含油污水回注生物处理技术研究及其工程应用

目录
序
前言
第1章 绪论 1
1.1 油田含油污水回注生物处理的意义和必要性 1
1.2 油田含油污水的来源及特性 3
1.2.1 油田主要的注入水源类型 3
1.2.2 原油开采基本技术 4
1.2.3 含油污水来源 5
1.2.4 含油污水回注对地层的伤害 5
1.2.5 含油污水的特点 6
1.2.6 含油污水中主要物质分类 7
1.2.7 含油污水基本物理性质 9
1.2.8 含油污水其他性质 10
1.2.9 油田开采方式对含油污水的影响 11
1.3 油田含油污水回注标准 17
1.3.1 油田含油污水的最终用途 17
1.3.2 油田对注入水的基本要求 18
1.3.3 石油行业注水水质标准中控制性指标 18
1.3.4 石油行业注水水质标准中辅助性指标 21
1.3.5 石油行业和部分油田企业注水水质标准 22
1.3.6 油田回注水水质标准与外排水水质标准的主要差异 24
1.3.7 回注水中含油量和外排水中石油类的差异 25
1.4 含油污水处理技术及发展现状 29
1.4.1 含油污水回注处理主要技术概况 29
1.4.2 油田含油污水回注处理常用技术 31
1.4.3 含油污水外排处理技术概况 38
1.4.4 主要含油污水外排处理技术 39
1.5 常规水驱含油污水生物处理研究进展 42
1.6 含聚污水生物处理研究进展 43
1.6.1 含聚污水的特性以及问题解析 43
1.6.2 含聚污水处理中的聚合物生物降解特性 44
1.6.3 含聚污水生物处理技术 46
1.7 环境微生物在含油污水处理中的应用前景 47
1.7.1 环境微生物的特性 47
1.7.2 微生物降解石油的机理及主要因素 48
1.7.3 环境微生物分子生物学和蛋白质组学技术在油田中的应用 49
1.7.4 环境微生物技术处理污水的研究和展望 50
第2章 试验材料与方法 52
2.1 含油量的测定方法 52
2.2 悬浮固体含量的测定方法 53
2.3 颗粒直径中值的测定方法 58
2.3.1 颗粒计数器法 58
2.3.2 激光衍射法 59
2.4 聚合物质量浓度的测定方法 60
2.5 聚合物黏度的测定方法 62
2.6 碱度的测定方法 63
2.7 腐生菌、铁细菌、硫酸盐还原菌的测定方法 65
2.8 矿化度的测定方法 67
2.8.1 氯离子质量浓度的测定 67
2.8.2 碳酸根、碳酸氢根、氢氧根离子浓度的测定 69
2.8.3 硫酸根离子质量浓度的测定 71
2.8.4 钙、镁离子质量浓度的测定 73
2.8.5 pH值的测定 74
2.9 硝酸根质量浓度的测定方法 76
2.10 亚硝酸根质量浓度的测定方法 78
2.11 硫化物质量浓度的测定方法 81
2.11.1 碘量法 81
2.11.2 亚甲蓝比色法 82
2.12 重金属离子的测定方法 84
2.13 Zeta电位的测定方法 87
2.14 界面张力的测定方法 88
2.15 COD的测定方法 88
2.16 BOD5的测定方法 90
2.17 静止浮升法油水分离测试方法 94
2.18 悬浮固体富集、分离提纯方法 96
2.19 微生物分子生物学高通量测序方法 96
2.19.1 DNA提取 96
2.19.2 常用的测序引物 97
2.19.3 生物信息学基础分析 97
2.19.4 生物信息学高级分析 100
第3章 水驱含油污水的生物处理技术研究 102
3.1 稠油污水高效生物降解菌种培养驯化技术研究 102
3.1.1 研究的技术路线 102
3.1.2 高效菌种培养基配方优化研究 103
3.1.3 高效菌株的筛选分离 108
3.1.4 高效菌的降解性能评价 109
3.1.5 高效菌的发酵培养条件优化 112
3.1.6 稠油污水降解微生物制剂的制备 116
3.2 普通含油污水生物接触氧化法效能研究 118
3.2.1 除油微生物表面活性剂产生菌的筛选分离 118
3.2.2 除油微生物除油活性指标测定方法 121
3.2.3 含油污水高效功能菌群的生态构建 121
3.2.4 不同工艺单元中功能微生物作用效果 126
3.2.5 水驱含油污水室内连续流试验 131
3.3 含油污水混合共代谢发酵处理影响因素及其处理效能研究 135
3.3.1 含油污水单独A/O工艺处理效能研究 135
3.3.2 C-S源下含油掺混污水A/O工艺处理效能研究 138
3.3.3 C-S-N源下含油掺混污水A/O工艺处理效能研究 140
3.3.4 C-S-N-P源下含油掺混污水A/O工艺处理效能研究 143
3.4 高矿化度含油污水处理站的调试运行 146
3.4.1 调试运行的主要参数和指标 146
3.4.2 某联合站现有的生物处理工艺及水质分析 148
3.4.3 工艺改造后启动运行阶段 151
3.4.4 工艺改造后调控稳定运行阶段 153
3.4.5 调试运行的总结与问题分析 160
第4章 含聚污水的生物处理技术研究 162
4.1 油田含聚污水特征及聚合物存在状态 162
4.2 含聚污水中油和聚合物对COD的贡献值 164
4.3 聚合物生物降解的特性 164
