及處理油田污水的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于油田污水處理與新生物質(zhì)能源領(lǐng)域，特別涉及一種利用好氧生物法和微藻處理油田回注污水及固定CO2的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]溫室效應(yīng)是21世紀(jì)全人類所面臨的最大環(huán)境問題。工業(yè)發(fā)展導(dǎo)致大量CO2排放到大氣中，只有最大限度的吸收轉(zhuǎn)化CO2才能協(xié)調(diào)好經(jīng)濟發(fā)展與環(huán)境間問題。目前CO2的固定減排技術(shù)可以分為物理處理、化學(xué)處理及生物固定三類。其中生物固定方法中，微藻可在光合作用下，可利用CO2合成大量的生物物質(zhì)，如蛋白質(zhì)、淀粉、維生素及脂質(zhì)。且微藻具有光合速率高、繁殖快、環(huán)境適應(yīng)性強、處理效率高以及易與其它工程技術(shù)集成等優(yōu)點，可應(yīng)用于CO2的固定。
[0003]為了實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的微藻CO2固定，國內(nèi)外眾多企業(yè)和研究機構(gòu)進行了許多有益的嘗試。早在1990年，日本國際貿(mào)易和工業(yè)部就曾資助一項名為“地球研究更新技術(shù)計劃”的項目，利用微藻吸收火力發(fā)電廠煙氣中的二氧化碳來生產(chǎn)生物質(zhì)能源。該項計劃共有大約20多個私人公司和政府的研究機構(gòu)參與，10年間共投資約25億美元，在減排藻種篩選、光合生物反應(yīng)器開發(fā)、微藻生物質(zhì)能源生產(chǎn)等方面的工作都卓有成效；美國綠色燃料技術(shù)公司(GreenFuel)和亞利桑那公共服務(wù)公司于2007年12月在西班牙西南部開展的微藻減排項目，利用水泥廠工業(yè)廢氣中的CO2進行微藻培養(yǎng)并開發(fā)高附加值的食品、飼料和燃料，目前已建立10m2的培養(yǎng)溫室以垂直薄膜光生物反應(yīng)器進行微藻培養(yǎng)，并計劃擴大到100m2規(guī)模；美國UOP公司于2010年3月獲美國能源部150萬美元的資助，開展通過微藻生長捕集CO2及用于生產(chǎn)生物燃料和能源的系統(tǒng)驗證，該系統(tǒng)將從霍尼韋爾公司位于弗吉尼亞州Hopewell的制造裝置排放的煙氣中捕集CO2，然后從培養(yǎng)的微藻中提取生物燃料，微藻殘渣則轉(zhuǎn)化成熱解油用于電力再生；工業(yè)氣體巨頭德國林德集團與美國AlgenolB1fuels LLC公司也于2010年合作發(fā)展一種捕獲、存儲、運輸及供給二氧化碳的技術(shù)，應(yīng)用于Algenol生產(chǎn)第三代(3G)生物燃料。該公司所擁有的這項專利技術(shù)是利用二氧化碳、海水以及藻類生物中提取生物燃料。AlgaeLink NV公司是歐洲可替代燃料業(yè)界的領(lǐng)頭羊之一，2007年底，宣布開發(fā)出世界上第一個不用預(yù)制管制造、而是用特制UV防護透明薄片做成的專利海藻光生物反應(yīng)器系統(tǒng)(photob1reactor systems for algae)。此光反應(yīng)系統(tǒng)可以很容易地自動折疊收入一個堅固耐用、直徑為64cm的圓形管中，這個管子能自動將水封緊。應(yīng)用這一技術(shù)，運費成本將減少90%。AlgaeLink NV公司在開發(fā)此項技術(shù)的三年中，在藻類科學(xué)的研究、微藻生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計操作等方面也都取得了極大的進展。
[0004]利用微藻進行CO2氣體固定減排雖然在理論上已日趨成熟，也有眾多企業(yè)和機構(gòu)也都進行了有益的嘗試，但要真正實現(xiàn)規(guī)模化應(yīng)用仍有不少困難，原因主要在于成本太高和大規(guī)模養(yǎng)殖技術(shù)的不成熟。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的旨在克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種微藻固定CO2及處理油田污水的方法。
[0006]本發(fā)明的目的可通過如下技術(shù)措施來實現(xiàn):
該方法是利用生物法和微藻處理油田污水、吸收固定CO2和制取生物柴油耦合處理，按如下步驟進行:
a、首先利用散氣氣浮法對油田污水聯(lián)合站油田污水進行除油預(yù)處理，經(jīng)氣浮去除大部分原油后的油田污水進入活性污泥法或生物膜法除油處理系統(tǒng)進一步去除原油，活性污泥法或生物膜法除油過程中按T0C:N:P = 100:5-10:1重量份配比投加N、P營養(yǎng)鹽，活性污泥法或生物膜法處理后油田污水中含有的原油低于lmg/L，污水中的TOC小于60 mg/L, COD小于 150 mg/L ；
