淺析油田污水處理現狀及發(fā)展

張崇宇

摘 要：油田污水處理的目的是去除水中的油、懸浮物和其他容易導致注水系統(tǒng)腐蝕的成分。油田或區(qū)塊組成復雜多樣，處理后回注水水質要求也不同，因此治理要因地制宜。整個油田回注污水處理技術水平較低，沒有及時引進國際先進技術和設備，也沒有借鑒國外先進的管理經驗，這是我國大多數油田回注污水處理站處理效率較低、水質無法達標的主要原因之一。

關鍵詞：油田；污水處理；生物處理

一、概述

油田污水主要包括原油脫出水、鉆井污水及站內其它類型的含油污水。油田污水的處理依據油田生產、環(huán)境等因素可以有多種方式。當油田需要注水時，油田污水經處理后回注地層，此時要對水中的懸浮物、油等多項指標進行嚴格控制，防止其對地層產生傷害。如果處理后排放，則根據當地環(huán)境要求，將污水處理到排放標準。我國一些干旱地區(qū)，水資源嚴重缺乏，如何將采油過程中產生的污水變廢為寶，處理后用于飲用或灌溉，具有十分重要的現實意義。

鉆井污水的污染物主要包括鉆屑、石油、粘度控制劑（如粘土）、加重劑、粘土穩(wěn)定劑、腐蝕劑、防腐劑、殺菌劑、潤滑劑、地層親和劑、油基解卡劑、消泡劑等，因此，鉆井污水成分非常復雜，既有鉆井液，也有洗井液。其它類型污水主要包括油污泥堆放場所的滲濾水、洗滌設備的污水、油田地表徑流雨水、生活污水以及事故性泄露和排放引起的污染水體等。

由于油田污水種類多、地層差異及鉆井工藝不同等原因，各油田污水處理站不僅水質差異大，而且油田污水的水質變化也大，這為油田污水的處理帶來困難。

二、油田污水處理技術現狀

1.物理法和化學法

物理處理法的重點是去除廢水中的礦物質和大部分固體懸浮物、油類等。物理法主要包括重力分離、離心分離、過濾、粗粒化、膜分離和蒸發(fā)等方法。重力分離技術，即依靠油水比重差進行重力分離是油田廢水治理的關鍵。從油水分離的試驗結果看，沉淀時間越長，從水中分離浮油的效果越好。自然沉降除油罐、重力沉降罐、隔油池作為含油廢水治理的基本手段，已被各油田廣泛使用。

膜分離技術被認為是21世紀的水處理技術，是一大類技術的總稱。主要包括微濾、超濾、納濾、反滲透和其他類型。膜分離產品攔截使用特制的多孔材料的能力，以除去雜質的物理截留的方式一定粒度。特別是超濾，已經在相關研究中取得了一定的進展，逐漸從實驗室走向實際應用階段。

化學法主要用于物理方法中不可單獨使用，或在生物廢水中溶解和膠體物質的一部分，尤其是含油廢水中的乳化油。其中包括混凝、化學轉化和中和法?；炷恋矸ㄊ墙柚炷齽δz體粒子的靜電中和、吸附、架橋等作用使膠體粒子脫穩(wěn)，在絮凝劑的作用下，發(fā)生絮凝沉淀以去除污水中的懸浮物和可溶性污染物。目前采用的混凝劑主要有鋁鹽類、鐵鹽類、聚丙烯酰胺（PAM）類、接枝淀粉類等。

2.物理化學法

油田污水物理化學處理法通常包括氣浮法和吸附法兩種。

吸附法主要是利用固體吸附劑去除廢水中多種污染物。根據固體表面吸附力的不同，吸附可分為表面吸附、離子交換吸附和專屬吸附三種類型。

油田污水處理中采用的吸附主要是利用親油材料來吸附水中的油。常用的吸附材料是活性炭，由于其吸附容量有限，且成本高，再生困難，使用受到一定的限制，故一般只用于含油廢水的深度處理。因此，近年來開展了尋求新的吸油劑方面的研究，研究主要集中在兩點：一是把具有吸油性的無機填充劑與交聯聚合物相結合，提高吸附容量；二是提高吸油材料的親水性，改善其對油的吸附性能。

