 0o r b a l 型 广州石化公司污水厂2 0 0 0 0o r b a l 型 上海龙华肉联厂1 2 0 01 l o oc a r r o u s e l 型( 四槽) 上海乳品五厂5 0 02 5 0 山西针织厂5 0 0 0 c a r r o u s e l 型( 四槽) 西安杨森制药厂l o o o c a r r o u s e l 型( 二槽) 武汉江汉制药厂1 5 0 2 0 0 与二沉池合建 上海动物因污水厂2 0 01 0 0 圆形 2 天津大学硕士学 r c e 文第一幸绪论 续表1 2 国内氧化沟处理厂的技术资料 处理规模 进水b o d 5 r名氧化淘型式 ( m 3 d )( m g l ) 上海淀山湖污水厂1 2 0 01 5 0p a s v e e r 型 成都市夭彭镇污水厂 4 0 0 0o r b a l 型 此外，长沙、深圳等地：l i l 也建有氧化淘污水处理厂。 2 、常见类型 氧化沟技术的发展不仅在于其数量的增加，处理厂规模的e l 益扩大，处理 对象的不断增加l l l ，而且还有很多新的处理工艺不断出现。为了适应流量和有机 负荷的增加，出现了连续流的氧化淘，为了增加池深，克服转刷对水深限制， 出现了射流氧化沟( j e ta e r a t i o nc h a n n e l ) ，等等现在，常用的氧化沟型式主 要有 i s ) l i e ) ：1 、c a r r o u s e l 型氧化沟；2 、o r b a l 型氧化沟；3 、交替工作式氧化沟， 如q 型( 双淘式) 氧化沟、三沟武氧化沟；4 、一体化氧化沟，如船型一体化氧 化沟，翎渠型一体化氧化沟，等等 3 ：氧化沟一般具有以下一些技末特征： ( 1 ) 、从技术参数方面讲，常用的氧化沟为l ： 有机物客积负荷0 2 - 0 4 k g b 0 吣岔d 有机物污泥负荷0 0 5 - 0 ，1 5 k g b o d j k g m l v s s d 水力停留时间 1 0 - 2 4 h 污泥龄l o - 3 0 d 活性污泥浓度2 0 0 0 - 6 0 0 0 m g l 出水水质 b 0 巩i 0 1 5m g l ，s s 1 0 2 0m g l ，n i 3 一nl 一3 r a g l 4 由以上数据可以看出，氧化沟的有机物负荷和水力停留时间与延时曝气法接 近，但同时应指出氧化沟也可以采用不同于上列的技术参数，如采用较高的 有机物负荷、较短的水力停留时间，使其接近于高负荷的活性污泥法 ( 2 ) 、氧化沟工艺的漉程特征氧化沟的污泥龄一般较长，悬浮物在沟内可 以好氧稳定( 1 5 1 ，所以该工艺可以不设初沉池，且箕剩余污泥量少，可以不经消化 直接脱水处理这样比设初沉池、污泥稳定池的工艺经济但是，为了防止无 机物在沟中的沉积，需设格栅及沉砂池二沉池可以单独设，也可以与氧化沟 合建，有些工艺通过特定的操作方式可以不需设二沉池，此时也节省了污泥回 天津大学硕士学位论文第一章绪论 流设备1 。】2 1 】。 ( 3 ) 、水流混合特征方面，氧化沟基本上是完全混合式，同时又具有推流式 的某些特征。从整个氧化沟来看，污水进入氧化淘后需循环很多圈才能排出， 因而与混合液进行了充分的混合，可以认为氧化沟是完全混合式的。但如果着 眼于氧化沟的某一段、以较短的时间进行研究呢? 氧化沟的充氧设备一般均设 于几点处，随着污水的流动，离充氧点越远则混合液中的溶解氧越少，甚至减 少为零，从而引起微生物等变化，所以说氧化沟又具有推流式的某些特征。 ( 4 ) 、曝气设备。氧化沟所用的曝气设备不但可以满足充氧的要求，而且一 般还要为混合液的循环提供动力常用的有以下几种：水平轴的转刷或转盘， 垂直轴表面曝气嚣，射流曝气嚣及提升管式曝气等 4 、氧化沟技术之所以套被广泛地应用是因为它具有很多优点具体地说， 有以下几个方面e 鹏】哪l 【j ： ( 1 ) 工艺流程简单，一般不需设初沉池，有些形式的氧化沟二沉池也不需设， 此时可以省去污泥回流设备 ( 2 ) 工程费用相当于或饭于其它污水处理技末 ( 3 ) 管理维护方便，运行费用低 ( 4 ) 净化效率高，出水水质良好，且很稳定 ( 5 ) 刺余污泥稳定，秀于处理 ( 6 ) 能够进行脱氟除磷处理，具有三缎处理的一些功能 ( 7 ) 能够经碍起一定的水质、水量冲击负糟，耐冲击负荷能力强 加拿大的水资源委员套对氧化沟进行了调叠，并作出了下述结论【7 】：“根据 现已获得的资料，可以得出这样的结论：氧化沟污水处理系统的造价低廉，操 作简便，兵出水的质量符合要求，且术质稳定。 