油田污水处理过程中COD去除
在传统的油田污水处理工艺中，像“隔油-过滤”和“隔油-浮选(或旋流除油)-过滤”处理工艺，对石油类有较好的去除效果，能达到规定的外排标准;但对cod的降低程度不明显，从实际处理过程中可知工艺的选择对cod的去除起着关键作用。针对上述情况，本文作者主要从工艺流程的浮选、絮凝、生化以及膜法处理等关键步骤阐述工艺过程中对cod的去除。
浮选及絮凝过程中cod的去除
浮选除油是处理工艺的开始步骤;同时除油过程中进行絮凝沉降，将其中部分杂质去除就成为浮选达标的重要环节，对cod的降低也有重要影响。混凝沉降是借助混凝剂对胶体离子的静电中和、吸附、架桥等作用使胶体粒子脱稳，在絮凝剂的作用下发生絮凝沉淀以除去污水中的悬浮物和可溶性污染物质，其中新型絮凝剂的研究开发是重点。黄贞岚等用一种复合型的聚合铁无机化合物作为絮凝剂来处理污水，可以使其中cod去除率达到80%，ss去除率达到90%，并且产生的絮状物沉降性能好，容易从水中分离出来。doyle等利用聚合物有机黏土吸附采油废水中的溶解有机物，也取得了良好的试验结果。曾玉彬等利用混凝法对工艺进行了改造，水中的cod由原来的392.5mg/l，下降到90.4mg/l，去除率达77%。陈进富等采用粉末活性炭(pac)与阴离子聚丙烯酰胺(apam)、阳离子聚丙烯酰胺(cpam)复配处理绥中某油田采油废水，cod去除率达到了15.9%～30.0%。
生化处理过程中cod的去除
生物处理过程中，利用微生物的生物化学作用，将复杂的有机物分解为简单物质，将有毒物质转化为无毒物质，使污水得到净化。其中选择适宜的cod∶n∶p的比例是保证生化效果的关键所在。实验表明厌氧池按照cod∶n∶p=(300～400)∶5∶1，好氧池按照cod∶n∶p=(100～200)∶5∶1这样污泥增加较快，处理效果良好。但实际进水水质变化较大，氨氮为35mg/l，低时只有3.5mg/l;总磷为1.4mg/l，低时不足0.2mg/l。因此在运行中应对总磷、氨氮、cod进行分析，结合实际生产状况进行不断调整，是否加入微生物营养物质、何时加入，这些都需要通过试验来完成。如果cod、含油符合要求可不加入，但提高处理负荷时，应根据生产实际进行调整，确保出水水质要求。针对微生物好氧与否，生物处理法可分为好氧生物处理法和厌氧生物处理法。
好氧生物处理法
好氧生物处理是在水中有充分溶解氧的情况下，利用好氧微生物的活动，将污水中的有机物分解为co2、h2o、nh3和no3-等。一般好氧反应又分为活性污泥法、生物膜法(生物滤池、生物转盘、生物氧化塔)、接触氧化池法、氧化塘法等。li等通过用pva生物固定法处理大庆油田的污水，cod由原来的2600mg/l降到240mg/l，并且固定后的微生物可以重复循环利用，增加了处理过程中降解菌的利用率。*明等通过一级气浮预生化单元，去除大块浮油;四级生化处理单元，降低污水中聚合物含量，并去除污水乳化油和溶解油，降低污水含油量和cod值;二级沉降单元，沉降细菌体或生物除氧的工艺实验流程。试验结果表明，经过预生化后污水cod大幅度降低，后经过多级的生化处理cod值在逐级降低，后沉降后污水的cod在110mg/l以下。佘跃惠等通过常规的微生物学方法分离到除srb和tgb以外的7株pam降解菌，cod降低幅度达到了97.9%。陈进富等采用活性污泥法处理绥中某油田采油废水时，采油废水经72h曝气生化处理其cod也降低了26.4%以上。包木太等利用气浮生化超滤装置处理稠油污水，生化后含油降到了20mg/l，cod的去除率达到了87.5%。还有巴西的freire等应用sbr工艺对油田采油废水进行生物处理试验，cod的去除率在50%以上。
厌氧生物处理法
厌氧生物处理的主要特点是可以在厌氧反应器中稳定保持足够的厌氧生物菌体，使废水中的有机物降解成ch4、h2o和co2等。厌氧反应器主要有厌氧活性污泥法、厌氧滤池法、升流式厌氧污泥床(uasb)、内循环反应器(ic)和膨胀颗粒污泥床(egsb)等。竺建荣等用厌氧usab和aaa结合的工艺来处理预先经气浮处理的废水。试验表明，uasb反应器的cod去除率均保持在60%左右。经过厌氧uasb反应器处理后的废水，再经aaa工艺处理，cod去除率在31%～48.5%。赵洲洋等研究了厌氧好氧耦合生物体系对含酚废水的处理效果，模拟含酚废水的cod由4g/l降至100mg/l，快降解速率达到720mg/(l·h)。
膜处理技术过程中cod的去除
生化出水水质一般能够达到一级水的排放标准，但是要达到油田低渗透油层回注用水、锅炉蒸汽注采用水甚至更高的标准，就必须利用膜分离技术处理。其中应用多的有膜生物反应器、微滤、超滤、还有反渗透等技术。
