新疆油田六九稠油区供热站目前每天外排高含盐废水约5000m3左右，集中到站外高含盐水池，最后泵输外排至大沙河。高含盐污水主要来源有两部分：①高温含油污水处理回用时在软化过程中离子交换产生的高含盐废水；②注气锅炉掺入的部分清水在软化过程中离子交换产生的低含盐废水。抽样检测时发现石油类、CODcr等污染物均超标，没有达到国家工业废水二类排放标准。
针对六九稠油区供热站高含盐外排水的情况，开展外排水综合治理试验，以“混凝沉淀+生化”稠油污水处理新工艺，实现六九稠油区外排水水质达标。处理后外排水质应达到GB8978—1996《污水综合排放标准》中的第二类污染物最高允许排放浓度，外排水水质要求如表1所示。
1、室内试验及效果评价
1.1 水质分析
针对供热站高含盐外排水不达标问题，首先对外排管线出口连续5天进行取样化验，对污水的离子组分及主要污染物CODcr、挥发酚、石油类、悬浮物等进行了分析检测，供热站外排水水质分析如表2、表3所示。从分析结果可看出，供热站外排高含盐水有如下特性：
（1）高Cl-（3000～12000mg/L）、高温（65℃以上）、高矿化度（6000～20000mg/L左右）。
（2）挥发酚、氨氮、硫化物、砷、悬浮物等污染物含量未超过国家二级排放标准，CODcr（180～280mg/L）及石油类（11～19mg/L）含量明显超标。
综上所述，六九区供热站外排水属于高温高盐污水，主要是CODcr及石油类含量超标，是达标治理的主要对象和研究重点。
1.2 混凝沉降处理技术
混凝沉降工艺主要是在水中投加混凝剂，使水中的悬浮固体、油珠微粒失去稳定性，相互聚结形成凝聚体、矾花，然后在高分子絮凝剂吸附架桥作用下，进一步聚集长大，最后沉淀分离，从而达到净水的目的。针对六九区供热站外排水特点，通过正交试验，确定了混凝药剂配方：200mg/LPFS+5mg/LPAM+60mg/LNa2CO3。
1.3 生化处理技术
1.3.1水解酸化处理技术
水解酸化过程为好氧接触氧化的预处理阶段，它是利用有机物厌氧分解过程中酸性发酵阶段的特点，将废水中某些难降解的大分子有机物转化为较易降解的小分子有机物，从而改善废水的可生化性，为后续好氧生化处理创造有利条件。
1.3.2 生物接触氧化处理技术
生物接触氧化属于投加载体的复合生物反应器中的浸没填料系统，又称“浸没式生物滤池法”和“接触曝气法”。从生物膜固定和污水流动来说，相似于生物滤池法，从污水充满曝气池和采用人工曝气看，它又相似于活性污泥法。
1.3.3 菌种的选择
针对供热站外排水高盐、高矿化度的特性，选取了特种高效耐盐菌剂。该菌剂是利用海洋、盐湖、盐碱地等高盐环境中丰富的耐盐微生物和嗜盐微生物资源，将耐盐细菌、嗜盐细菌、嗜盐古菌、耐盐酵母菌、嗜盐酵母菌等几十种至几百种不同代谢类型的功能微生物集合在一起，经富集、筛选、驯化培养等多个步骤，形成污染物降解微生物链，在特殊的培养和生产工艺条件下研制开发出的高效复合耐盐微生物制剂。
菌剂中耐盐微生物和嗜盐微生物种类超过50种，能够适应不同的高盐污水水质；其中的耐盐或嗜盐微生物种群可在盐浓度1%～20%的环境下进行正常生长代谢，具有很强的有机物降解能力和抗盐度冲击能力。
1.3.4 生化处理工艺参数
微生物的生命活动、物质代谢与pH值有着密切的关系。大多数细菌、藻类和原生动物的最适宜pH值在6.5～7.5。六九稠油区供热站含盐水pH值在7左右，故不再进行pH调整。
温度对微生物的生长代谢具有重要影响。温度过低会降低微生物体力酶的活性，从而导致其代谢缓慢，影响水处理效率；而温度过高则可能导致微生物体力酶变性，进而导致微生物死亡，失去对污水的处理能力。对于大多数细菌而言，适宜的温度在20～40℃之间，而有些高温细菌可耐较高的温度，它们适宜生长的温度在50～60℃之间。因而，为保证水处理效果，需严格控制进水温度，在室内展开实验研究，不同温度对水解酸化处理效果的影响如图1所示。
由图1可看出，系统温度控制由15~55℃之间，CODcr和石油类的去除率呈现曲线状态，在25~35℃效果最明显，因此，系统控制温度选择为30±5℃。
对于生化处理，合理地控制停留时间对污水处理效果至关重要。停留时间过短，会导致处理工艺未能完全发挥最大处理效能，污染物去除不彻底，出水不达标；停留时间过长，则会增加基建投资规模或是减少废水处理量。为探究水解酸化及接触氧化的最佳停留时间，在室内开展了实验研究，不同停留时间对水解酸化处理效果的影响见图2。
由图2可看出，水解酸化段停留时间在1~3h之间，CODcr和石油类的去除率明显增加，但在3h后，随着停留时间的增长，去除率增加缓慢。表明在3h左右，兼性菌对水中CODcr和石油类的降解已基本完成，进一步延长时间对去除率增加不多，反而会加大运行时间，从而增加基建与运行管理费用，因此，水解酸化段选择停留时间为3h。
在水解酸化段水力停留时间为3h基础上，探究接触氧化段的最佳水力停留时间，不同停留时间对接触氧化处理效果的影响见图3。