氧化沟在我国的应用已经有一段时间，但目前我国的技术水平与国际先进 水平相比差距还比较大，主要是因为我国还未系统地研究氧化沟技术与设备， 对国际上氧化沟技术艰踪得也不够，故对该技未的掌握尚不够全面，在工程上 还缺乏一套系统、科学的设计施工方法，对氧化沟新工艺、新池型、新配套设 备了解得也较少我国现已引进了多种氧化沟技术，应充分消化吸收，并争取 南纸铋馘 4 天津大学硕士学位论文第一章绪论 三、投茵处理汝 生化法是利用微生物的新陈代谢功能来处理污染物质的。微生物的种类繁 多、适应性变异性强，这就使难降解物质的生化处理成为可能。目前，生化法 广泛应用在污水处理领域，但据专家估计，一般的污水处理厂中只有5 一l o 的 细菌对实际的处理过程起作用，其它大量的细菌基本不起作用，而且迹与工作 菌种竞争，甚至起妨害作用；另一方面，经常是有用菌不足甚至没有，或者细 菌的活性差，致使对污水的莱方面处理功能丧失这些问题已经引起了人们的 重视，出现了投菌处理法 自然界中细茵可以说是无处不在土壤更是细菌的“温床”。投菌法就是从 土壤巾培养筛选出对特定污染物质有较强降解功能的菌种，然后投加该菌种进 行污染物质处理的由于外加菌种的不断投入，使工作菌保持了较高的比例， 增强了其活性，所以可以提高处理效率，增强抗冲击负荷的能力。同时，菌种 是从自然界中提取出来的，不存在影响生态等潜在的危险。该法经济方便，改 造利用传统设施容易，已经有多方面的应用它不但可以用来处理生活污水， 还可以广泛应用于工业废水处理中，如石油废水、橡胶废水、食品工业废水等 等：同时，还可以用来处理恢复被油类污染的土地哪i ，解决管道被油脂等淤积的 问题( 将茵液注入蕾中) ，防止臭气的产生等 目前，国外已经有几客公司可以生产这类产品( 如美国的公共环境科学技 术公司，即g e n e r a le n v i r o n m e n t a ls c i e n c ec o r p o r a t i o n ) ，为液态茵液或固态 菌种，一般为系列产品，根据不同的处理对象进行选择组合由于加入了抑制 荆，所以菌种可以保存较长的时同，使用时溶入水中进行投加即可国内也已 开始了这方面的研究与试验，如应用于处理焦化废水棚、印染废水、洁毒素 废水1 3 i l 等如何针对不同的处理要求培养葬选出高效的蓝钟，以及如何改进工艺 设计以充分发挥投蕾的作用等，将成为今后研究的课题 第二节本课题的内容及水质特点 本课题的主要任务兢是对油田外排污水的处理进行试验研究，使c o d 等主 要指标达到国家的排放标准 本课题不采用配水进行试验，所用水取自天津市某油田该水在油田已经 5 天津大学硕士学位论文第一幸绪论 经过了初步处理，其处理工艺如下：除油罐一一浮选机一一缓冲罐一一泵一一 核桃壳过滤器。以下为油田提供的污水水质参数： 表l 一3 污水水质表 项目含量( m g l ) 项目含量( m g l ) 石油类2 8 0硫化物 2 o l 。c o 3 8 4亚硝酸盐0 0 0 2 b o d 5 1 9 1 f ? + 0 0 4 6 s s1 7 5铜0 0 0 5 t n1 5 4锌0 0 0 6 t p2 6 7锰o 0 2 1 氛化物3 3 7 4六价铬0 0 0 8 挥发酚0 0 1 7 曲 0 0 2 3总铬o 0 l l 铅o 1 1 4镇0 0 5 2 甲醛0 0 3 2总氰化物0 0 0 2 由以上数据可以看出谖水水质具有以下特点： 1 、可生化性尚可，氟、磷等营养成分比例符合要求，不需额外投加，可以 进行生物处理 2 、石油类物质含量不是很高 3 、由于经过了过游，所以悬浮物的台量也不是很高 4 、氯化物含量较高，一般生活污水的含盐量约为2 0 0 m g l ，该水超出了很 多。 