油田回注采油废水微生物强化处理关键技术装备产业化可行性研究报告.doc

油田回注采油废水微生物强化处理关键技术装备产业化可行性研究报告油田回注采油废水微生物强化处理关键技术装备产业化可行性研究报告目 录一、项目简介 6二、项目详细内容 81、项目意义与必要性 82、项目技术基础 103、项目技术、产品与国内外同类技术、产品的比较 134、项目目标产品市场分析 145、项目实施方案 166、项目投资估算与资金来源 247、企业情况 268、预期经济、社会效益 28三、项目人员情况9、项目负责人情况 3110、项目技术负责人情况 3211、项目财务负责人情况 3312、企业主要参加人员情况 3413、技术依托单位主要参加人员情况 36四、推荐部门意见 37五、附 件一、项目简介本项目属2007年度江苏省科技成果转化专项资金项目指南A类生物技术领域(1604)。列国家当前优先发展的高技术产业化重点领域指南(2007年度)“采油废水处理及回注、回用技术” 优先发展项目。我国油田现已进入高含水期开采阶段，每年产生约21亿吨采油废水，90%以上要求回注。由于采油废水具有成分复杂、含油、含盐量及悬浮物浓度高、颗粒细小等特点，且不同油田环境地质状况存在区域性差异，采用常规水处理技术难以实现处理后水质达到油田回注水水质标准。因此，采油废水回注处理新技术研发及产业化对确保油田可持续开采、提高我国采油废水处理技术水平具有重要作用。项目申报单位是专业从事环保设备生产、技术创新与应用的国家级环保重点骨干企业、国家级高新技术企业，在环境微生物技术等领域承担过20多项国家级、省部级研发和产业化项目。本项目是江苏省十五科技攻关项目“油田采出水回注微生物处理技术装置开发”等技术成果的产业化，已在新疆、大庆、长庆、江苏等10多个油田完成了20多个现场中试研究，并已在吐哈油田、华东油田等7个采油厂进行了工业化应用试验，出水水质均优于碎屑岩油藏注水水质推荐指标(SY/T5329-1994）A1级水质标准。2005年12月通过了江苏省科技厅组织的验收，专家一致认为该技术“属国内首创，已具备推广应用的条件，对于低渗、特低渗油田的污水处理工作将起到极大的推动作用”。共申请发明专利4项、实用新型专利3项，获2005年江苏省优秀专利银奖1项。本项目在已取得的采油废水处理技术成果的基础上，围绕常规油田、低渗透、特低渗透油田和聚合物驱采、复合驱采油田等类型的采油废水回注处理中的关键共性问题，以采油废水微生物强化处理技术为核心，重点攻克采油废水处理产业化过程中急需解决的高效微生物菌株规模发酵与配伍、高性能的反应器、处理过程调控等方面的关键技术，形成具有自主知识产权的油田回注采油废水处理专用微生物系列产品、标准化设备及成套工艺。本项目立足于开发产业化应用的高效油田回注水成套技术与装备，可望形成具有明显特色的环境产业，并提高江苏省环保产业特色竞争力，促进我国石油行业的可持续发展。项目新增投资5200万元，实施期限3年，项目完成后可实现油田回注采油废水处理技术的成套化和产业化，形成年产500000kg规模的系列微生物菌剂产品及模块式核心反应器；新申请专利5项，提交企业标准；完成销售收入22000万元，净利润3462万元，上交税金3083万元。同时积极参与国际市场竞争，力争实现成套技术的出口输出。二、项目详细内容1、项目意义与必要性全球经济的高速增长导致油气资源需求持续高涨。目前国外主要采油的国家均属于中、高渗油藏，油田采油废水均采用物化方法进行处理。而我国的油藏大多属低渗透、特低渗透油田。随着常规油藏的逐渐老化,低渗透、特低渗透油藏的注水开发和开采以及聚合物驱采、复合驱采等化学驱采新技术的应用,采油废水处理问题日益突出。目前全国每年产生约21亿吨采油废水，其特点为：富含有机物、含油量高、含盐量高、悬浮物浓度高、颗粒细小、粘度大、含有大量结垢离子等。因采油废水与油层流体和储层配伍性良好，具有较高的表面张力和矿化度，有利于石油开采，因此处理后用于油田回注可提高采收率，要求90%以上的采油废水用于回注。