油類對環(huán)境的污染主要表現(xiàn)在對生態(tài)系統(tǒng)及自然環(huán)境（土壤和水體）的嚴(yán)重影響，水體中的浮化油會斷絕水中溶解氧來源進而影響水體生物的生長繁殖，這其中由于油氣田高濃度廢水（COD 每升高達數(shù)萬毫克）排放所導(dǎo)致的污染尤其嚴(yán)重。據(jù)報道，高濃度油氣田廢水可用臭氧氧化法、光催化氧化法、高級氧化法等進行處理，但上述工藝處理成本高昂，且單獨使用無法達到廢水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)，因而高濃度油氣田廢水處理依舊是工業(yè)廢水處理領(lǐng)域的難題之一。本研究采用最新開發(fā)的CMBR 膜工藝，并與UASB、活性炭吸附工藝進行組合處理油氣田廢水，考察了UASB、CMBR、活性炭吸附對此類廢水的處理效果，為此類廢水處理提供可行性方案。
聯(lián)系人：陳志杰
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1 試驗部分
1.1 原水來源與水質(zhì)
廢水來自中國某石油公司油氣田。廢水水質(zhì)：COD 約為20 g/L，油類質(zhì)量濃度約為600 mg/L，pH為6.5～7.5，溫度為18.3～22.4 ℃。由于原水COD較高，故把原水用自來水稀釋后作為進水，稀釋倍數(shù)從7 倍逐漸提高到4 倍。
1.2 試驗裝置及運行參數(shù)
UASB 反應(yīng)器由有機塑料制作，試驗裝置如圖1 所示，體積16 L，廢水通過蠕動泵從底部進入到反應(yīng)器當(dāng)中，所投加的厭氧污泥取自桂林市某污水處理廠。反應(yīng)器中起始MLSS 質(zhì)量濃度為4 364 mg/L，MLVSS 質(zhì)量濃度為2 976 mg/L。運行期間，進水及反應(yīng)器中DO 質(zhì)量濃度均控制在0.2 mg/L 以下，從而保證反應(yīng)器處于厭氧狀態(tài)。試驗過程中，COD 有機負(fù)荷設(shè)定為1.75 kg/(m3·d)，并保持不變。進水用自來水稀釋原水7 倍配制而成，并根據(jù)出水水質(zhì)情況逐漸提高稀釋倍數(shù)至4 倍，相應(yīng)的水力停留時間從原來設(shè)定的48 h 提高到75.4 h。
CMBR 反應(yīng)器如圖2 所示，尺寸為25 cm×13cm×44 cm，體積為14.3 L，出水槽尺寸是13×13×44 cm，體積為7.4 L。膜組件采用陶瓷平板膜，膜元件孔徑大小為0.1 μm，其厚度約為7 mm，尺寸是10 cm×25 cm，膜面積為0.05 m2，膜所用材料為改良后的三氧化二鋁復(fù)合材料。反應(yīng)器進水用自來水稀釋油氣田廢水得到。好氧污泥取自于桂林市某污水處理廠，試驗啟動時，反應(yīng)器中MLSS 質(zhì)量濃度為4 652 mg/L，MLVSS 質(zhì)量濃度為2 960mg/L。蠕動泵將原水、膜出水分別抽到反應(yīng)器、出水槽中。過濾與反沖洗以10 min 為一個周期，過濾時間9.5 min，反沖洗時間0.5 min，上述操作通過過濾泵和反沖洗泵間歇性運行來實現(xiàn)。
活性炭裝置為人工制作的塑料反應(yīng)器，體積500 mL，試驗時，加入30 g用清水清洗干凈并自然干燥的工業(yè)級顆粒狀活性炭填充至反應(yīng)器中，然后加入CMBR 系統(tǒng)出水至500 mL 刻度線，底部出水，控制閥門保證流速約為300 mL/h，在不同時間內(nèi)取樣，測定COD 變化。
1.3 檢測分析方法
定期對進水、反應(yīng)器、出水水質(zhì)的主要指標(biāo)進行分析檢測。pH 采用玻璃電極法（JENCO MODEL6010 酸度計）測定；DO 采用便攜式JENCO MODEL9010溶解氧測定；COD 用微波消解法[5]（廠家Galanz，型號WMX，微波密封消解COD 速測儀）分析；TSS 用重量法（GB 11901－89）[6]；油類用紅外分光光度法[5]（CY-2000 型多功能紅外測油儀）測定；TOC采用非分散紅外吸收法[7]（TOC-5000A 型）。
2 結(jié)果與討論
2.1 UASB 反應(yīng)器對油氣田廢水的處理效果
UASB 反應(yīng)器對油氣田廢水的處理效果如圖3和圖4 所示。試驗啟動時原水稀釋倍數(shù)為7 倍，進水COD約為3 000 mg/L，出水COD 為1 600～2 280mg/L，去除率為24%～46.7%。第28 天后稀釋倍數(shù)從7 倍提高到4 倍，保持COD 有機負(fù)荷在1.75 kg/(m3·d)不變，相應(yīng)的水力停留時間從48 h 升到75.4 h，出水COD 從2 000 mg/L 升至3 300 mg/L 左右，COD 去除率變化不大，在18.8%～43.9%。進水油類120～180 mg/L，出水油類質(zhì)量濃度為20～60 mg/L，去除率為57%～85.3%，去除效率逐漸下降的原因可能是進水油類升高，且厭氧條件對油類去除能力有限。厭氧處理包括3 個階段：水解、產(chǎn)酸和產(chǎn)甲烷階段，能將廢水中不溶性的固體物質(zhì)轉(zhuǎn)化為溶解性物質(zhì)，使大分子物質(zhì)降解為小分子物質(zhì)，將難生物降解物質(zhì)轉(zhuǎn)化為易生物降解的物質(zhì)，但該過程受到影響因素較多，一般情況，厭氧條件下有機物去除效率一般為30%～40%[8]。