4.3.1 菌株对聚丙烯酰胺黏度的改变和降解率 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维荧光光谱分析 167
4.3.4 气质联机对降解产物的初步确定 169
4.3.5 核磁共振对聚丙烯酰胺降解前后的初步分析 170
4.4 聚合物对低含聚污水处理系统的影响及适应性研究 171
4.4.1 现有水驱见聚（20mg/L）生物处理污水中有机物组成分析 171
4.4.2 水驱见聚（20mg/L）现场试验工艺中微生物群落解析 176
4.4.3 室内模拟某油田水驱见聚（50mg/L）污水生物处理工艺的效果分析 190
4.4.4 室内模拟某油田水驱见聚（100mg/L）污水生物处理工艺的效果分析 199
4.4.5 室内模拟某油田水驱见聚（100mg/L）污水生物处理不同工艺段的有机物组成分析 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-生物接触氧化法处理油田含聚污水试验研究 224
4.5.1 聚丙烯酰胺降解功能菌的构建 224
4.5.2 含聚污水室内连续流试验 227
4.5.3 含聚污水生物处理现场试验 228
4.6 含聚污水混合共代谢发酵处理影响因素及其处理效能研究 235
4.6.1 含聚污水单独A/O工艺处理效能研究 235
4.6.2 C-S源下含聚掺混污水A/O工艺处理效能研究 237
4.6.3 C-S-N源下含聚掺混污水A/O工艺处理效能研究 240
4.6.4 C-S-N-P源下含聚掺混污水A/O工艺处理效能研究 243
4.6.5 试验小结 247
4.7 高浓度含聚污水生物处理技术研究 248
4.7.1 高浓度含聚污水BESI生物处理意义 248
4.7.2 A/O工艺及BESI技术的反应试验装置与参数 248
4.7.3 A/O工艺对高聚污水的处理效果分析 249
4.7.4 BESI技术对高聚污水的处理效果分析 259
4.7.5 试验小结 266
第5章 三元复合驱含油污水生物处理技术研究 267
5.1 三元复合驱含油污水生物处理技术研究的技术思路 267
5.2 A/O工艺对三元复合驱含油污水掺混处理小试试验 268
5.2.1 A/O生物处理工艺 268
5.2.2 A/O工艺参数及掺混比例的选择 268
5.2.3 A/O工艺对强碱三元掺混水（含聚污水占30%）处理效果分析 270
5.2.4 A/O工艺对弱碱三元掺混水（含聚污水占30%）处理效果分析 277
5.2.5 试验小结 286
5.3 BESI工艺对三元复合驱含油污水掺混处理小试试验 286
5.3.1 由A2/O演替的BESI工艺 286
5.3.2 BESI工艺参数及掺混比例的选择 287
5.3.3 BESI工艺对强碱三元掺混水（含聚污水占30%）处理效果分析 288
5.3.4 BESI工艺对弱碱三元掺混水（含聚污水占30%）处理效果分析 297
5.3.5 试验小结 305
5.4 BESI工艺对纯三元复合驱含油污水处理小试试验 306
5.4.1 BESI微生物一体化反应器 306
5.4.2 BESI微生物一体化反应器对弱碱三元复合驱含油污水处理效果分析 307
5.4.3 BESI微生物一体化反应器对强碱三元复合驱含油污水处理效果分析 317
5.4.4 试验小结 327
5.5 微生物系统工艺处理强碱三元复合驱含油污水现场中试试验 328
5.5.1 试验目的 328
5.5.2 强碱三元复合驱含油污水微生物系统工艺组成及其工艺参数 328
5.5.3 强碱三元复合驱含油污水微生物系统工艺现场中试试验研究 334
5.5.4 BESI微生物一体化反应器有机物降解分析 337
5.5.5 BESI微生物一体化反应器群落演替分析 343
5.5.6 试验小结 345
第6章 水驱含油污水回注生物处理典型工程 346
6.1 水驱含油污水处理站的特点 346
6.2 大庆油田A#含油污水处理站 347
6.2.1 原水水质 347
6.2.2 工艺流程 347
6.2.3 主要工程量 348
6.2.4 主要单体处理构筑物 349
6.2.5 各工艺段微生物群落演替分析 351
6.2.6 生产运行效果 358
6.3 吐哈油田A#含油污水处理站 359
6.3.1 原水水质 359
6.3.2 工艺流程 360
6.3.3 主要工程量 361
6.3.4 主要单体处理构筑物 362
6.3.5 生产运行效果 363
6.4 吐哈油田B#含油污水处理站 364
6.4.1 原水水质 365
6.4.2 工艺流程 365
6.4.3 主要工程量 366
6.4.4 主要单体构筑物设计指标 367
6.4.5 主要单体处理构筑物 368
6.4.6 生产运行效果 369
6.5 延长油田A#含油污水处理站 370
6.5.1 原水水质 370
6.5.2 工艺流程 370
6.5.3 主要设备 372
6.5.4 生产运行效果 373
6.6 长庆油田A#含油污水处理站 373
6.6.1 原水水质 373
6.6.2 工艺流程 374
6.6.3 生产运行效果 374
6.7 江苏油田A#含油污水处理站 375
6.7.1 原水水质 375
6.7.2 工艺流程 375
6.7.3 生产运行效果 376
第7章 含聚污水回注生物