但若处理不达标即回注到地下，将导致地层出油通道堵塞，注水效率降低，采收率下降，腐蚀损害井筒管柱，使集输管网设备结垢穿孔，严重时导致采油井报废。因此，如何对采油废水进行有效处理后回注，成为节约水资源，提高油田采收率，实现石油开采产业可持续发展的关键问题。现有的采油废水处理方法主要以去除废水中的油和悬浮物为目的，其中应用较广泛的方法包括重力分离法、粗粒化法、过滤法、气浮法、电解法、吸附法、混凝法、膜分离技术、生物处理技术以及不同的组合工艺，如大罐收油-斜管沉降-过滤技术组成的“老三段”工艺等。上述方法在我国早期采油废水处理中发挥了重要作用。但随着大量低渗透及特低渗透油藏的开发，加之聚合驱采、复合驱采等新技术的应用，采油废水中的聚合物含量不断增加，粘度也随之增加，形成的乳化油更加稳定，油水分离愈加困难。废水中含有的驱油剂、破乳剂、降粘剂、缓蚀剂增加了采油废水的处理难度，处理后的水质随原水水质波动变化幅度较大，含油量、悬浮物、颗粒直径等指标超标严重。尤其是低渗透及特低渗透油藏，现有技术处理的采油废水水质均难以达到碎屑岩油藏注水水质推荐指标（SY/T5329-1994）规定的水质标准。采油废水处理达不到回注水水质标准而外排，每年将有数亿吨的有机污染物排放，给环境带来污染；如强行回注，将造成地层赌塞，注水压力上升，采油率下降；另外，相当一部分油田为低渗透及特低渗透油藏，采油废水不能用于回注，已导致大量已勘明的低渗透及特低渗透油藏无法正常注水开采；还有后期开采采用聚合驱采和复合驱采的油田也较多，如这些油田不能解决回注水的问题，则后期开采相当困难。因此，采油废水处理达标回注问题，已成为节约水资源，减少污染，提高油田采收率，实现石油开采产业可持续发展的重要课题；也成为严重制约我国采油行业提高原油产量、持续稳定发展技术瓶颈。为此，“采油废水处理及回注、回用技术”，列入国家当前优先发展的高技术产业化重点领域。本项目经多年研究，提出以微生物强化处理采油废水新技术，能够稳定将采油废水处理至回注标准要求，并经多个油田工程化试验，取得了稳定结果，被油田确认为目前最有效处理技术，正得到我国各大油田的高度重视。油田回注采油废水微生物强化处理关键技术及装备产业化推广应用，对削减污染物排放总量、提高水资源的重复利用率、节约水资源、保障采油行业可持续发展，具有十分重大意义。此外，本项目的产业化实施，还将有利于微生物技术和生物信息技术等高新技术在我国环保产业中的推广应用，既可推动我国环境微生物技术的发展，又可提高我国特色环保产品及环保的技术含量，为保障江苏省环保龙头、环保产业的技术进步、产业升级、提高区域经济竞争力起到积极的推动和带动作用。同时，项目采用微生物处理技术，将对类似含油废水以及高浓度难降解有机废水处理提供借鉴，将带动相关领域环保的发展。 2、项目技术基础 (1) 成果情况表成果来源类别J.自主研发 F.省内高校成果来源单位名称江苏博大环保股份有限公司技 术依托类别F.省内高校技术依托单位名称南京大学江南大学项目实施所处阶段C. 完成中试所获奖励项目名称奖励级别奖励名称奖励等级乳化含油污水微生物处理设备省级优秀专利银奖项目列入国家、省部计划情况计划名称计划编号下达部门经费(万元)H 省级科技攻关计划BE2003026江苏省科技厅75I 国际合作计划CN012504荷兰皇家大使馆60I 政府间科技合作计划AM30:96(30-39)国家科技部20B 国家863计划2001AA214171国家科技部150(2) 已获授权专利情况表国别专利号类别专利名称专利权人许可说明中国xxx发 明乳化含油污水微生物处理技术xx授权独家使用中国xxx发 明油田回注用采出水的处理方法xx授权独家使用中国xxx实用新型乳化含油污水微生物处理设备xx授权独家使用中国xxx实用新型油田采出水处理设备xx授权独家使用中国xx发 明一种生物反应过程在线检测系统的微量取样装置江南大学授权独家使用(3) 申请专利情况表国别申请号类别专利名称中国xx发 