与、油田污水往往含有对微生物有毒害作用的物质及难降解物质。 第三节试验方案的确定及本研究的意义 对于本课题来说，待处理的油田废水已经经过了浮选和过滤等初步处理， 其主要任务是去除c o d ，且该水的可生化性较好，所以从经济等方面考虑，决定 6 天津大学硕士学位论文第一幸绪论 采用生物处理法，利用生物法去除c o d ，可选择的工艺很多，如曝气池等。如第 一节中所述氧化淘法具有很多优点，所以决定采用氧化沟工艺。 投菌法针对特定的污染物质一般具有很强的处理能力。现从某公司购得处 理油田污水的专用菌种，据称该菌种对油田污水具有很强的处理能力，有以下 优点：a 去除率高，在相同去除率的情况下，可以缩短水力停留时间。b 剩 余污泥量少c 具有较强的抗冲击负荷能力等因此本试验将对该菌种的有效 性进行研究。 投茵法应用的一个问题是需要将茁种投于一个反应嚣中，该菌种为好氧菌， 最简单的方法就是将其投于好氧塘中但为了充分发挥茵种的作用，应该给其 创造一个良好的环境，选择一个高效的反应嚣：同时由于占地面积等原因，好 氧塘的应用受到一定的限制，所以决定将菌种粳于氧化沟中，充分发挥菌种的 高效处理能力，也可以利用氧化沟工艺的优点本试验蒋对二者结合的可行性 进行研究，并探索使其充分发挥作用的方法 本试验污本的一个特点是气化物含量较高，过南的氯化物将会对徽生物产 生抑制善至毒害的作用，所以微生物的。适盐问意是生化法处理本试验污水 的关键之一脚m 1 处理高舍盐污水首先在于耐盐细蕾的驯化，驯化时c 1 的升高 梯度应小于5 0 0 0 m g l l ，正常运行时，应严格擅翻c l - 的波动范围有资料表 明，i l 化物含量在6 0 0 0 呱l 以下的污水可以用普通的生化法进行处理。本试 验污水的气化物含量在此范围之内，所以可以采用传统的氧化沟法试一下。同 时，茵种的提供者称该蕾种可以适应本试验的水质，所以可以采用投菌法。 最后，确定本试验的技术路线如下： 第一步，用传统的氧化淘法对油田废水避行处理，考察氧化淘法应用的可 行性，并取得设计及运行参数 第二步，做单独投加菌种处理油田废水的试验，验证所选菌种的特性、有 效性及可行性等 第三步，在氧化沟工艺中投加菌种，考察两种方法综合起来后处理效果是 否有所提高，并取得设计反运行参数 本试验具有以下一些特点： l 、油田废水虽不象制药废水等那样难处理，但确实吴有一定的处理难度。 隔油一浮选一活性污泥是处理含油度水常用的方法，被称为一老三 7 套”m l 。油田废水的处理急需找到更加高效、经济的处理方法。 2 、将氧化沟工艺引入油田魔水处理尚没有成熟的经验，其可行性尚待研 究。 3 ：投菌法在国外已经有了较长的研究时间，但国内则剐剐开始这方面的工 作，很多方面还需要仔细的探索。 4 、任何一种方法都有一定的适应性，在具有一定优点的同时，又不可避免 地具有这样或那样的缺点，因此常常需要将多种方法综合起来，取长朴 短。本试验试图对投蕾法与氧化沟工艺的结合进行研究，以达到高效、 节能、节省投资的目的 s 天津大学硕士学位论文第二章试验装i 、测试项目及分析方碜 第二章试验装置、测试项目及分析方法 第一节试验装置 本试验采用的是带二沉池的单沟式氧化沟工艺，整个系统由高位水箱、氧化 沟、二沉池、水泵、空气泵、地面贮承箱等几部分组成，其流程如下囤： 珊 r l 鱼h ； 爿 f 窿装 一 污泥西泣，! 地面贮水箱高位水箱氧化沟二沉池空气泵 气体、液体流量计出水堰 图( 2 一t ) 试验蓑量漉程圉 其主要处理单元如下图： 出水堰隔扳搅拌器微孔曝气头 空气管进水管出水管二沉池 围( 2 2 )氧化沟平面图 9 天津大学硕士学位论文第二章试验装1 洲试项目及分析方法 出水口搅拌器 图( 2 3 )氧化沟立面图 现犹各部分分别进行说明： 1 ，原水供水系统：本试验原水取来后先放于地面贮水葙中，然后由提升泵打入高 位水箱，在重力的作用下，原水经流量计流入氧化沟内。