含油污水回注生物處理技術(shù)研究及其工程應(yīng)用

目錄
序
前言
第1章 緒論 1
1.1 油田含油污水回注生物處理的意義和必要性 1
1.2 油田含油污水的來源及特性 3
1.2.1 油田主要的注入水源類型 3
1.2.2 原油開采基本技術(shù) 4
1.2.3 含油污水來源 5
1.2.4 含油污水回注對(duì)地層的傷害 5
1.2.5 含油污水的特點(diǎn) 6
1.2.6 含油污水中主要物質(zhì)分類 7
1.2.7 含油污水基本物理性質(zhì) 9
1.2.8 含油污水其他性質(zhì) 10
1.2.9 油田開采方式對(duì)含油污水的影響 11
1.3 油田含油污水回注標(biāo)準(zhǔn) 17
1.3.1 油田含油污水的最終用途 17
1.3.2 油田對(duì)注入水的基本要求 18
1.3.3 石油行業(yè)注水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)中控制性指標(biāo) 18
1.3.4 石油行業(yè)注水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)中輔助性指標(biāo) 21
1.3.5 石油行業(yè)和部分油田企業(yè)注水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn) 22
1.3.6 油田回注水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)與外排水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的主要差異 24
1.3.7 回注水中含油量和外排水中石油類的差異 25
1.4 含油污水處理技術(shù)及發(fā)展現(xiàn)狀 29
1.4.1 含油污水回注處理主要技術(shù)概況 29
1.4.2 油田含油污水回注處理常用技術(shù) 31
1.4.3 含油污水外排處理技術(shù)概況 38
1.4.4 主要含油污水外排處理技術(shù) 39
1.5 常規(guī)水驅(qū)含油污水生物處理研究進(jìn)展 42
1.6 含聚污水生物處理研究進(jìn)展 43
1.6.1 含聚污水的特性以及問題解析 43
1.6.2 含聚污水處理中的聚合物生物降解特性 44
1.6.3 含聚污水生物處理技術(shù) 46
1.7 環(huán)境微生物在含油污水處理中的應(yīng)用前景 47
1.7.1 環(huán)境微生物的特性 47
1.7.2 微生物降解石油的機(jī)理及主要因素 48
1.7.3 環(huán)境微生物分子生物學(xué)和蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)在油田中的應(yīng)用 49
1.7.4 環(huán)境微生物技術(shù)處理污水的研究和展望 50
第2章 試驗(yàn)材料與方法 52
2.1 含油量的測(cè)定方法 52
2.2 懸浮固體含量的測(cè)定方法 53
2.3 顆粒直徑中值的測(cè)定方法 58
2.3.1 顆粒計(jì)數(shù)器法 58
2.3.2 激光衍射法 59
2.4 聚合物質(zhì)量濃度的測(cè)定方法 60
2.5 聚合物黏度的測(cè)定方法 62
2.6 堿度的測(cè)定方法 63
2.7 腐生菌、鐵細(xì)菌、硫酸鹽還原菌的測(cè)定方法 65
2.8 礦化度的測(cè)定方法 67
2.8.1 氯離子質(zhì)量濃度的測(cè)定 67
2.8.2 碳酸根、碳酸氫根、氫氧根離子濃度的測(cè)定 69
2.8.3 硫酸根離子質(zhì)量濃度的測(cè)定 71
2.8.4 鈣、鎂離子質(zhì)量濃度的測(cè)定 73
2.8.5 pH值的測(cè)定 74
2.9 硝酸根質(zhì)量濃度的測(cè)定方法 76
2.10 亞硝酸根質(zhì)量濃度的測(cè)定方法 78
2.11 硫化物質(zhì)量濃度的測(cè)定方法 81
2.11.1 碘量法 81
2.11.2 亞甲藍(lán)比色法 82
2.12 重金屬離子的測(cè)定方法 84
2.13 Zeta電位的測(cè)定方法 87
2.14 界面張力的測(cè)定方法 88
2.15 COD的測(cè)定方法 88
2.16 BOD5的測(cè)定方法 90
2.17 靜止浮升法油水分離測(cè)試方法 94
2.18 懸浮固體富集、分離提純方法 96
2.19 微生物分子生物學(xué)高通量測(cè)序方法 96
2.19.1 DNA提取 96
2.19.2 常用的測(cè)序引物 97