明油田回注水微生物处理中国xxx发 明炼油废水微生物深度处理中国xxx实用新型折返流程内循环曝气生物滤池中国xxx发 明生物相容性固定化载体、其制备方法及在固定化微生物中的应用(4) 其它知识产权情况表名 称类别证书编号NJU-Ebis1废水处理技术预测软件软件著作权第005607号NJU-Ebis2废水处理技术诊断软件软件著作权第005608号废水生物处理工程设计实例详解专 著xxBAF生物曝气滤池国家重点环境保护实用技术（B类）599乳化含油废水微生物处理技术国家重点环境保护实用技术（B类）356专性菌株筛选、复配技术专有技术专性微生物固定化技术专有技术专性微生物固体保藏及活化技术专有技术专性联合菌群使用技巧专有技术中空纤维膜处理含油污水技术专有技术(5) 项目已有技术基础3000 成果来源本项目成果主要来自承担单位自主研发，包括承担的江苏省十五科技攻关项目“油田采出水回注微生物处理技术装置开发”、中波国际合作项目“微生物专性菌处理含油污水应用技术开发”、中荷国际合作项目“含油污水中空纤维膜处理技术”和国家“九五”科技攻关项目，以及专利和申请专利7项。在此基础上通过“产学研”合作引进南京大字、江南大学的相关技术，共同构成本项目技术成果。项目申报单位自1996年起致力于微生物专性菌处理含油污水应用技术开发，在专性微生物菌株的选育和配伍等方面，共成功筛选获得200多株降解石油类及其它高浓度有机污染物的微生物菌种，结合生物信息调控技术，实现微生物菌种性能优化与配伍，开发的“倍加清”专性菌产品已应用于含油污水处理，应用效果明显；在微生物工业固定化与应用方面，开发了天然与人工合成固定化新材料可用于产业化生产及废水处理中；在采油废水处理与深度处理方面，开发了以折返流程内循环曝气生物滤池和复合生物床反应器技术。博大针对我国采油废水处理的共性难题组织攻关，先后主持或承担了包括江苏省十五科技攻关项目BE2003026在内的多项研究课题，并通过现场中试研究和工业化应用试验，获得了影响采油废水处理效果的关键工程参数，开发了以微生物处理为核心的适合不同地质条件和采油工艺的采油废水处理的新工艺，解决了采油废水处理及回注难题。用户一致认为该技术“属国内首创，已具备推广应用的条件，对于低渗、特低渗油田的污水处理工作将起到极大的推动作用”。项目相关获奖情况如下：² 江苏省十五科技攻关项目编号BE2003026“油田采出水回注微生物处理技术装置开发”，2005年12月通过省科技厅的验收，技术为国内首创，达到国际先进水平。获省科技厅、地方拨款75万元。² 国际合作项目“含油污水中空纤维膜处理技术”，来源于荷兰皇家大使馆的中荷环保企业合作项目编号CN012504，获荷兰政府支持60万元，2006年3月通过验收，技术达到国际领先水平，专有技术双方共享。² 国际合作项目“微生物专性菌处理含油污水应用技术开发”，来源于中波国际科技合作项目编号AM30:96(30-39)，与波兰HANTPOL公司共同开发“倍加清”专性菌及其在含油污水处理中的应用，获国家科技厅支持20万元，项目达到国际领先水平，获2005年江苏省优秀专利银奖。² 国家“九五”科技攻关项目生物曝气滤池技术，来源于国家“九五”重点科技攻关项目子课题(编号96-909-01-02-02)，国家科技部支助60万元，2001年通过建设部验收，在关键技术上有重要突破，达到国际先进水平，填补了国内空白。² NJU-Ebis1废水处理技术预测软件、NJU-Ebis2废水处理技术诊断软件，来自国家863项目“石化废水生物处理及控制水体富营养化应用技术研究”（编号2001AA214171），由南京大学承担，2004年11月8日通过了省科技厅、教育厅的鉴定，其中获得的废水处理工艺优化软件技术成果具有原创性，达到国际领先水平，已软件著作权4项，知识产权属南京大学。获国家科技部支助150万元，授权博大独家使用。 