3.生物過程

生物法是利用微生物的生化作用，將復雜的有機物分解成更簡單的物質，使有毒物質轉化為無毒物質，使污水得到凈化。根據是否供應氧氣，生物法分為好氧生物處理和厭氧生物處理。好氧生物是在水溶解氧的條件下利用好氧微生物的活性，將廢水中的有機物分解為CO2，H2O，NH3，NO3；厭氧生物處理的特征在于在厭氧反應器中厭氧微生物足夠穩(wěn)定，將廢水中的有機物降解為CH4，CO2，H2O。

在成本方面，生物方法與物理或化學方法相比，其投資少，效率高，無二次污染，被廣泛用于各個國家。油田廢水可生化性差，且含有有機物的降解，因此，目前國內外廣泛采用A/O法、接觸氧化、曝氣生物濾池（BAF），SBR，UASB和其他油田污水處理。

4.油田污水處理的一般工藝和膜生物反應器工藝

油田廢水組成復雜，油含量和油在水中存在形式也不相同，而且在大多數情況下與其他廢水混合，導致使用一個單一的處理法往往是無效的。同時，由于各種方法都有其局限性，在實際應用中往往是使用兩個或者三個方法的組合，使出水水質達到排放標準。此外，油田的生產環(huán)境和水處理工藝不同，使油田污水處理差異很大。

膜生物反應器是一種膜分離技術與生物處理工藝相結合的新技術，它取代了傳統(tǒng)二級生物處理工藝與膜分離技術的兩個沉淀池，具有處理效率高、出水水質穩(wěn)定、占地面積小、剩余污泥量少、處理成本低、結構緊湊、易于自動控制和運行管理、出水可直接回用等特點。

三、發(fā)展狀況

伴隨著全球水資源短缺和環(huán)境污染的加重，各國越來越強調油田污水處理回收利用的重要性。最近的研究有以下發(fā)展趨勢：

1.新型水處理藥劑的研究和開發(fā)

研制混凝能力強，可以快速破乳、沉降速度快、絮凝體體積小、在中性和堿性條件下同樣有效的新型混凝劑，是水處理劑開發(fā)人員的工作方向。最近幾年，研制和應用材料的熱點是聚合鋁、鐵、硅等原材料應用的發(fā)展，無機高分子混凝劑物種已逐漸形成了一個體系。但是在有機方面，有機混凝劑研究的重點是復合配方的篩選和高聚物枝接。

2.生物處理技術

被認為未來最有前途的廢水處理技術就是生物處理技術，它也是水處理工作者一直研究的重點和難點。特別是近幾年，隨著基因工程技術的飛速發(fā)展，今后污水生物處理技術的發(fā)展方向是質粒育種菌和基因工程菌為代表的高效降解菌種的特性研究和工程應用。

3.膜分離技術的研究與推廣

用于油田污水處理的膜分離技術，現階段仍處于工業(yè)試驗階段，很難大規(guī)模應用的主要問題是膜的成本和膜的污染。所以，今后的研究重點是：高質量、低價格的新材料薄膜的開發(fā)，降低膜污染的方法，清洗方法和清洗劑的優(yōu)化發(fā)展。

4.開發(fā)過程里先進的復雜反應器，提高處理速率，減少占地面積

膜生物反應器工藝，是膜分離技術與生物處理技術的統(tǒng)一綜合，其具有這兩種技術的優(yōu)點，已經被應用在一些工業(yè)廢水處理中，目前不適用于油田污水處理。但根據其自身的特點，膜生物反應器應用于油田污水處理的發(fā)展趨勢是不可改變的。

四、總結

伴隨著石油領域開發(fā)力度的不斷加大，采水液的含水率不斷提升（一些地區(qū)已超過90%），含油廢水已成為油田注水水源的中心。隨著油田外圍低滲透以及表外儲層持續(xù)開展的工作，對油田注水水質的要求也越來越嚴格。

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