2.19.3 生物信息學(xué)基礎(chǔ)分析 97
2.19.4 生物信息學(xué)高級(jí)分析 100
第3章 水驅(qū)含油污水的生物處理技術(shù)研究 102
3.1 稠油污水高效生物降解菌種培養(yǎng)馴化技術(shù)研究 102
3.1.1 研究的技術(shù)路線 102
3.1.2 高效菌種培養(yǎng)基配方優(yōu)化研究 103
3.1.3 高效菌株的篩選分離 108
3.1.4 高效菌的降解性能評(píng)價(jià) 109
3.1.5 高效菌的發(fā)酵培養(yǎng)條件優(yōu)化 112
3.1.6 稠油污水降解微生物制劑的制備 116
3.2 普通含油污水生物接觸氧化法效能研究 118
3.2.1 除油微生物表面活性劑產(chǎn)生菌的篩選分離 118
3.2.2 除油微生物除油活性指標(biāo)測(cè)定方法 121
3.2.3 含油污水高效功能菌群的生態(tài)構(gòu)建 121
3.2.4 不同工藝單元中功能微生物作用效果 126
3.2.5 水驅(qū)含油污水室內(nèi)連續(xù)流試驗(yàn) 131
3.3 含油污水混合共代謝發(fā)酵處理影響因素及其處理效能研究 135
3.3.1 含油污水單獨(dú)A/O工藝處理效能研究 135
3.3.2 C-S源下含油摻混污水A/O工藝處理效能研究 138
3.3.3 C-S-N源下含油摻混污水A/O工藝處理效能研究 140
3.3.4 C-S-N-P源下含油摻混污水A/O工藝處理效能研究 143
3.4 高礦化度含油污水處理站的調(diào)試運(yùn)行 146
3.4.1 調(diào)試運(yùn)行的主要參數(shù)和指標(biāo) 146
3.4.2 某聯(lián)合站現(xiàn)有的生物處理工藝及水質(zhì)分析 148
3.4.3 工藝改造后啟動(dòng)運(yùn)行階段 151
3.4.4 工藝改造后調(diào)控穩(wěn)定運(yùn)行階段 153
3.4.5 調(diào)試運(yùn)行的總結(jié)與問題分析 160
第4章 含聚污水的生物處理技術(shù)研究 162
4.1 油田含聚污水特征及聚合物存在狀態(tài) 162
4.2 含聚污水中油和聚合物對(duì)COD的貢獻(xiàn)值 164
4.3 聚合物生物降解的特性 164
4.3.1 菌株對(duì)聚丙烯酰胺黏度的改變和降解率 165
4.3.2 HPAM的可生化性分析 166
4.3.3 HPAM的生物降解前后的三維熒光光譜分析 167
4.3.4 氣質(zhì)聯(lián)機(jī)對(duì)降解產(chǎn)物的初步確定 169
4.3.5 核磁共振對(duì)聚丙烯酰胺降解前后的初步分析 170
4.4 聚合物對(duì)低含聚污水處理系統(tǒng)的影響及適應(yīng)性研究 171
4.4.1 現(xiàn)有水驅(qū)見聚（20mg/L）生物處理污水中有機(jī)物組成分析 171
4.4.2 水驅(qū)見聚（20mg/L）現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)工藝中微生物群落解析 176
4.4.3 室內(nèi)模擬某油田水驅(qū)見聚（50mg/L）污水生物處理工藝的效果分析 190
4.4.4 室內(nèi)模擬某油田水驅(qū)見聚（100mg/L）污水生物處理工藝的效果分析 199
4.4.5 室內(nèi)模擬某油田水驅(qū)見聚（100mg/L）污水生物處理不同工藝段的有機(jī)物組成分析 202
4.4.6 聚丙烯酰胺（100mg/L）的微生物群落解析 210
4.5 水解酸化-生物接觸氧化法處理油田含聚污水試驗(yàn)研究 224
4.5.1 聚丙烯酰胺降解功能菌的構(gòu)建 224
4.5.2 含聚污水室內(nèi)連續(xù)流試驗(yàn) 227
4.5.3 含聚污水生物處理現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn) 228
4.6 含聚污水混合共代謝發(fā)酵處理影響因素及其處理效能研究 235
4.6.1 含聚污水單獨(dú)A/O工藝處理效能研究 235
4.6.2 C-S源下含聚摻混污水A/O工藝處理效能研究 237
4.6.3 C-S-N源下含聚摻混污水A/O工藝處理效能研究 240
4.6.4 C-S-N-P源下含聚摻混污水A/O工藝處理效能研究 243
4.6.5 試驗(yàn)小結(jié) 247
4.7 高濃度含聚污水生物處理技術(shù)研究 248
4.7.1 高濃度含聚污水BESI生物處理意義 248