关键技术本项目在微生物菌剂、信息化软件、专性微生物固定化技术、生物曝气滤池、微生物反应器及技术集成等方面具有明显的技术创新性，开发了以微生物为核心的“专性微生物+膜技术处理”、“专性微生物+过滤处理”组合工艺，并取得明显的中试效果，其关键技术包括：高效专性微生物的筛选及复配技术针对油田采油废水的含油量高、含盐量高、悬浮物含量高，粘度大、可生化性差等特点，筛选了50多株专性微生物菌种，开发了分别适用于处理低渗透、特低渗透油田、中高渗透油田、聚合驱采、三元驱采及老油田改造的油田采出水处理的系列菌剂，建立了菌种高活性保存技术，突破了工业应用过程微生物快速繁殖的技术瓶颈，通过人工调控和定向培养，制备了小批量高效、专性、能快速启动的微生物菌剂。根据微生物的专一性和选择性，开发了系列微生物的配伍与应用技术。生物信息调控、废水处理技术预测诊断软件以信息学与废水处理工艺学为基础，在处理废水过程中，建立处理系统及调控的所有参数信息之间的数学模型，再以数学模型为基础，编制信息软件Ebis。用于预测废水特性；调控检测微生物的标志性降解基因所需的表达条件参数；调控检测微生物对C：N：P所需的生态条件参数；调控检测微生物对污泥浓度及回流量所需的工艺条件参数，实现了菌群复配的最优化，处理效率的最优化，成本的最小化“三化”目标。微生物高密度培养发酵与系列菌剂开发针对微生物生长特性和采油废水处理过程中的滞留问题，依据微生物降解目标污染物的差异性能，分别研究了典型微生物的高密度培养发酵工艺条件、培养基配方、菌剂固定化载体和应用过程控制微生物高活性参数，开发了系列“倍加清”专性系列菌剂产品，连续实现了20批次的生产试验，达到规定的质量要求。专性微生物固定化技术微生物处理废水的一个问题是微生物被不断洗出，反应器内不能保证足够的微生物浓度。固定化微生物的使用可以很好的解决此问题。我们在研究和培养除油专性微生物的过程中，为了减少专性菌剂的投加量和投加次数，降低使用成本，开发了除油专性微生物的固定化技术，并找到了有效的除油微生物固定化方法。在多次现场中试中被证实有效成功。折返流程内循环曝气生物滤池折返流程内循环曝气生物滤池，是承担单位完成的国家“九五”科技攻关项目成果基础上再创新，其目的是在停留时间不变的情况下，延长废水流程及与滤料的接触时间，提高了废水与生物体之间的介质传递，废水处理效率，耐冲击，出水悬浮物低，氧的利用率高。以微生物处理为核心的含油废水稳定达标的组合工艺集成微生物对有机物的高效复合降解性能和膜分离、过滤技术对悬浮物的截留性能，强化了对采油废水的处理效果。形成下列工艺：工艺路线一：专性微生物+膜技术处理缓冲水池生物反应池沉降罐出水“倍加清”专性菌回注罐清洗水箱清水箱膜处理单元此工艺前段采用专性微生物处理，对采油废水中易造成膜污染的油及其有机物进行生物降解，同时改变了废水中污泥的特性，有利于膜的分离，大大减少了膜的污染，延长了膜的使用寿命；膜的高效截留大大强化了微生物反应器的功能，处理效率高；菌体100%分离，出水指标优于注水的A1级标准；具有工艺简单、出水稳定、运行费用低、操作管理方便，基本无二次污染等优点，适用于低渗透、特低渗透油田；工艺路线二：“专性微生物+过滤处理”缓冲水池微生物反应池杀菌过滤 沉降罐出水回注此工艺前段采用专性微生物处理，对易造成滤料污染的油及有机物胶体物质进行有效生物降解，减少了滤料的污堵和板结，延长了滤罐反冲洗周期和更换周期，确保了出水水质；简化了处理工艺，一般无须加药，降低了运行成本，减少了劳动强度。可用于油田老水站的改造，利用原有设备，减少一次性投资。同时适用于含聚废水、三元驱采废水、压裂液、洗井液或高含盐油田废水的处理回注等。 创新点针对现有国内废水处理技术难以实现采油废水有效处理、稳定回注这一制约石油开采行业持续稳定发展的技术瓶颈及环保问题，开展了多年的研发攻关，开发了以微生物强化处理为核心的组合工艺。其主要创新如下：本项目采用投加专性高效微生物强化处理的方式，有效解决了采用常规生化法处理采油废水，优势菌群难以形成，系统无法正常运行的问题。高效专性微生物的筛选，并通过生物信息调控技术优化菌群配伍，对易造成膜或滤料污堵的油及有机污染物有效进行生物降解，解决了膜或滤料的污染、堵塞等问题，滤料易清洗。