氧化沟中的混合液经 出水堰顶部溢流入二沉池，经沉淀后上湾液作为出水摊出 2 混合液循环流动系统：为了防止活性污泥在氧化沟中沉淀，必须保证混合液以 一定的流速流动本试验在氧化沟的两端各设一个竖轴搅拌器，它们提供的推 动力可以使混合液的流速保特在0 2 0 m s 以上，活性污泥能够很好地处于悬浮 状态 3 充氧系统：搅拌器揽动混合浪为其提供流动推动力的同时，还可以形成水跃， 为混合液充氧调节搅拌嚣的转速及搅拌黎的高度，可以形成不同程度的水跃， 从而改变了充氧能力试验中以保证离搅拌渠曩遣点处混合液中的溶解氧不低 于2 o m g l 为宜为了防止打碎污泥，搅拌嚣的转速不能过高：同时为了保证 底部流速，搅拌桨也不能提得太高但是搅拌渠淹没至水中一定深度或转速很 低时，便不能在形成水跃，所以当搅拌嚣的克氧能力满足不了要求时，便以微 孔曝气作为补充 4 污泥回流系统：混合液进入二沉池经沉淀后，上清液排出，污泥回流到氧化沟， 剩余污泥排掉 5 主要处理单元尺寸：本氧化沟总容积为2 4 0 l ，单沟宽2 0 c m ，最大水深4 0 c m ， 单沟长约1 5 0 c m 。 1 0 天津大学硕士学位论文第二章试验装1 测试项目及分析方法 l 2 3 4 5 第二节测试项目及分析方法 本试验测定的各项指标及其测定方法如下： 温度：水银温度计。 p h 值：p h 试纸。 氯化物：用电导率测定仅测定电导率，然后按照仅嚣说明书中所提供的电导率 与溶液中离子浓度的关系表，将电导卒值捩算成氯离子浓度。仅嚣型号为 d d s l l a 。 溶解氧：用溶解氧测定仅进行测定。 化学需氧量( c o d ) ：重锩酸钾法，依据国家标准g b l l 9 0 1 8 9 。本试验中所洲 c o d 值为总c o d ，而非溶解性c 0 0 。 本试验所用的污水取来后一般要放置几天，由于气温比较高等原因，往往会 产生絮凝、沉淀等现象，所以进水c o d 的测定应注意各个环节的代表性m 。 本试验污水的c 1 - 含量比较高，进行c o d 测定时应注惠排除c i 一的干扰。有 研究表明，当c 1 一的含量小于5 0 0 0 m g l 时，只要有过量的h g s o 。存在，就不会对 c o d 测定有太大的干扰本试验中污水的氯化物含量小于5 0 0 0 i i l g l ，且在测定 时已按国标g b l l 9 0 1 8 9 的要求将原本稀释，所以，可以认为已排除了c r 的干 扰 6 混合液悬浮物浓度( h i s s ) ：重量法，依据国家标准g b l l 9 0 1 8 9 ，并参考了美 国永与度水标准检测方法啪】呻】 7 流速：艰踪法测定流速：将一纸球投于沟内，测量它在一定的时间内随混合液 前进的距离，然后算出流速本试验中氧化沟内混合液的流速大小以活性污泥 不发生沉淀为控制条件 8生物相观察：光学显微镜及电子显徽镜观察。 9 沉降比( s w ) ：用l o o m l 量筒取混合液静沉3 0 m i n ，污泥体积与混合液体积之 比即为污泥的沉降比( ) 。 l o 污泥指数( s i ) ：混合演静沉3 0 m i n ，污泥体积与干重之比，即一克污泥所占 的体积( m l g ) 1 1 此外，还不定期进行了b o d 、t p 、t n 及油类等的测定。 天津大学硕士学位论丈第三章试验研究 第三章试验研究 第一节活性污泥的驯化 本试验的活性污泥取自天津市纪庄子污水处理厂，二沉池回流污泥。污泥的 沉降性能较好，s v = 2 2 ，m l s s = 1 7 8 8 m g i ，s v i = 1 2 3 m l g 。污泥的颜色为灰黑色， 略帝腥臭昧。镜检发现轮虫、钟虫、腹毛虫等，较活跃。 共取回污泥约2 0 0 l ，放入氧化沟内，加自来水至2 4 0 l ，同时加入少量葡萄 糖。取混合液上清液测c o d ，其值为5 5 5m g 丹启搅拌，使混合液在沟内循环 流动，流速为0 15 i i i s ，污泥保持了悬浮状态，没有发生沉淀；开启空气泵，充 分曝气，使被驯化的活性污泥能够碍刭充分的氧供应：同时以t l h 的流量( 水 力停留时间为1 0 天) 连续加入油田废水，出水亦为连续的，污泥定期回流。 每天定期测定各项数据，观察系统的变化，以下为结果： 表3 - 1 活性污泥的驯化 c o o ( g l )p h 时问序 上涪 s v岱 s v i 术噩c l 备注 嗽t ( - d )号 进水( 静祝 ( - g ，l )( - l d 进上 ( 。