当前,污水处理工艺流程有油水分离、污水改性、低渗透油田回注等阶段。但是稠油污水处理的难度相对较大,且处理工艺也存在很多不完善之处,所以在污染物处理时效果不佳,致使水质不达标,从而影响其运行,使膜的更换次数增多。通过分析可知有机污染是导致膜污染的主要原因,并且有机污染物在膜表面聚集起来,会产生粘性包外聚合物,从而使膜污染加重。因此,膜污染需要应用限制性培养技术进行有效降菌,增加生物处理单元,以此增强污水中污染物的去除效果,并有效抑制住膜污染。
1、实验材料和方法
1.1 实验材料
①样品采集,本次实验用水采用联合现有的处理流程,而实验用油是脱水原油,并且菌种是来自于污水和微生物中心的实验菌种库;
②实验用培养基,目前,芳香烃降解菌和饱和烃降解菌的培养基,以及沥青降解菌和富集培养基,其筛选培养基都一样,并且其唯一碳源是正十六烷和正己烷。
1.2 实验方法
①分析细菌在稠油中的降解特性,通过建立详细的培养流程,将5%的细菌进行接种,然后放在点已经进行脱水原由的培养基中,使其在37℃震荡培养箱中,7天后在萃取剩下的稠油,之后再使用氧化铝吸附柱层析法进行分析。当饱和烃和芳烃分离出来时,要通过气相色谱进行扫描分析,要适时调整其温度变化;
②膜染物分析方法,在点所采用的膜污染物,分成两份,一份称重,另外一份进行能谱分析,用甘油浴对膜污染进行蒸馏。同时在膜污染处理时,要使其真空,而且要相对干燥,才能使剩余物有效溶解和回流,从而确定可溶物的质量。而对于不溶物回流,要确定其沥青的含量和质量,并且要对其中的固体进行XRD衍射分析和研究。
2、结果和讨论
2.1 膜污染的原因分析
由于现有污水处理工艺流程不是很完善,所以很多时候存在膜通量衰减和膜组建速度较快的情况,从而致使该点水质经常出现不达标的问题。
①观察污染膜面的微观形态,通过电镜观察,磨面有大量有机污染物,其表面较密,且有锁状物交错。由于磨面细菌较多,产生了大量的粘性胞外聚合物,从而在膜表面形成了很厚的污染层;
②水质分析,通过对膜过滤前后的水质分析可知,其处理工艺去除效果有待加强,主要表现为膜过滤后,油含量等依然较多,很多污染物会吸附在膜表面,从而导致膜孔发生堵塞的情况,并由此使膜通量不断降低;
③污染物成分分析,膜面污染物主要是由氧元素和碳元素组成,这两种元素占85%以上,并且膜面污染物中还含有硫和钙等元素。当然导致膜污染的主要因素是有机污染,主要是由于处理工艺的沉淀功能和多介质的过滤性能较差,从而致使污染物在膜表面大量吸附。无机污染物中的无机离子具有难溶性,加速了其污染。
2.2 稠油降解特性分析
①菌群对稠油的降解特性,通过菌群作用之后,可有效降低饱和烃和芳烃的质量分数,而对于非烃和沥青的质量分数则有所提高。由于菌群消耗了原油中的成分较多,其分组会产生相应的变化;
②高效降解菌的选择和培育,通过使用选择性培养技术,选择质量较好的稠油降解菌,以此使其生长发育的性能更加稳定。
2.3 生物处理对膜污染的抑制作用
①使膜通量的变化相对稳定,目前,膜通量的主要考察参数是膜前预处理的效果如何?所以膜一旦受到污染,将会致使膜通量迅速减少。如果通量损失小于15%,那么将使膜可以长时间的稳定运行。由于生物处理技术能有效减少膜污染中的元素,所以充分利用生物中的底物,能有效去除掉吸附在膜表面的生物污染;
②膜表面微观形态的分析,通过对新膜和没有处理过的污染膜进行分析,可知污染膜的分离层中有大量污染物,使堵塞膜孔十分严重,使膜表面更加粗糙。所以在减缓膜污染时,必须要消除污水中的石油类等污染物,才能使效果更加明显;
③生物处理对污水中石油类等其他物质的去除效果,由于生物处理技术对污水中石油类物质的去除效果较好,所以该技术得到了更多的应用,生物反应器具有推流式的特点,使石油类等其它物质在生物系统内形成了分级食物链,以此让这些物质捕食游离的细菌,使水质得到净化。