由图3可看出，接触氧化段停留时间在2~6h之间，CODcr和石油类的去除率明显增加，但在6h后，随着停留时间的增长，去除率增加缓慢。表明在6h左右，兼性菌对水中CODcr和石油类的降解已基本完成，进一步延长时间对去除率增加不多，反而会加大运行时间，从而增加基建与运行管理费用，因此，水解酸化段选择停留时间为6h。
1.4 实验结果及评价
为探索“混凝沉降-水解酸化-生物接触氧化”工艺处理效果，连续7天采集供热站外排污水进行室内实验，室内实验流程见图4。鉴于供热站外排污水主要为CODcr及石油类超标，且现场检测反应挥发酚偶尔超标，因此实验中主要以CODcr、石油类和附加挥发酚的含量为检验指标，判定水处理质量的好坏。高含盐水室内处理实验结果见表4。
通过投加絮凝剂和接种耐盐菌剂，采用“混凝沉淀+生化”工艺进行实验，可以使出水CODcr≤150mg/L、石油类≤10mg/L、挥发酚≤0.5mg/L。
2、现场试验
现场中试试验装置包括3部分：进水罐20m3；混凝沉淀装置设计处理水量2～3m3/h；生化装置设计处理水量1.0～2.0m3/h；
根据水质调查分析数据，重油公司六九区供热站高含盐水外排主要超标污染因子为CODcr、石油类和挥发酚。中试试验期间完成了复合耐盐菌剂的培养驯化、混凝工艺和生化工艺运行参数的调整优化，最终实现重油公司六九区供热站高含盐水稳定处理达标。以下主要从CODcr、石油类、挥发酚3类主要污染控制指标展示中试试验结果，并对混凝工艺和生化工艺的处理效果进行详细分析。
2.1 CODcr去除效果评价
随着试验的不断推进，混凝及生化工段的CODcr处理水平逐步提高，总体工艺对CODcr平均去除率为67.2%，CODcr的去除效果见图5。图5表明，混凝工艺与生化工艺对CODcr去除效果的贡献相当；从去除CODcr角度，单独的混凝工艺仅能保证出水CODcr在150mg/L左右，不能达标，而将其与生化工艺结合，则能保证出水CODcr质量浓度维持在150mg/L以下，完全稳定达标。因此，针对供热站高含盐外排水确定的“混凝+生化”工艺路线能够良好地完成CODcr达标处理任务。
2.2 石油类去除效果评价
石油类去除效果如图6所示，由数据可以看出，随着试验的不断推进，混凝及生化工段的石油类处理水平逐步提高。工艺稳定运行期间，进口污水石油类含量为5.98～20.59mg/L，部分超过外排标准10mg/L。混凝工艺出水石油类在2.93～10.02mg/L，混凝工艺对石油类的平均去除率为45.1%；生化工艺出水石油类在0.91～4.18mg/L，生化工艺对混凝出水石油类的平均去除率为60.1%，对总体石油类的去除率为32.9%，整体工艺路线对石油类总平均去除率为78%。
上述分析结果表明，混凝及生化工艺对石油类均有较好的去除效果，由于供热站外排水中石油类含量相对不高，经混凝处理后大多已低于排放标准。低浓度的石油类对生化系统的运行不存在干扰和抑制，但考虑到水质波动，进水石油类浓度较高对生化系统的运行会产生负面效果，因此在生化工艺前增加混凝工艺去除废水中过高的石油类可使生化系统运行更加稳定。
2.3 挥发酚去除效果评价
挥发酚去除效果见图7，由试验数据可知，在此进水条件下，生化系统稳定运行后，混凝后出水挥发酚在0.03～0.2mg/L，平均去除率38.9%；生化后出水挥发酚在0.01～0.08mg/L，对混凝出水挥发酚的平均去除率为71.1%，对整体挥发酚的去除率为43.4%；混凝+生化工艺对挥发酚的整体平均去除率为82.3%。
总结以上试验结果，针对六九区供热站高含盐外排水CODcr及石油类超标问题，课题组采用“混凝沉降—水解酸化—生物接触氧化”组合工艺，优选混凝剂及特种高效耐盐菌剂，不断优化完善工艺参数，最终使出水CODcr挥发酚<0.5mg/L，实现了达标处理目标。
2.4 运行成本
混凝沉降与生化处理都为常规运行工艺，运行成本为3.5元/m3，其中混凝工艺的药剂运行成本1.5元/m3，生化工艺的运行成本0.8元/m3，系统电价0.6元/m3，其他费用0.6元/m3（包含人员、设备维护保养等）。
3、结论
（1）供热站外排水为高盐高温污水，水中污染物主要为CODcr及石油类含量超过国家二类排放标准。依据调研及室内实验，确定采用“混凝沉降生化（水解酸化-接触氧化）”处理工艺。其中混凝沉降为预处理段，旨在提高污水的可生化性能，增强生化段污水处理效果。
（2）混凝段及生化段对CODcr、石油类与挥发酚的处理效果相当，但两种工艺单独运行均不能使出水达标，二者需结合使用以保证处理效果。
（3）“混凝沉降+生化处理”工艺可在矿化度6000～20000mg/L、温度25～35℃、pH值6～8范围内稳定运行。为确保生化段的平稳运行，应提高自动化监控，保证混凝段运行正常，避免异常进水对生化段过度冲击使生化段失稳。
（4）工艺稳定运行23天后，处理后污水中CODcr、石油类、挥发酚含量均低于国家二类排放标准，平均去除率分别为67.2%、78%与82.3%，效果良好。该工艺运行效果良好，应用成熟、流程短，操作过程简单、安全，能够实现供热站高含盐外排水达标处理。（来源：重油开发公司工艺所）