c ) ( = g l ) ( d ) 水清 3 0 i l n ) 污花为灰黑色略帝 62 205 5 52 21 7 8 81 2 37 o7 02 22 9 7 5 腥臭昧。镜检发现轮 虫、钟虫、鹿毛虫等 由于上清液c o d 浓度 62 3 l 未迸水 “52 2 较高，所以停止进术 62 42未近水6 1 32 2 62 53未避水4 4 82 0 6 ，2 64 未进水 1 8 62 0 1 0 上清液c o d 己降纠 62 753 5 77 2 02 32 0 0 以下，所以开始 进水 r ；2 863 6 04 8 02 0 62 9 7 3 6 07 6 51 8 63 082 5 l7 3 61 6 7l9 。2 6 6 7 7 31 4 7 2 1 04 7 47 3 31 41 5 7 88 8 87 0 2 62 3 2 8 73l l7 9 61 2 l0 7 41 23 6 85 7 61 0 751 33 1 87 04l o 由于s v 及m l s s 呈战 761 45 561 0 小趋势，所以加大进 5 术 1 2 天埠大学碰士学位论文第三章试验研究 续表3 - 1活性污泥的驯化 c o d ( m g l ) n h 时间序 上清 s vm 。s s s v i 米温c l 备 注 i 承t ( r ddj号 进术( 静沉 佴) ( m g l ) ( - l g ) 进上 ( o c ) ( m g l )( d ) 3 0 m i n j 水 清 771 55 521 0 781 67 48i l1 4 3 97 64 发现有水蛭状爬虫。 沿池壁爬行，长约 7g1 77 04“ 3 一l o l l 黑色身体5 由多节姐成，着不到 有足，蠕动向前 71 01 86 8 ，81 0 7 1 l1 91 0 2“ 71 22 01 2 71 32 t1 2 由于此时原水已快用 7 1 42 21 3完，所以进水不规 7l 52 3 1 3 劓，麓有一定的水力 停留时间因为刚 7 1 62 4 1 2 有茂小的趋势，所以 7i 72 51 3在原水中加入了少t 71 82 61 6 的柏萄糖 7j 92 7j 5 72 02 84 0 44 9 21 42 5 5只加虚水不加糖 72 i2 94 0 45 6 21 4 1 0 72 23 06 3 51 5 污花为暗蒹褐色 【72 33j2 8 76 4 71 6j 4 8 7j 0 87 57 52 6 5 驯化结束 试验分析： 1 本试验采用了动态的驯化方法，即在驯化一开始就连续加入油田废水， 连续出水。水力停留时问1 0 天，应该是比较长的，所以进水流量选为q ：i l h 的流量( h r t = z o d ) 为了防止对污泥的破坏，所以髓对测定混合液上清渡的c o d ， 并且随时观察污泥的变化，如果发现c o d 值太高等异常情况出现，则马上停止 避水。 2 驯化至第3 1 夭时，污泥的颜色已为暗荼褐色，表明其活性比较好：同 时，c o d 的去除率( 去除率为7 7 ) 、污泥浓度、沉降比及污泥指数等指标均铰 符合要求，所以决定停止驯化工作。 天津大学硕士学位论文第三章试验研究 j 、结 驯化试验表明：传统的氧化沟工艺对油田废水是有一定的处理效果的，是 可行的：同时，驯化的时问比较长，说明油田废水是较难处理的。 第二节氧化沟法处理油田废水的试验研究 如绪论中所述，氧化沟法有很多的优点，现已有比较广泛的应用a 本人想 就氧化沟技术处理油田废水的可行性以及效率等问题进行研宄试验按水力停 留时间不同分为七个工况，连续进水、出水，污泥定期回流，剩余污泥定期排 放。曝气量的大小以溶解氧为控制指标，离曝气头童远点( 即溶解氧最低点) 的 溶解氧控制在2 m g l l 以上淘内混合液循环流动速度为0 2 l n s 左右，以活性污 泥不发生沉淀、又不被打碎为宜水力停留时间的改变主要是靠调节进水量及 沟容来实现的。 