膜生物反应器(mbr)处理技术膜生物反应器按照膜组件所起作用不同分为三类：分离膜生物反应器、无泡膜生物反应器和萃取膜生物反应器。膜生物反应器在污水处理中显示了其*的优越性。chiemchaisri等分别采用板式和中空纤维mbr工艺处理城市生活污水，水力停留时间(hrt)为24h，进水cod为60～490mg/l时，其去除率分别为大于93%和80%～98%。南京工业大学的陈英文等对混凝-膜生物反应器工艺处理印染废水的研究，混凝后cod的去除率平均达75.1%，再经仿生膜生物反应器处理，出水cod低于50mg/l，cod去除率为96.2%，达到部分回用水标准。
微滤超滤处理技术
超滤到微滤的孔径范围在0.001～10µm。目前油田应用较多的是陶瓷膜和中空纤维微滤膜。1995年，美国aloca公司在墨西哥湾采油平台进行陶瓷微滤膜试验，进口含油量25～283mg/l，出口含油量降到所用分析方法能够测定的极限值;cod值降低幅度为98.3%。徐晓东等采用无机陶瓷膜处理设备处理宝浪油田采出水，处理后的采出水完满足宝浪油田注水水质要求。cod值从初的603mg/l降到50mg/l。天津纺院与大港石油管理局勘探设计院合作，用自制的化学稳定性好、机械强度高的聚偏氟乙烯(pvdf)中空纤维膜对油田采出含油污水进行了初步净化处理，处理后含油小于3mg/l，cod值降幅达95%。
karakulski等用管状超滤膜处理含油废水，出水含油量低于10mg/l，cod去除率为80%，进一步用反渗透膜处理后cod去除率达到98.5%，悬浮物去除率达到95.7%，出水可作为工业回用水。王立国等采用核桃壳过滤器-超滤装置组合工艺处理油田含油污水，处理后水中油的质量浓度由115.70mg/l下降为0.33mg/l，cod也降低了在98.7%。裴亮等用聚丙烯腈(pan)为中空纤维膜(hollowfibermembrane，hfm)材料，与粉末活性炭(pac)联用，进行了微污染水cod处理的实验研究。研究证明，添加pac的量不同时，其cod的去除率是不同的，但是每个样品的去除率都达到了65%以上。
反渗透处理技术
反渗透是用于从溶液中清除溶解的离子之类溶质的一种分离法。对油田高矿化度水质，采用反渗透是有广阔应用前景的技术。cynthiamurray-gulde等利用反渗透技术与构造湿地相结合，对高含盐油田采出水进行处理。处理后，水的毒性大大降低，筒式过滤器、反渗透、好氧生物处理以及钠吸收装置等一系列处理后，将采出水转化为清水。ro系统处理规模为27m3/d，中试成功的将tds含量7000mg/l、硅含量250mg/l和溶解油含量170mg/l的采出水处理后，达到加里福尼亚饮用水标准。电导率和tds分别降低了98%和96%，水质达到了当地的灌溉和排放标准。
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浮选及絮凝过程中cod的去除
浮选除油是处理工艺的开始步骤;同时除油过程中进行絮凝沉降，将其中部分杂质去除就成为浮选达标的重要环节，对cod的降低也有重要影响。混凝沉降是借助混凝剂对胶体离子的静电中和、吸附、架桥等作用使胶体粒子脱稳，在絮凝剂的作用下发生絮凝沉淀以除去污水中的悬浮物和可溶性污染物质，其中新型絮凝剂的研究开发是重点。黄贞岚等用一种复合型的聚合铁无机化合物作为絮凝剂来处理污水，可以使其中cod去除率达到80%，ss去除率达到90%，并且产生的絮状物沉降性能好，容易从水中分离出来。doyle等利用聚合物有机黏土吸附采油废水中的溶解有机物，也取得了良好的试验结果。曾玉彬等利用混凝法对工艺进行了改造，水中的cod由原来的392.5mg/l，下降到90.4mg/l，去除率达77%。陈进富等采用粉末活性炭(pac)与阴离子聚丙烯酰胺(apam)、阳离子聚丙烯酰胺(cpam)复配处理绥中某油田采油废水，cod去除率达到了15.9%～30.0%。
生化处理过程中cod的去除
生物处理过程中，利用微生物的生物化学作用，将复杂的有机物分解为简单物质，将有毒物质转化为无毒物质，使污水得到净化。其中选择适宜的cod∶n∶p的比例是保证生化效果的关键所在。实验表明厌氧池按照cod∶n∶p=(300～400)∶5∶1，好氧池按照cod∶n∶p=(100～200)∶5∶1这样污泥增加较快，处理效果良好。但实际进水水质变化较大，氨氮为35mg/l，低时只有3.5mg/l;总磷为1.4mg/l，低时不足0.2mg/l。因此在运行中应对总磷、氨氮、cod进行分析，结合实际生产状况进行不断调整，是否加入微生物营养物质、何时加入，这些都需要通过试验来完成。如果cod、含油符合要求可不加入，但提高处理负荷时，应根据生产实际进行调整，确保出水水质要求。针对微生物好氧与否，生物处理法可分为好氧生物处理法和厌氧生物处理法。
好氧生物处理法