适合不同废水水质的以微生物处理为核心的采油废水回注组合处理工艺。与传统物化法相比，具有运行费用低，工艺简单，操作管理方便，无二次污染，出水水质稳定等优点，并能彻底有效地解决膜或滤料的污染问题，确保处理出水达到回注水的水质标准。系列专用微生物高密度培养发酵与菌剂制备技术。可获得高密度培养发酵工艺条件、培养基配方、菌剂固定化载体和应用过程控制微生物高活性参数，为项目顺利实施提供技术保证。 项目实施所处阶段本项目技术已在具有代表性的不同区域、不同水质特点的新疆、大庆、长庆、江苏等10多个油田完成了20多个现场中试，并在新疆吐哈、华东油田、吉林腰英台、江苏洲城等7个油田进行了工业化应用试验，出水水质均优于SY/T5329-1994碎屑岩油藏注水水质推荐指标及分析方法A1级水质标准，已具备产业化生产条件。3、项目技术、产品与国内外同类技术、产品的比较回注水中油、悬浮固体含量及颗粒直径中值是衡量采油废水处理技术性能的关键指标。现有国内外对采油废水除油方法主要分为物理法和物理化学法等。物理法包括重力分离法、粗粒化法、过滤法、膜分离法等。重力分离法缺点是设备占地面积大；粗粒化技术，滤料易堵塞，水中含有表面活性剂时效果较差；过滤法，滤料易污堵，难反冲清洗干净；膜分离方法虽试验者众多，但因采油废水成分复杂，存在大量有机物，易造成膜污染，膜清洗频繁且难以再生恢复的原因，均未达到连续生产、正常运行阶段。物理化学法包括气浮法、电解法、吸附法、混凝法等。气浮法、吸附法和混凝法药剂较贵；电解法要求被处理的废水具有足够的导电性。现有物理化学法共同缺点：水质不稳定，难以达标回注；工艺复杂，劳动强度大；维护量大，运行成本高；污泥量大，易造成二次污染。对于微生物用于采油行业也有四、五十年历史，如油井微生物吞吐、油区微生物驱油、使用微生物解决蜡堵等。微生物用于含油污水处理达到外排在南阳、胜利等油田都有成功经验，但用于采油废水处理后达标回注还未有先例。本项目采用“专性微生物+分离技术”处理油田回注采油废水，经查新表明，除申报单位申请的专利外，未见公开文献报道。表1列出了国内外油田回注采油废水的处理工艺及效果比较。-38-表1 国内外油田回注采油废水处理工艺性能比较比较项目SY/T5329-1994A1级注水指标国 外 (物理方法)国 内 (物化法)项目承担单位(微生物法)科威特北部油田北海Ula油田中原油田大庆油田采油五厂华东油田台兴站吐哈油田红连站吉林腰英台工艺流程采出水API隔油池CPI斜板隔油池IGF气浮出水采出水3级油水分离器6级水力旋流器出水采出水pH调控破乳除油絮凝除SS砂滤精细过滤(加成垢离子)水质稳定出水采出水沉降除油气浮浮选混凝沉淀核桃壳过滤一级过滤二级过滤出水采出水微生物反应池膜处理出水采出水微生物反应池石英砂过滤出水采出水微生物反应池膜处理出水杀菌、除氧后回注回注杀菌、除氧后回注回注出水水质油5mg/L15mg/L2030mg/l1mg/l2040mg/l未检出1mg/L未检出SS1mg/L3mg/L5mg/L1mg/l30mg/l1mg/L1mg/L1mg/L粒径1.0m2m3m2m2m0.1m0.8m0.1m细菌n×102个/mLn×102个/mLn×102个/mL100个/mL100个/mL10个/mL10个/mL10个/mLCO21.0mg/L0.5mg/L0.5mg/L0.5mg/L0.5mg/LpH6.57.56.57.56.57.56.57.56.57.56.57.56.57.56.57.5O20.5mg/L0.5mg/L未检出未检出未检出硫化物2.0mg/L未检出未检出未检出出水指标达到B3级达到C3级达到A3级低于C3级优于A1级优于A1级优于A1级工艺复杂程度三段式九段式六段式六段式二段式二段式二段式稳定性不稳定不稳定不稳定不稳定18个月2年6个月运行成本中高高高中中中本项目技术产品经与国内外同类技术、产品相比表明：3.1、从处理工艺性能上比较：国内外均采用物化方法。