以下为备工况试验敷据 表3 2 氧化沟法处理油田污水试验数据( 勰t = 1 2 0 h ) 时问 c o d ( r a g l ) 去除 p h 盛 s vh 舡s s s 水温氯化物h r t ( m d ) 进水出水 ( ) ( ( m s l )( m l z ) 进水出水 ( c ) ( m g l ) ( h ) j 7 2 3 晚2 8 76 4 77 7 51 61 4 8 7 1 0 87 57 52 61 3 4 7 2 4 旱2 8 76 5 57 7 2 1 51 5 0 99 9 42 7 2 4 晚2 8 75 3 28 1 5 1 2 0 2 5 旱3 5 97 4 37 9 3 1 5 2 5 晚 3 5 97 8 57 8 1 2 6 旱3 4 06 4 58 1 01 41 4 7 59 4 ，9 平均值3 2 06 6 87 9 11 4 9 0 天津大擘硕士学住论丈第三章试验研究 表3 3 氧化沟法处理油田污水试验数据( h r t = 6 0 h ) 时问 c o d ( m g l ) 去除 p h ( i l ld ) 率 s vm l s ss v i水温氯化物h r t ( 呦( m u l )( m l g ) 进水出水 ( ) ( m 矿。) ( h ) 进水出水 ( ) 8 3 q - 2 6 45 7 87 8 1 1 51 3 4 61 1 17 5752 5 3 晚 2 2 25 4 97 5 3 4 旱2 1 84 8 17 7 9 i 4 晚 2 3 25 4 07 6 76 0 5 早2 9 56 7 97 7 0 1 5 51 3 4 01 1 6 5 晚 3 0 26 1 27 9 7 6 早 3 3 5 6 8 4 7 9 61 9 51 4 2 71 3 7 平均值 2 6 75 8 97 7 91 3 7 1 表3 4 氧化沟法处理油田污水试验数据( h r t = 3 0 h ) 时间 c o d ( m g 去除 p h ( m d ) 盎 s vm l s ss 水温氯化物腿t ( )( 埘l )( n l u 妫 进水出水 ( 。c ) ( m g l ) ( h ) 进水出水 ( ) 87 晚3 1 47 3 1 7 6 77 57 52 5 52 3 1 6 8 q - 3 1 7 7 4 9 7 6 4 1 81 3 2 51 3 6 8 晚3 0 16 8 9 7 7 1 3 0 9 q - 2 2 l5 0 27 7 3 9 中 3 0 l6 7 ，87 7 51 81 3 9 11 2 9 9 晚 3 0 17 0 37 6 6 平均值 2 9 36 7 57 6 91 3 5 8 1 5 天漳走学硕士学住论文第三章试验研究 表3 5 氧化沟法处理油田污水试验数据( h r t = 2 0 h ) 时间 c o d ( m g l ) 去除 p h ( 1 1 1 d ) 盎 s vm l s ss v f 水温氯化物h r t ( 呦( r a g l ) ( m l g ) ( c ) ( m g l ) ( h ) 进水出水 ( ) 进水出水 72 7 晚1 3 74 2 16 9 31 57 57 52 72 l7 0 2 8 早1 3 74 0 37 0 61 51 4 1 01 0 6 2 9 旱2 2 6 5 8 o7 4 3 2 9 下3 ：0 02 5 6 6 5 77 4 3 2 0 1 51 4 3 01 0 5 2 9 晚 2 5 6 6 8 97 3 1 8 ：0 0 2 9 晚 2 5 6 5 7 07 7 7 1 1 ：0 0 3 0 旱2 9 87 5 67 4 6 平均值 2 2 35 8 27 3 ，91 4 2 0 表3 6 氧化沟法处理油田污水试验数据( h r t = 1 5 h ) 时间 c o d ( m g n ) 去除 p h ( m d ) 盎 s vm l s ss 水涅氯化物h r t ( )( 埘l )( m l g ) 进水出水 ( c ) ( m g n ) ( h ) 进水出水 ( ) 8 1 4 早2 4 57 2 37 0 5 1 4 晚2 8 28 7 16 9 1 1 5 旱2 8 27 5 57 3 2 1 51 3 6 71 1 07 57 52 51 8 9 61 5 1 5 晚2 4 86 4 57 3 9 1 6 旱2 4 46 6 47 2 9 j 1 6 晚2 4 89 8 76 0 2 平均值2 5 8 7 7 57 0 01 3 6 7 1 6 天漳大学硕士学位论文g - 章试验研究 表3 7 氧化沟法处理油田污水试验数据( 腿t = l o h ) 时间 c o d ( m g l ) 去除 p h ( md ) 蛊 s vm l s ss v i 水温氯化物h r t ( 呦( m g ，l ) ( m e g ) 进水出水 ( 。