好氧生物处理是在水中有充分溶解氧的情况下，利用好氧微生物的活动，将污水中的有机物分解为co2、h2o、nh3和no3-等。一般好氧反应又分为活性污泥法、生物膜法(生物滤池、生物转盘、生物氧化塔)、接触氧化池法、氧化塘法等。li等通过用pva生物固定法处理大庆油田的污水，cod由原来的2600mg/l降到240mg/l，并且固定后的微生物可以重复循环利用，增加了处理过程中降解菌的利用率。*明等通过一级气浮预生化单元，去除大块浮油;四级生化处理单元，降低污水中聚合物含量，并去除污水乳化油和溶解油，降低污水含油量和cod值;二级沉降单元，沉降细菌体或生物除氧的工艺实验流程。试验结果表明，经过预生化后污水cod大幅度降低，后经过多级的生化处理cod值在逐级降低，后沉降后污水的cod在110mg/l以下。佘跃惠等通过常规的微生物学方法分离到除srb和tgb以外的7株pam降解菌，cod降低幅度达到了97.9%。陈进富等采用活性污泥法处理绥中某油田采油废水时，采油废水经72h曝气生化处理其cod也降低了26.4%以上。包木太等利用气浮生化超滤装置处理稠油污水，生化后含油降到了20mg/l，cod的去除率达到了87.5%。还有巴西的freire等应用sbr工艺对油田采油废水进行生物处理试验，cod的去除率在50%以上。
厌氧生物处理法
厌氧生物处理的主要特点是可以在厌氧反应器中稳定保持足够的厌氧生物菌体，使废水中的有机物降解成ch4、h2o和co2等。厌氧反应器主要有厌氧活性污泥法、厌氧滤池法、升流式厌氧污泥床(uasb)、内循环反应器(ic)和膨胀颗粒污泥床(egsb)等。竺建荣等用厌氧usab和aaa结合的工艺来处理预先经气浮处理的废水。试验表明，uasb反应器的cod去除率均保持在60%左右。经过厌氧uasb反应器处理后的废水，再经aaa工艺处理，cod去除率在31%～48.5%。赵洲洋等研究了厌氧好氧耦合生物体系对含酚废水的处理效果，模拟含酚废水的cod由4g/l降至100mg/l，快降解速率达到720mg/(l·h)。
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生化出水水质一般能够达到一级水的排放标准，但是要达到油田低渗透油层回注用水、锅炉蒸汽注采用水甚至更高的标准，就必须利用膜分离技术处理。其中应用多的有膜生物反应器、微滤、超滤、还有反渗透等技术。
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超滤到微滤的孔径范围在0.001～10µm。目前油田应用较多的是陶瓷膜和中空纤维微滤膜。1995年，美国aloca公司在墨西哥湾采油平台进行陶瓷微滤膜试验，进口含油量25～283mg/l，出口含油量降到所用分析方法能够测定的极限值;cod值降低幅度为98.3%。徐晓东等采用无机陶瓷膜处理设备处理宝浪油田采出水，处理后的采出水完满足宝浪油田注水水质要求。cod值从初的603mg/l降到50mg/l。天津纺院与大港石油管理局勘探设计院合作，用自制的化学稳定性好、机械强度高的聚偏氟乙烯(pvdf)中空纤维膜对油田采出含油污水进行了初步净化处理，处理后含油小于3mg/l，cod值降幅达95%。
karakulski等用管状超滤膜处理含油废水，出水含油量低于10mg/l，cod去除率为80%，进一步用反渗透膜处理后cod去除率达到98.5%，悬浮物去除率达到95.7%，出水可作为工业回用水。王立国等采用核桃壳过滤器-超滤装置组合工艺处理油田含油污水，处理后水中油的质量浓度由115.70mg/l下降为0.33mg/l，cod也降低了在98.7%。裴亮等用聚丙烯腈(pan)为中空纤维膜(hollowfibermembrane，hfm)材料，与粉末活性炭(pac)联用，进行了微污染水cod处理的实验研究。研究证明，添加pac的量不同时，其cod的去除率是不同的，但是每个样品的去除率都达到了65%以上。
反渗透处理技术
反渗透是用于从溶液中清除溶解的离子之类溶质的一种分离法。对油田高矿化度水质，采用反渗透是有广阔应用前景的技术。cynthiamurray-gulde等利用反渗透技术与构造湿地相结合，对高含盐油田采出水进行处理。处理后，水的毒性大大降低，筒式过滤器、反渗透、好氧生物处理以及钠吸收装置等一系列处理后，将采出水转化为清水。ro系统处理规模为27m3/d，中试成功的将tds含量7000mg/l、硅含量250mg/l和溶解油含量170mg/l的采出水处理后，达到加里福尼亚饮用水标准。电导率和tds分别降低了98%和96%，水质达到了当地的灌溉和排放标准。
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