科威特北部油田采用三段式、北海Ula油田九段式、中原油田采用六段式、大庆采油五厂采用六段式物化处理工艺，工艺复杂，能耗高，因此处理成本高，劳动强度大；而项目承担单位所做华东油田台兴站、吉林腰英台采用专性微生物+膜处理工艺，吐哈油田采用专性微生物+过滤处理工艺，具有工艺简单、出水稳定，运行费用低，劳动强度小等特点。3.2、从处理效果上比较：科威特北部油田处理出水只能达到B3级标准；北海Ula油田达到C3级标准；中原油田达到A3级标准；大庆油田低于C3级标准。本项目在华东油田、吉林腰英台采用“专性微生物+膜技术处理”工艺技术，吐哈油田采用“专性微生物+过滤处理”工艺技术，处理出水水质均优于A1级标准。二段式工艺流程简单，出水稳定，能耗低，无二次污染，显示了本项技术优势明显。3.3、从环境保护来比较：采用物化处理工艺，加药量大，易造成二次污染；采用专性微生物处理技术无需加药，污染物降解彻底，基本无二次污染。综上比较，博大公司开发的以微生物为核心的采油废水处理技术，具有处理效果明显、出水稳定、运行成本低、劳动强度小、无二次污染等明显竞争优势。4、项目目标产品市场分析4.1 国内外市场应用现状对于国外大部分国家，因油藏丰富，对回注水要求不高，所以大都采用隔油、浮选、旋流分离及精细过滤等物化处理工艺即能满足。而我国的油藏大多属低渗透、特低渗透油田，随着常规油藏的逐渐老化,低渗透、特低渗透油藏的注水开发和开采,以及聚合物驱采、复合驱采技术的应用,国内油田采油废水处理问题日益突出，具体表现如下：随着常规油藏的逐渐老化,油田含水率急剧上升，油田采油废水量迅速增大，目前国内许多油田仍采用老三段(即大罐收油斜管沉降过滤技术)进行水处理，由于其处理精度和速度很难适应目前的状况，造成水处理效果很差。而且，由于各油田的水质不同,同一种水处理工艺和技术处理的效果也不可能完全相同。因此，研制开发出适合本油田的最佳的水处理技术，是各油田面前亟待突破的关键瓶颈问题。对于低渗透、特低渗透油田采油废水处理，因低渗透、特低渗透油田对水质要求更严格，通常只有利用精细过滤和膜分离技术才可达到其要求，从而使流程变长。而且由于精细过滤和膜价格昂贵、易污染，难清洗恢复，使用寿命短，所以开发出价廉、寿命长、效率高的精细过滤和膜分离技术对于低渗透油田的开采十分重要。随着油田开发进入中晚期，聚合物驱油技术将作为一项比较成熟且具有实用价值的技术备受业内重视和应用。但由于聚合物驱采出水中含有相当数量的聚合物分子，分离出来的污水粘度大，形成的乳化油较稳定,使油水分离更加困难。因此如何处理聚合物驱采出水，使其既能达到水质标准，又能充分利用其中的聚合物分子，将是未来聚合物驱采出水回注处理技术的关键。我国大多数油田对采油废水的处理，仍徘徊在物化处理的药剂投加和设备改造层面上。因方法不当，造成处理流程越来越长，运行费用越来越高，二次污染越来越多的局面。大部分油田水质关键指标严重超标，直接影响采收率，对地面设施和地下油层也危害极大。而国外一些发达国家开发的精细过滤技术尽管构思新颖、设计先进、适应范围宽，但由于其价格昂贵，不可能大规模引进。此外，由于国内维护管理水平跟不上，操作成本相当高。现有处理工艺设备已难以满足油田回注水的水质要求。目前，国内外尚无成熟的处理工艺，亟待技术创新。大部分油田急着等米下锅，回注水的问题解决不了，后期开采相当困难。油田回注采油废水处理将朝着低污染、低成本、易操作、高效处理、自动化程度高、无二次污染的方向发展，新的处理方法将是传统方法、生物处理法、膜处理法结合起来的方法。因此，开发适应中国国情现状的高效采油废水处理新技术势在必行。4.2 未来市场预测随着全球社会经济的高速增长，油气资源需求的持续高涨。2005年我国原油产量达到1.81亿吨，比2000年增长80%。十五期间我国又落实了3个3-5亿吨级、11个亿吨级规模的大油田。