c ) ( m g l ) ( h ) 进水出水 ( ) 8 1 2 中 3 3 18 1 17 5 5 81 2 下3 0 87 9 67 4 21 71 4 8 01 1 5 81 2 晚2 2 97 4 56 75 i o 81 3 旱1 8 2 7 2 76 0 1 1 3 中 2 5 48 5 46 6 4 81 3 晚 2 5 48 8 46 5 2 平均值 2 6 08 0 06 8 21 4 8 0 表3 8 氧化沟法处理油田污水试验数据( 职t = 8 h ) 时间 c o d ( m g l ) 去除p h _ 蠹 s v m 匝一s sg 水温氯化物 h r t ( 绚( 瑚l )( m l g ) 进水出水 ( c ) ( m g l ) ( h ) ( m d ) 进水出水 ( ) 8 1 0 9 - 2 9 81 0 46 5 1 8l o 中3 1 59 9 46 8 41 81 4 7 91 2 27 57 52 4 8 1 0 眈 3 1 51 0 56 6 7 8 8 i i g - 2 2 98 0 96 4 7 8 1 1 中2 5 1 1 0 06 0 2 81 1 晚2 5 l1 0 35 9 o j 平均值2 7 7 9 8 76 4 41 4 7 9 从以上各工况可以得出：氧化沟法处理油田污水。c o d 去除事与水力停留时 间的关系如下表及下图： 表3 9c o d 去除率与水力停留时间的关系 i 水力停留时间 81 01 52 0 3 06 01 2 0 j( h ) ic o d 去除率 6 4 46 8 27 0 07 3 9 7 6 97 7 97 9 1 f( ) 1 7 天津大学硕士学位论文第三幸试验研究 ”t - l 1 1 l ，oi 图( 3 一1 ) c o d 去除奉与水力停留时间的关系图 试验分析： 由图( 3 1 ) 可以看出，随着水力停留时问的增长，c o d 去除率会不断提 高，当水力停留时间为1 5 小时时，c o d 即可达到7 0 的去除率；但水力停留 时间起过一定的教值后，c o d 去除事提高得就不走很明显了，即曲线的后段已 趋于乎缓，这表明污水中难降解及不可生物降解物质的存在。 j 、结 1 由以上试验结果可以看出。氧化淘法应用于处理油田废水是可行的经 过较长时间的驯化，活性污泥是比较逢应本试验的水质的 2 进水c o d 的设计值以3 5 0 m g l 计，出水要求低于1 0 0 m g l 时，推荐水力 停留时闽为1 5 2 0 h ( m l s s = 1 3 2 5 1 5 0 9 = g l ，s v = 1 4 1 9 5 ，s v i = 9 4 9 - 1 3 7 m l g ， 沟中溶解氧曩低点d 0 2 m g l ) 一、菌种观察 第三节单纯投加菌种处理油田废水 。 细菌在外界环境不利的情况下往往会发生一些变化，以便于自我保护， 比锋典型的如某些细菌可以形成茅苞。一般在以下情况下便可形成芽苞、 营养不良；温度过高或过低( 相当于该菌适宜的温度而言) ：脱水的情况 1 8 一 天津大学硕士学位论太第三章试验研究 下：好氧菌在缺氧的条件下，厌氧菌在有氧的条件下等。形成芽苞、休眠 体等是细菌的一种自我保护措施，在该状态下细菌的新陈代谢缓慢，在恶劣 的环境中，可以坚持很长时闽而不至于死亡。等到外界环境适宜了，芽色可 以重新变成营养体一一细菌，继续正常的生命活动。 为了可以长期地保存菌种，本试验的菌液是经过一定的技术处理后，放 在冰箱中进行冷藏的。