4.7.2 A/O工藝及BESI技術(shù)的反應(yīng)試驗(yàn)裝置與參數(shù) 248
4.7.3 A/O工藝對(duì)高聚污水的處理效果分析 249
4.7.4 BESI技術(shù)對(duì)高聚污水的處理效果分析 259
4.7.5 試驗(yàn)小結(jié) 266
第5章 三元復(fù)合驅(qū)含油污水生物處理技術(shù)研究 267
5.1 三元復(fù)合驅(qū)含油污水生物處理技術(shù)研究的技術(shù)思路 267
5.2 A/O工藝對(duì)三元復(fù)合驅(qū)含油污水摻混處理小試試驗(yàn) 268
5.2.1 A/O生物處理工藝 268
5.2.2 A/O工藝參數(shù)及摻混比例的選擇 268
5.2.3 A/O工藝對(duì)強(qiáng)堿三元摻混水（含聚污水占30%）處理效果分析 270
5.2.4 A/O工藝對(duì)弱堿三元摻混水（含聚污水占30%）處理效果分析 277
5.2.5 試驗(yàn)小結(jié) 286
5.3 BESI工藝對(duì)三元復(fù)合驅(qū)含油污水摻混處理小試試驗(yàn) 286
5.3.1 由A2/O演替的BESI工藝 286
5.3.2 BESI工藝參數(shù)及摻混比例的選擇 287
5.3.3 BESI工藝對(duì)強(qiáng)堿三元摻混水（含聚污水占30%）處理效果分析 288
5.3.4 BESI工藝對(duì)弱堿三元摻混水（含聚污水占30%）處理效果分析 297
5.3.5 試驗(yàn)小結(jié) 305
5.4 BESI工藝對(duì)純?nèi)獜?fù)合驅(qū)含油污水處理小試試驗(yàn) 306
5.4.1 BESI微生物一體化反應(yīng)器 306
5.4.2 BESI微生物一體化反應(yīng)器對(duì)弱堿三元復(fù)合驅(qū)含油污水處理效果分析 307
5.4.3 BESI微生物一體化反應(yīng)器對(duì)強(qiáng)堿三元復(fù)合驅(qū)含油污水處理效果分析 317
5.4.4 試驗(yàn)小結(jié) 327
5.5 微生物系統(tǒng)工藝處理強(qiáng)堿三元復(fù)合驅(qū)含油污水現(xiàn)場(chǎng)中試試驗(yàn) 328
5.5.1 試驗(yàn)?zāi)康?328
5.5.2 強(qiáng)堿三元復(fù)合驅(qū)含油污水微生物系統(tǒng)工藝組成及其工藝參數(shù) 328
5.5.3 強(qiáng)堿三元復(fù)合驅(qū)含油污水微生物系統(tǒng)工藝現(xiàn)場(chǎng)中試試驗(yàn)研究 334
5.5.4 BESI微生物一體化反應(yīng)器有機(jī)物降解分析 337
5.5.5 BESI微生物一體化反應(yīng)器群落演替分析 343
5.5.6 試驗(yàn)小結(jié) 345
第6章 水驅(qū)含油污水回注生物處理典型工程 346
6.1 水驅(qū)含油污水處理站的特點(diǎn) 346
6.2 大慶油田A#含油污水處理站 347
6.2.1 原水水質(zhì) 347
6.2.2 工藝流程 347
6.2.3 主要工程量 348
6.2.4 主要單體處理構(gòu)筑物 349
6.2.5 各工藝段微生物群落演替分析 351
6.2.6 生產(chǎn)運(yùn)行效果 358
6.3 吐哈油田A#含油污水處理站 359
6.3.1 原水水質(zhì) 359
6.3.2 工藝流程 360
6.3.3 主要工程量 361
6.3.4 主要單體處理構(gòu)筑物 362
6.3.5 生產(chǎn)運(yùn)行效果 363
6.4 吐哈油田B#含油污水處理站 364
6.4.1 原水水質(zhì) 365
6.4.2 工藝流程 365
6.4.3 主要工程量 366
6.4.4 主要單體構(gòu)筑物設(shè)計(jì)指標(biāo) 367
6.4.5 主要單體處理構(gòu)筑物 368
6.4.6 生產(chǎn)運(yùn)行效果 369
6.5 延長油田A#含油污水處理站 370
6.5.1 原水水質(zhì) 370
6.5.2 工藝流程 370
6.5.3 主要設(shè)備 372
6.5.4 生產(chǎn)運(yùn)行效果 373
6.6 長慶油田A#含油污水處理站 373
6.6.1 原水水質(zhì) 373
6.6.2 工藝流程 374
6.6.3 生產(chǎn)運(yùn)行效果 374
6.7 江蘇油田A#含油污水處理站 375
6.7.1 原水水質(zhì) 375
6.7.2 工藝流程 375
6.7.3 生產(chǎn)運(yùn)行效果 376
第7章 含聚污水回注生物