b、先向a步驟用好氧生物法處理后的油田污水中通入CO2含量為3%_15%的煙道氣，再送賽道式微藻培養(yǎng)系統(tǒng)，在賽道式微藻培養(yǎng)系統(tǒng)中加入微藻藻株，經(jīng)過5-15天生長，長到密度1Vml以上，且含油脂率20%以上的微藻都可以用來實現(xiàn)油田污水凈化與CO2固定，藻株利用油田污水中殘余的N、P營養(yǎng)鹽和煙道氣中CO2進行生長，實現(xiàn)油田污水凈化與CO2固定;
C、將b步驟經(jīng)賽道式微藻培養(yǎng)系統(tǒng)處理后的含藻油田污水流入絮凝沉淀池，采用絮凝方法收集微藻，藻泥用壓濾機壓濾后制成藻餅送去提取生物柴油，沉淀出水經(jīng)過濾、殺菌脫氧后回注到地層驅(qū)油。
[0007]殺菌劑的篩選根據(jù)《油田注水水質(zhì)處理用殺菌劑采購規(guī)定》SY/T6007-94進行，殺菌劑的評價根據(jù)《殺菌劑性能評價方法》SY/T5890-93中規(guī)定的試驗方法進行。按照《油田注水脫氧設(shè)計規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)》S/T0046-1999的規(guī)定進行脫氧處理。
[0008]本發(fā)明的目的還可通過如下技術(shù)措施來實現(xiàn):
上述a步驟所述的預(yù)處理是采用散氣氣浮，氣浮除油過程中不添加任何化學(xué)藥劑，避免對后續(xù)生物除油和微藻培養(yǎng)產(chǎn)生毒害；c步驟所述的過濾是采用石英砂過濾器，過濾器出水的懸浮物含量小于10mg/L，含油量小于lmg/L，滿足中高滲油藏回注污水懸浮物和含油小于10mg/L的要求；a步驟所述的活性污泥法或生物膜法除油過程中按T0C:N:P = 100:7-8:1重量份配比投加N、P營養(yǎng)鹽。
[0009]微藻生長利用的二氧化碳來自煙道氣，將煙道氣直接通入生物除油后的油田污水中，微藻生長利用的N、P營養(yǎng)來自生物除油過程中投加的營養(yǎng)，微藻處理系統(tǒng)不投加任何營養(yǎng)鹽。
[0010]本發(fā)明具有如下有益效果:
該方法通過把微藻固碳制生物柴油與油田回注污水處理結(jié)合起來，通過篩選高含油月旨、高抗逆性藻株用于固碳，通過采用絮凝方法實現(xiàn)微藻的采收，通過過濾、殺菌、脫氧為中高滲油藏提供合格的回注污水，在實現(xiàn)微藻采收的同時凈化了污水，實現(xiàn)了油田污水處理、CO2固定和制取生物柴油耦合綜合利用，減少了成本。
[0011]【附圖說明】:
圖1是本發(fā)明實施例的流程示意圖。
[0012]【具體實施方式】:
對要處理的油田污水進行檢測，確定高梯度聚結(jié)氣浮的參數(shù)，確保進入好氧生物法除油的進水原油低于20 mg/L。
[0013]本發(fā)明是利用生物法和微藻處理油田污水、吸收固定CO2和制取生物柴油耦合處理的方法。
[0014]實施例1:
a、首先利用散氣氣浮法對油田污水聯(lián)合站油田污水進行除油預(yù)處理，所述的預(yù)處理是采用高梯度聚結(jié)氣浮，氣浮除油過程中不添加任何化學(xué)藥劑，避免對后續(xù)生物除油和微藻培養(yǎng)產(chǎn)生毒害；經(jīng)氣浮去除大部分原油后的油田污水進入活性污泥法或生物膜法除油處理系統(tǒng)進一步去除原油，活性污泥法或生物膜法除油過程中按T0C:N:P= 100:5:1重量份配比投加N、P營養(yǎng)鹽，活性污泥法或生物膜法處理后油田污水中含有的原油低于lmg/L，污水中的TOC小于60 mg/L, COD小于150 mg/L ；
b、先向a步驟用好氧生物法處理后的油田污水溢流進入微藻生物養(yǎng)殖系統(tǒng)，將CO2含量為3%的煙道氣通過充氣系統(tǒng)直接充入賽道式微藻培養(yǎng)系統(tǒng)，為微藻生長提供碳源，在賽道式微藻培養(yǎng)系統(tǒng)中加入能夠在生物除油后油田污水中生長良好，具有高含油脂、高抗逆性的藻株，接種密度為15個/ml時，經(jīng)過15天生長，長到密度1Vml以上，且含油脂率20%以上的微藻都可以用來實現(xiàn)油田污水凈化與CO2固定，藻株利用油田污水中殘余的N、P營養(yǎng)鹽和煙道氣中CO2進行生長，實現(xiàn)油田污水凈化與CO2固定；
C、將b步驟經(jīng)賽道式微藻培養(yǎng)系統(tǒng)處理后的含藻油田污水流入絮凝沉淀池，采用絮凝方法收集微藻，沉淀藻泥用壓濾機壓濾后制成藻餅送去提取生物柴油，沉淀出水經(jīng)石英砂過濾器過濾、過濾器出水的懸浮物含量小于10mg/L，含油量小于lmg/L，滿足中高滲油藏回注污水懸浮物和含油小于10mg/L的要求；經(jīng)殺菌、脫氧后回注