PA6/PANI/α-Fe2O3复合纳米纤维膜的制备及其在含四环素废水处理中的应用研究

为解决ASP驱采油废水(Alkaline-Surfactant-Polymer flooding produced water)中油类、悬浮物(SS)和有机污染物的高效去除难题，研究人员开发了"自然沉降-生物反应器-旋流溶气气浮(C-DAF)-三级过滤"集成工艺。该工艺在5m3/h中试规模下实现油含量去除率99.56%、SS去除率96.15%，处理成本仅1.15CNY/m3，为低渗透油层回注水达标提供了创新解决方案。

　　

随着全球能源需求的持续增长，提高石油采收率技术(EOR)的应用日益广泛，其中碱-表面活性剂-聚合物三元复合驱(ASP flooding)因其显著增效作用已成为三次采油的核心技术。然而这项技术在提升原油采收率的同时，也产生了含有顽固乳化油、高浓度表面活性剂和聚合物的复杂废水，传统物理化学处理方法难以稳定达标，特别是对形成稳定油水乳液(O/W emulsion)的处理效果有限。

广东省科技计划项目支持的研究团队针对大庆油田ASP驱采油废水处理难题，创新性地构建了多级协同处理系统。通过将自然沉降罐、生物反应器、旋流溶气气浮(C-DAF)单元和三级过滤系统有机结合，在《Journal of Water Process Engineering》发表的研究中证实，该工艺可有效破解化学驱废水处理的技术瓶颈。

关键技术方法包括：1)采用中试规模(5m³/h)连续流实验验证工艺稳定性；2)通过微生物群落分析揭示功能菌群分布规律；3)基于BOD₅容积负荷调控优化生物处理单元；4)建立三级过滤(石英砂+锰砂+纤维球)深度处理体系。研究选用大庆油田实际ASP驱采油废水为处理对象，水质特征为油含量201-533mg/L、SS 105-328mg/L、聚合物浓度368-752mg/L。

【Produced water characteristics】
原水分析显示ASP驱采油废水具有显著高于普通聚合物驱废水的表面活性剂浓度，严重抑制油滴自发聚并。废水中的碱、表面活性剂与聚合物协同作用形成高度稳定的乳化体系，常规破乳技术效率低下。

【Performance of the "natural sedimentation-microbial" process】
生物反应器作为核心单元表现出卓越的污染物降解能力，在四阶段运行中保持稳定的油去除效率(93.19%-97.29%)。微生物系统对BOD₅容积负荷提升展现出强适应力，证实其处理高有机负荷废水的工业应用潜力。

【Microbial resilience in ASP wastewater under high organic load】
高通量测序揭示生物反应器内形成以Pseudomonas(假单胞菌属)和Bacillus(芽孢杆菌属)为主的优势菌群结构，这些功能微生物通过协同作用降解复杂有机物。在表面活性剂浓度波动条件下，微生物群落保持结构稳定性，确保处理效果持续性。

【Conclusion】
该研究证实集成工艺可稳定产出符合大庆油田低渗透层回注标准的处理水，吨水处理成本较传统物化工艺降低47.5%。特别值得注意的是，生物处理单元贡献了95.36%的油降解效率，其特有的耐碱-表面活性剂-聚合物复合压力的微生物群落结构，为同类化学驱废水处理提供了可推广的技术范式。

该成果的创新价值体现在三个方面：首先，通过生物-物化协同作用从根本上解决了ASP驱废水达标处理的行业难题；其次，明确的微生物群落演替规律为工艺优化提供理论支撑；最后，1.15CNY/m³的低运行成本显著提升了技术经济可行性。研究团队Xinxin Zhang、Qiushi Zhao等建立的这套技术体系，不仅为现有处理设施改造提供方案，更为新建厂区设计确立了技术标杆，对推动石油开采行业可持续发展具有重要实践意义。