國(guó)內(nèi)外采油廢水處理技術(shù)研究

摘要：文章論述了采油廢水處理現(xiàn)狀，重點(diǎn)闡述了國(guó)內(nèi)外處理采油廢水技術(shù)研究進(jìn)展，包括物理方法、物理化學(xué)方法、生化法、化學(xué)法。認(rèn)為研發(fā)新技術(shù)和多種技術(shù)綜合應(yīng)用，是今后處理采油廢水的發(fā)展趨勢(shì)。

關(guān)鍵詞：采油廢水；方法；進(jìn)展；趨勢(shì)

一、近幾年來(lái)，國(guó)內(nèi)多數(shù)油田相繼步入開(kāi)發(fā)后期，采油廢水產(chǎn)量逐年增加，現(xiàn)階段處理采油廢水的方法可分為四類：物理法，包括氣浮法、膜分離法、旋流分離法；物理化學(xué)法，包括混凝法、電解絮凝-浮選法、吸附法、超臨界水氧化法、微波處理法，生化法；化學(xué)法包括光化學(xué)氧化及光催化氧化法、Fenton試劑法、臭氧氧化及其組合法等。

二、采油廢水處理方法

（1）物理法有：①氣浮法，原理是將壓縮空氣在污水中后釋放，水中的空氣以微小氣泡向上逸出成為載體，使廢水中的乳化油、微小懸浮顆粒等粘附在氣泡上一同上浮，從而去除懸浮物。該方法適用分離顆粒直徑大于10μm的懸浮固體、分散油和乳化油，以及油水密度差不超過(guò)0.05mg/L的采油廢水的油水分離。②膜分離法 原理是利用膜兩側(cè)的壓差選擇透過(guò)性進(jìn)行分離和提純的技術(shù)，膜從溶液中分離溶質(zhì)是依據(jù)膜的尺寸、荷電、形狀以及溶質(zhì)和膜表面間的分子相互作用而決定的。根據(jù)膜本身結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，選擇適宜的膜過(guò)程和膜組件，可一次性去除水體中顆粒直徑小于10μm以下的油珠。不會(huì)造成二次污染，與此同時(shí)，還具有節(jié)能、 無(wú)相變、生物穩(wěn)定性好、設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便、安全性高等特點(diǎn)[1]。但是膜分離技術(shù)由于存在濃差極化和膜污染等問(wèn)題，致使運(yùn)行中滲透通量將隨運(yùn)行時(shí)間的延長(zhǎng)而下降，而且膜的價(jià)格昂貴，更換頻率快，造成處理成本高，阻礙膜分離技術(shù)大規(guī)模的應(yīng)用。③旋流分離法，該法適合于處理油水密度差大于0.05mg/L的含油污水，可以去除顆粒直徑大于10μm的懸浮固體及分散油。處理設(shè)備旋流器具有重量輕、體積小、速度快、操作壓力 范圍大、處理水量大等優(yōu)點(diǎn)，成為了一種高效的除油設(shè)備。但旋流器存在內(nèi)壁不耐磨，運(yùn)行不穩(wěn)定等問(wèn)題，應(yīng)用受到了一定局限。

（2）物理化學(xué)法：物理化學(xué)處理方法主要用于處理廢水中不能單獨(dú)用物理法或者生物法去除的膠體和溶解性物質(zhì)，特別是含油廢水中的乳化油。常用的物理化學(xué)處理法有混凝法、吸附法、 超臨界水氧化法等。①混凝法，混凝法通過(guò)向水體中投放混凝劑來(lái)破壞膠體的穩(wěn)定性，使膠體粒子（稱膠粒）發(fā)生絮凝，并產(chǎn)生絮凝物，以發(fā)生吸附作用，將廢水中污染物吸附在一起，而后沉降與水分離的方法。②電解絮凝浮選技術(shù)，氣浮選技術(shù)。該方法主要分離比重接近于水的懸浮物質(zhì)（油類，纖維，活性污泥等）。主要原理是：大量微小氣泡的產(chǎn)生后，微小氣泡與懸浮物質(zhì)粘附。這種技術(shù)對(duì)石油類的去除率可以達(dá)到90%以上，對(duì)機(jī)械雜質(zhì)及懸浮物的去除率可達(dá)95%以上。③吸附法吸附法就是廢水通過(guò)活性炭、粘土等多孔介質(zhì)的粉末或顆粒，使污染物被吸附在多孔介質(zhì)表面或被過(guò)濾去除。在采油廢水處理中，活性炭吸附法可去除廢水中大量難以降解的有機(jī)污染物，對(duì)化學(xué)需氧量去除率達(dá)70%-90%。④超臨界水氧化法，超臨界水氧化法由于在特殊的高溫、高壓狀態(tài)下反應(yīng)，面臨的主要問(wèn)題是反應(yīng)器材的腐蝕，對(duì)反應(yīng)器材質(zhì)要求高、功耗大，因而研制長(zhǎng)期耐高溫、耐腐蝕的反應(yīng)器材質(zhì)是該法大規(guī)模工業(yè)化應(yīng)用的關(guān)鍵。⑤微波法，微波法就是利用微波的量子能使化合物中化學(xué)鍵減弱，促進(jìn)化合物的分解。優(yōu)點(diǎn)是加熱速度快、反應(yīng)均勻，設(shè)備簡(jiǎn)單，便于控制，節(jié)能高效、無(wú)污染。微波法往往需要和其它方法結(jié)合使用以達(dá)到有機(jī)物分解的作用。因此，微波法應(yīng)用的領(lǐng)域也僅限于油氣田回注水消毒滅菌。

