铜驱动双阴极协同异相电芬顿技术高效处理渗滤液纳滤浓缩液

为解决ASP驱采油废水处理难题，研究人员开发了"自然沉降-生物反应器-溶气气浮(DAF)-三级过滤"集成工艺，实现油含量去除率95.36%、悬浮物(SS)去除率62.74%，最终出水达到大庆油田低渗透层回注标准，处理成本仅1.15元/m3，为化学驱采出水处理提供了经济高效的技术方案。

　　

在石油开采领域，化学驱技术尤其是碱-表面活性剂-聚合物(ASP)三元复合驱已成为提高原油采收率的关键手段。然而这种技术产生的采出水含有大量乳化油、悬浮固体(SS)以及难以降解的聚合物和表面活性剂，形成极其稳定的油水乳液，传统处理方法难以达标。更棘手的是，随着环保要求日益严格，大庆油田等主力油田对回注水水质提出了近乎苛刻的标准——特别是对低渗透油层，任何微小的杂质都可能造成地层堵塞，导致数千万的经济损失。

广东省科技计划项目支持的研究团队创新性地提出"自然沉降-生物处理-旋流溶气气浮(C-DAF)-三级过滤"四段式处理工艺。通过长达数月的现场中试，该系统展现出惊人的处理能力：当进水油浓度波动在201-533 mg/L时，生物反应器单元始终保持95%以上的油去除率，配合后续工艺最终出水油含量降至5 mg/L以下，悬浮固体(SS)去除率达96.15%，完全满足SY/T 5329-2012标准中对含聚污水回注低渗透层的要求。

研究团队采用高通量测序技术解析了生物反应器内的微生物群落结构，发现耐碱菌群(Alkalitolerant bacteria)和烃降解菌(Hydrocarbon-degrading bacteria)在系统中形成稳定共生关系。当进水BOD₅负荷从0.3 kg/(m³·d)逐步提升至1.2 kg/(m³·d)时，优势菌属如假单胞菌(Pseudomonas)和不动杆菌(Acinetobacter)展现出极强的环境适应性，这是系统能应对水质剧烈波动的关键。

【主要技术方法】

1. 构建5 m³/h处理规模的中试系统，采用四级串联处理工艺
2. 通过16S rRNA测序分析生物反应器不同功能区的微生物群落
3. 采用激光粒度仪和显微成像技术表征油滴粒径分布
4. 建立成本核算模型对比传统物化工艺的经济性

【研究结果】

1. "自然沉降-生物处理"工艺性能
   处理高浓度ASP采出水(油含量533±164.53 mg/L)时，生物反应器单元独立贡献95.36%的油去除率，且对表面活性剂和聚合物的协同抑制作用表现出显著耐受性。

2. 微生物对高有机负荷的适应性
   当BOD₅容积负荷提升300%时，系统仍保持93-97%的油去除稳定性，关键功能菌群通过种群结构动态调整维持系统稳定。

3. 全流程处理效果
   最终出水油含量≤5 mg/L，SS≤10 mg/L，COD≤100 mg/L，处理成本较传统工艺降低47.5%，年运行费用可节约超百万元。

【结论与意义】
该研究首次证实生物处理技术对ASP采出水的核心价值——微生物群落通过形成"碱耐受-表面活性剂降解-聚合物分解"的功能链，从根本上解决了化学驱采出水处理不稳定的顽疾。特别值得注意的是，1.15元/m³的处理成本创下行业新低，为大规模化学驱技术的环保合规扫清了经济障碍。研究提供的微生物调控策略和工艺组合模式，不仅适用于现有处理设施的升级改造，更为新建项目提供了设计标杆，对保障我国主力油田的持续开发具有战略意义。相关成果发表在《Journal of Water Process Engineering》上，为全球高难度采出水处理提供了"中国方案"。