在我国油田开采发展的同时，大量的油田采出水处理也带来了诸多问题，首先是我国东部老油田已进入中后期开采阶段，二次、三次采油技术的广泛运用将导致油田平均综合含水率已超过80，甚至上升到了90%，全国每年产生含油污水达到21亿吨，其中90%以上需要进行处理后回注，由此带来了每年18.9亿多吨的采油废水回注的产业市场，预计其设备投资约300多亿人民币，由于油田现有处理技术、设施已无法达到油田回注要求的水质标准，因此许多油田的处理设施都面临着更新换代的问题。本项目针对急待解决的采油废水处理回注的问题，开发出的以微生物技术为核心的采油废水处理工艺技术具有经济、高效、出水水质优质稳定，适应油田和环保水处理设备发展的需要，具有广阔的推广应用前景和市场发展潜力。项目建成后，本公司在国内油田采出水处理的市场份额将达到10%左右。(3)国内外市场竞争力分析国外大部分油藏丰富的国家，大多属于中、高渗油藏，采油废水多采用物化法处理。我国油藏属低渗透油藏和二次、三次开采后期居多，需要通过高质量的注水提高采收率，国内现有处理技术已达不到油田回注水的质量要求，已严重影响油田采收率，中石油、中石化已把油田回注水处理列入重要日程，因此需要先进的处理工艺技术和设备。经查新表明，本项目主体技术在国内除本项目专利技术外，未见其它相关文献报导。本项目针对急待解决的采油废水处理回注的问题，在微生物菌剂、专性微生物固定化技术与材料、生物曝气滤池等方面具有明显的技术创新性，开发了以微生物为核心的“专性微生物+膜技术处理”、“专性微生物+过滤处理”组合工艺，处理出水水质均优于A1级标准，而且二段式工艺流程简单，出水稳定，能耗低，无二次污染，显示了本项技术优势明显。另外项目已完成在国内多个油田的中试，运行情况良好，已有多家油田公司与博大进行恰谈，希望将此技术尽快产业化。其中吐哈油田、台兴油田在原有小试、中试的基础上继续签约进行产业化应用，因此本项目不仅具有广阔的推广应用前景和市场发展潜力，而且极具竞争力。项目申报单位在含油废水处理、专性微生物技术及膜技术的开发应用等方面，已积累了丰富的实践经验，在全国环保行业中享有较高的声誉；结合项目系列专性微生物的产业化，大通量、低污染膜的应用和生物信息调控技术，通过在大庆、长庆、新疆、吉林等油田建立的以点带面技术推广示范工程，在采油行业采油废水处理知名度也日益提高，也为项目实施取得稳定市场奠定了坚实基础。5、项目实施方案(1) 总体目标项目依据已取得的中试研究成果，立足采油废水回注处理的共性技术产业化问题，通过微生物复配与信息化调控技术、高密度培养发酵技术、微生物产品化载体技术、联合处理工艺等关键技术的产业化攻关，形成具有自主知识产权的油田回注采油废水处理的系列微生物菌剂产品、模块化的核心设备和程序化稳定控制技术，建立相关成套技术设计规范及标准，锻炼和培养一支高素质和高水平的研发队伍，力争成为我国石油废水处理回注的重要技术研发基地，为保障我国石油开采行业的可持续发展做出贡献。项目新增投资5200万元，实施期限3年，项目完成后可实现油田回注采油废水处理技术的成套化和产业化，形成年产50000kg规模的系列微生物菌剂产品以及模块式核心反应器；完成销售收入22000万元，净利润3462万元，上交税金3083万元。同时积极参与国际市场竞争。项目完成后将建成具有国际先进水平的油田废水处理专性高效菌剂生产基地，成为我国采油废水处理技术的重要支撑基地和关键设备的生产加工基地，为提升我国采油废水的技术水平，促进采油行业实现健康、持续发展做出贡献。(2) 主要研发工作与目标(一) 技术方案 为了加速项目的产业化进程，根据申请单位已有的生产设施和设备，经过充分研讨，确定了本项目实施技术方案如图1 所示：图1 项目实施技术方案(二) 研发内容针对产业化过程中菌剂的规模化生产、核心装备的标准化及针对采油废水的差异性提供设计平台等问题进行技术创新，在生物信息化调控技术、生物芯片技术、分子生态学、发酵技术、微生物固定化技术、分离技术等方面进行研究，形成具有自主知识产权的油田回注采油废水微生物强化处理专有产品、装备及工艺，实现产品系列化、装备模块化、工艺成套化和工艺控制程序化。