（3）廢水生化處理技術(shù)可分為厭氧生物法和好氧生物法兩大類。厭氧生物法是在無(wú)氧的條件下，以兼性細(xì)菌和厭氧菌降解有機(jī)物的生物處理方法。好氧生物法是在有氧的條件下，利用微生物的新陳代謝實(shí)現(xiàn)污染物的降解。

（4）化學(xué)法主要為化學(xué)氧化法，其常用的氧化劑有臭氧，漂白粉，次氯酸鈉、雙氧水等。臭氧是一種極強(qiáng)的氧化劑和消毒劑，其氧化反應(yīng)快，在低濃度下也能進(jìn)行反應(yīng)，在水中不產(chǎn)生持久性殘余，沒(méi)有二次污染問(wèn)題。

①光化學(xué)氧化及光催化氧化。光化學(xué)氧化法是利用臭氧和過(guò)氧化氫作為氧化劑，在可見(jiàn)光或紫外光的照射下使污染物氧化分解。光化學(xué)氧化法可以在常溫常壓條件下進(jìn)行反應(yīng)，并且有很強(qiáng)的氧化能力，使得光化學(xué)氧化在近幾十年來(lái)發(fā)展的很快，目前間接光降解的應(yīng)用較多。

② Fenton試劑及類芬頓試劑法。二價(jià)鐵離子（Fe2+）和過(guò)氧化氫之間的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)催化生成HO·自由基，在特定的酸度下，F(xiàn)e（OH）3以膠體形態(tài)存在，并具有凝聚、吸附性能，水中懸浮物和雜質(zhì)可被去除。

③臭氧氧化及其組合法：第1臭氧的氧化還原電位很高，氧化能力狠強(qiáng)，反應(yīng)速度較快，通常在低濃度下也可進(jìn)行，并且在水中也不會(huì)產(chǎn)生持久性殘留，不會(huì)造成二次污染。臭氧發(fā)生器的成本相對(duì)較高，處理耗電量大，設(shè)備維修費(fèi)用較高，不宜單獨(dú)使用。第2催化臭氧化技術(shù)是一種新型的在常溫常壓下將平常難以用臭氧單獨(dú)氧化或降解的有機(jī)物進(jìn)行氧化的技術(shù)方法。催化臭氧化作用也是利用反應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生的大量高氧化性自由基（羥基自由基）來(lái)氧化分解水中的有機(jī)物，以凈化水質(zhì)。第3Fe/C微電解技術(shù) .Fe/C微電解工藝進(jìn)行廢水處理的過(guò)程實(shí)際上是內(nèi)部和外部雙重電解反應(yīng)的過(guò)程。其吸附能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于一般的Fe（OH）3絮凝劑。通過(guò)以上各種作用使鐵碳微電解工藝去除水中的污染物。

三、上述各種處理采油廢水的方法有很多優(yōu)點(diǎn)，但是存在技術(shù)、經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境保護(hù)等問(wèn)題，為了滿足日益嚴(yán)格的環(huán)保要求，采油廢水處理越顯重要，加強(qiáng)各種采油廢水處理新技術(shù)、新材料、新工藝的研究和革新，以達(dá)到經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益相統(tǒng)一，將是今后采油廢水處理技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。

[1]徐英，李發(fā)永.超濾膜處理含油污水后污垢的清洗[J】石油大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），1997，21（4）： 70-73.

作者簡(jiǎn)介：夏娟，畢業(yè)于長(zhǎng)江大學(xué)環(huán)境工程專業(yè)，主要從事油氣田廢水分析、處理工作，現(xiàn)任中原油田采油四廠采油管理三區(qū)污水站技術(shù)助理）

（作者單位：中原油田分公司采油四廠 河南 濮陽(yáng)）