细菌处于一种休眠状态，因而可以长时间放置而不会 死亡，为了对菌种的具体情况有所了解，进行了如下试验：取冷藏菌液制片 在光学正微镜下观察，发现为球状孢体。将冷藏菌液接种于液体培养基中， 恒温3 0 。c 进行摇床培养，2 4 小时后发现多数球状孢体长出一杆状尾部，4 8 小时后可以看到茵律形态，为球菌及杆菌，球菌数量很少，杆菌占大多数， 且有长杆、短杆等不同种类。以下为示意图： 。o 。0 09 口 o a 、0 小时b 、2 4 小时后c 、4 8 小时后 图( 3 2 ) 蕾种活化过程示惠图 由此可见，本试验的菌种在冷藏状态下保存时为芽苞体，菌种使用以前 需要进行活化、复牡等工作，使芽苞恢复成细菌如果将菌种直接投加，处 于体眠状态的芽苞可能不会很快逢应外部环境，还有部分死亡的危险，因而 处理效果不会很明显，至少短期内不会很明显由以上试验亦可知，在适宜 的条件下，活化、复壮工作只需两天左右的时闻即可，但是在实际的工程实 践中，往往很难达到上述要求，所以建议将待用菌种置于室温环境中，适当 稀释，并加入少量的营养物质( 如待处理的污水) ，放置几天即可投加使用。 为了应用上的方便，一般每次取出一个星期或一个月的用菌量进行活化即可。 1 9 天津大学硕士学位论文第三章试验研究 为了对菌种有更深一步的认识，我们还做了格兰氏染色试验，进行了菌 落形态的观察。本试验所采用的菌液是由多种细菌组成的，且以杆菌为多， 并有少量的球菌。 二、静态试验 据介绍，本试验所选用的菌种具有很强的处理石油类污染物质的能力，但 针对本试验的特定水质效果何如，尚待研究，拟做静态试验进行考察。 取5l ) 孽, k l - i - 一个桶中，投加茵液( 原茵液稀释1 0 0 植- ) 5 0 m l ，充分曝气， 使溶解氧不成为控制条件。经过不同的时f , l ，取桶中的水进行c o d 测定，桶中 蒸发样的水以蒸馏水补充以下为经过一用后的试验结果： 表3 一1 0c o d 去除事与曝气时间的关系 时t w l ( d ) c o d ( r a g l ) 去除率( )去除率差( ) 03 6 0o 1 7 l3 5 41 7 1 6 4 22 9 51 8 1 2 1 6 32 1 73 9 7 5 9 41 粥 5 6 5 0 61 7 85 0 6 单独投菌处理油田废水，c o d 去除率与时阔的关系曲线如下 图( 3 3 ) 静态试验c o d 去除率与时闸的关系曲线 天津大学硕士学位论文第三章试验研究 试验分析 1 、投茵一天后去除率很低，说明菌种对本试验的特定水质需要有一定的适应 时间。 2 、相邻两天的去除率之差经历了一个由小到大、然后又由大到小的变化过 程，表明污染物质的相对降解速率有一个由慢变快、然后又由快变慢的过程。从 第一天到第三天，去除率差较大，降解速度较快该变化符合微生物的增长曲线。 3 、从第四天到第六夭两天时闻，去除事只有5 0 说明污染物质的降解速 率很低。六天的停留时阋对一般反应嚣来讲已经足够长，因此本试验到第六天为 止 4 、对活性污泥法来说，有机污染物质的去除主要有两个途径：第一，在微生 物的新陈代谢作用下污杂物质被分解成水和二氧化碳等无机物质；第二，污染 物质被微生物吸收并转化成新的微生物体或被直接吸附在活性污泥上，总之是形 成了新的活性污泥，通过刺余污泥的摊放，污杂物质得以去除在前面所做的单 独投加菌种的静态试验中，并没有形成活性污泥，细蕾多数处于一种分散状态， 测量出水c o d 时混合液的分离情况并不良好，因此通过排出刺余污泥的方法去除 t 的污染物质很少，也兢是说磙静态试。验中污聚物质的去除主要是靠微生物的分解 作用从微生物学的角度看，该试验中接种量并不算少，但如果按照水处理的观 点，其微生物量并不算多因此，对于相对比较少的微生物量来说，能够达到那 样的去除搴( 第二天到第三天的去除率之差为2 1 6 ) ，说明谈蕾种对污染物质的 降解能力是很强的单独投酋法的缺点在于需要投加较多的蕾种，不经济；另外， 不能形成活性污泥，兢不能充分利用吸附作用 小结： 曲以上试验可以看出：该茵种对油田废水是有较强的降解能力的：但如果投 菌法不与一个较好的反应嚣结合，单独投酋要达到比较理想的去除率一般需要 较长的水力停留时间，并且需要投入较多的酋种，