油田回注采油废水处理专用微生物菌剂系列产品商品化针对常规油田、低渗透、特低渗透油田和聚合物驱采、复合驱采油田等类型的油田采油废水水质特性差异，在已获得的50多株菌株的基础上，采用传统微生物学技术与现代分子生物学技术手段，从高效菌选育及其降解特性与功能基因研究、微生物高密度培养、产品化固定载体新材料研制与高密度发酵生产条件研究、菌剂应用对象与工程过程活性保持等方面开展系统分类研究，利用生物信息调控技术等分子生物学快速选育功能菌的方法，建立采油废水微生物基础菌和特殊菌群的筛分与快速配伍方法(如图2所示)，形成高效菌种选育-菌剂研制与生产-菌剂应用的菌剂系列产品的商品化，建立“特殊菌+基础菌”模式实现耦联代谢提高降解污染物效能的工程菌剂配伍与构建方法；研究商品化规模的基础菌剂和系列特殊菌剂高密度发酵工艺条件和产品化固定载体材料、菌剂活性检验的生物信息标准、菌剂生产质量标准和环境安全性评价方法，完成50000kg/年的菌剂生产线的建设。图2 微生物快速配伍技术采油废水处理核心设备标准化和模块化设计 重点以微生物为核心的“微生物+生物反应器模块”集成设备的模块化和标准化为目标，根据油田采油废水排水规模，开发适合1000t/d、3000t/d、5000t/d采油废水处理规模的核心反应器的标准化设计、加工与生产、构造结构优化等，包括折返流程内循环曝气生物滤池等，实现核心反应器关键设备加工过程模块化、安装过程标准化操作、控制过程的程序化操作，为产业推广应用提供最规范的标准产品；同时考察核心反应器的工程适用性和关键影响因素，以提高核心反应器的运行稳定性和处理效果。此外，结合“微生物+生物反应器模块”的特征，研制适合低渗透油田和特低渗透油田采油废水处理的耐污型膜分离模块和适应处理普通油田、聚合驱采、复合驱采油田采油废水的过滤模块，以实现组合工艺的最优化组合，获得较好稳定性和适应性的集成工程技术。 采油废水处理成套技术的程序化设计和控制重点研究采油废水回注“生物处理+分离”组合工艺的高效集成效果，考察工程推广应用过程的微生物核心技术设备与后续分离单元设备的过渡与衔接控制技术，优化整体工艺参数和控制方法，通过“基础菌剂+特殊菌剂”的配伍方法，实现组合工艺的工程适应性与高效性的集成；评估采油废水处理过程专性联合菌群对各有机污染物去除效果及性能，进而获得工程规模的专性联合菌群的最佳停留时间、最优控制条件、掌握最佳生物选配技术，降低组合工艺的运行成本，提高处理效果；与此同时，根据膜组件的基本性质(如：膜材质、膜孔径、膜电荷性质、膜的亲疏水性等)和水质性质，研究工程规模的膜分离操作条件及膜污染的清洗(包括水力清洗和化学清洗)等，获得“微生物+膜分离”的最适宜的工程控制条件和操作方法。(三) 创新目标针对产业化过程中菌剂的系列化生产、核心装备的标准化及采油废水的差异性等问题进行产业化工程应用技术创新，形成具有自主知识产权的油田回注采油废水微生物强化处理专有产品、装备及工艺，实现微生物菌剂产品系列化、核心处理设备模块化、处理工艺成套化和工艺过程控制程序化。(1)微生物菌剂产品系列化。利用原有50多株微生物菌株，采用生物信息调控技术，针对普通油田、低渗透油田、特低渗透油田等不同油田采油废水的水质性质差异，通过“基础菌剂+特殊菌剂”的配伍方法，获得适应相应采油废水水质性质的专性菌群，通过高密度发酵培养，结合微生物固定化新材料，实现系列菌剂产品的商品化生产。(2)采油废水核心处理设备的模块化生产和处理工艺的成套化。通过核心生物反应器优化及膜组件标准化设计，开发集生物反应器及膜分离单元于一体的采油废水处理成套技术。(3)整体刊 应器的okong工艺过程控制程序化。开发工艺过程实时监控软件，实现工艺控制程序化。(4) 新申请国家发明专利3项，实用新型专利2项；制订标准一个。(四) 技术经济指标(1)项目完成后，经过处理后油田采油废水达到碎屑岩油藏注水水质推荐指标(SY/T5329-1994)A1级注水水质标准。(2)建成50000kg/年的菌剂生产线一条。(