微生物化學技（jì）術處理油田有機汙水

隨著國（guó）內油田（tián）逐漸進入三次采油（yóu）時（shí）期，由油田注水采油產生的油田有機汙水的處理（lǐ）量逐（zhú）漸（jiàn）增大，已逐漸超過了油田注水的（de）需求。對於低滲等油層，產出水不能滿足其水質要求，不（bú）可回（huí）注。因（yīn）此，相當一部分汙水需要外排。同時，由於聚合物驅、表麵活性劑驅等（děng）技術的應用，產出水的粘度增加，有機物含量增加。油田汙水外排前需要（yào）進行一定的處（chù）理，以符（fú）合 COD 及含硫量等指標。

1 國內油田汙水處理背景

油田（tián）有機汙（wū）水中主要含有烴類有機物、硫以及注水添（tiān）加劑。對於不同的油田，其處理工藝和要求也不盡相同（tóng）。在這種情況下，國內主要處理方法有生物處理、混凝沉澱、電化學（xué）。

其中，生物（wù）處理法主（zhǔ）要（yào）通（tōng）過向汙水中（zhōng）加入經篩選的（de）降解微生物，利用其生物分解作用，將油田汙水中高分（fèn）子烴類及有機添加劑分解為簡單物質，將有毒物質降解為（wéi）無毒或微毒（dú）物質，使汙水得到充分淨化。根據處理體係中是否有氧參與或采用微生物是否（fǒu）需氧，可將（jiāng）其分為好（hǎo）氧生（shēng）物處理法和厭（yàn）氧生物處理法（fǎ）兩種。好氧（yǎng）處理法是在體係（xì）有氧參（cān）與的情況下，利用好氧微生物，將汙水中的烴類及有機添（tiān）加劑分解為 CO2、H2O 和 SO4  等（děng）。與其相對應的厭氧處理法則（zé）是（shì）在厭氧環境中培養並保持足夠的厭氧微生（shēng）物，在無氧條件下處理油（yóu）田（tián）汙水，使水中（zhōng）的有機物降解。

混凝沉澱法是通過向油田汙水中加入混凝劑，利（lì）用混凝劑對膠體離子（zǐ）產生的靜電（diàn） " 吸附 " 作用吸附膠體離子，再加（jiā）入絮凝劑，將吸（xī）附物匯聚，並（bìng）產生絮凝沉澱，從而達到去除油田汙水中的懸浮（fú）物和部分可溶（róng）性物質的作用。通過將不同的混凝沉澱劑依次加（jiā）入汙水中，先（xiān）使（shǐ）汙（wū）水中（zhōng）的乳化油破乳（rǔ）並上浮（fú），分（fèn）離出采出（chū）液中原（yuán）油，再使剩餘汙水中有（yǒu）機物質，懸浮物等在絮凝劑作用下聚集並下沉，達到去除汙水中的原油和部分大分子有機（jī）物的目的。

電氣浮法不同於前麵兩種溫和的處理方法，采用了（le）外加電（diàn）流的電化學方法（fǎ）處理汙水中汙染物。通過將在（zài）汙水中插入電極並通以直流（liú）電，在待處理汙水中產生電解，電泳，氧化還原反應以及電解產物相互（hù）作用等，將（jiāng）汙水中有機物（wù）分解（jiě），沉澱或運移，達到處理油田汙水的目的。電氣浮法可由其陽極材料是否溶解分為電凝聚氣浮和電解氣浮兩種。

2 各汙水處理方法特點

以（yǐ）上常用方法中，生物處理法雖然運行成（chéng）本比較低，但處理過程中汙水停留時間長（zhǎng），所需設備占據空間大，處理（lǐ）過程緩慢。

化學混（hún）凝法流程簡單、建設周期（qī）短，但藥劑（jì）消（xiāo）耗量大，造成汙（wū）水處理成本高，同時由於（yú）油田汙水的成分複雜多變，導（dǎo）致化學混凝（níng）不穩定。

電氣浮法處理效果好、建設周期短，但耗電量過大，不適用於（yú）偏遠地區油田處理，且不夠經濟環保。

3 優化方案

由此，筆者提出采（cǎi）用微生物化學方法處理油田含硫汙水。微生物燃料電池（MFC）裝置利用優選的油田汙水處理微生物的代謝活動（dòng），將油田汙水中殘餘烴類及複雜的有機廢棄物分解並從中回收電能。因而具有廣闊的前景，既完成汙水的無害化處理，又可以產生可持（chí）續的能源。

常用微生物燃料電池的典型構造為一個陽極（jí）室、一個陰極室和一個質子交換膜，其中，質子（zǐ）交換（huàn）膜用於分隔陽極室和（hé）陰極室，保證裝置的正常運行。MFC 處理（lǐ）油田汙水的工作原理為 ：在陽極，產電菌通過自身代謝作用，將有機物（wù）氧化，並釋放出質子（zǐ）和電子。然後電子經由陽極，外電路，最終到達陰極。反應中產生的質子釋放到溶液中，並通過（guò）膜和（hé）電解質（zhì）到達陰（yīn）極。在陰（yīn）極，受體得到電子被還原，MFC 的一個產電循環便完成。

2005  年鄧振ft等（děng）研究了（le）降解石油微（wēi）生物的篩選（xuǎn）及其降（jiàng）解能力，分離（lí）篩選出 13 株原油（yóu）降解菌，分解率最高的 2 株菌是 DYT2—2 和 DYSHX1，其原油降解率高達 98.2% 和 99.5%。

4 總結

根據（jù）油田（tián）有機汙水的特點，選取適合的石油降解（jiě）微生物，同（tóng）時根（gēn）據不同油田組分不同，可設計混合或多級微生物燃料（liào）電池，利用厭氧與好氧的同時作用與微生物燃料電池耦合處理（lǐ）油田廢水。同時，可以向陰極加入藻（zǎo）類等光合生物，利用其光合作用產生氧氣為陰極供（gòng）氧（yǎng）。通過光合藻類和降解微生物的共生，同時實現陰極供氧和陰極氧的還原。從而解決生物陰極，由於陰極電（diàn）子與氧氣之間的傳遞阻力大，氧還原效率低的（de）問題。

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作者：王坤，梅寶泰，代力，張（zhāng）鑫