簡述石油開采廢水處理技術的現狀與展望

宋鵬

（中油遼河油田分公司特種油開發公司，遼寧 盤錦 124010）

我國油田開采主要運用注水輸油的方式進行，進年來隨著開采技術與開采需求的進一步提高，我國多數油田已經進入二次開采甚至是三次開采階段，為此開采出的油田含水率也在逐年遞增，開采過程中產生的廢水含量也大為增加。為了有效處理這些脫油廢水，同時也為有效解決油層注水需求問題，我國油田開采主要采用將經過處理后的脫油廢水重新注入油層的方法，來化解脫油污水處理和回注用水需求緊張等問題。

1 現階段我國石油開采廢水治理的基本狀況

石油開采所產生的廢水中主要含有懸浮物與原油兩種污染物，為了使廢水能夠達到回注油層的標準，需要對這兩種污染物進行有效處理。現階段我國處理油田開采廢水主要采用兩段式處理工藝，即先除油再除懸浮物的方式對開采廢水進行處理。

1.1 廢水處理中的除油工藝

除油是廢水處理工藝中的關鍵環節，對廢水能否用于回注有著非常重要的影響。就廢水含油量測量表明，目前我國廢水中含油量基本在每升2000mg-5000mg之間。廢水中的原油主要以浮油、乳化油和分散油為具體的表現形式，廢水中的含油量又以浮油和分散油為主，占含油構成比例的90%左右。目前我國在進行污水除油處理時根據油在廢水中的不同存在形式，通常情況下采用兩級除油的方法，即一級重力除油、二級混凝除油法。

所謂一級重力除油主要是根據油與水二者的比重不同而進行自然分離的除油工藝。重力除油可以對廢水中的浮油與大部分的分散油進行清除，為二級除油的進行奠定良好的基礎。就目前我國開展重力除油的發展情況來看，現階段我國主要采用立式除油罐和斜板式隔油池兩種主要的重力除油方式。

立式除油罐具主要是根據油水運動的基本規律加以設計的，不但滿足了廢水處理過程中對重力流程的基本需求，同時還具有非常明顯的除油效果，通常情況下在對含油量在每升5000mg以下的含油廢水進行除油處理時，除油率可高達八成以上，是進行重力除油的首選措施。

斜板式隔油池主要是在平流式隔油池設計的基礎上在其內部加設一道斜板所形成的。看似簡單的一道斜板，卻使得斜板式隔油池在處理浮油與分散油的處理效果得到了明顯的提升，在對半徑為25微米的油粒進行處理時,通常情況下只需將廢水斜板式隔油池停留半個小時左右，便可以清除廢水中八成以上的浮油，除油效果非常明顯。

此外還可以將立式除油罐與斜板沉降技術二者相結合，可以充分利用立式除油罐的高度，在其內部設置波紋斜板,內設波紋斜板的立式除油灌兼具了兩種除油設備的除油優勢，使得除油效果得到了明顯的提升，這種除油設備基本上可以出去廢水中全部的浮油與分散油，完成一次除油的基本任務。

石油開采廢水的二級除油主要運用混凝破乳除油法進行。混凝破乳除油法主要針對廢水中直徑相對而言較小的乳化油進行清除，這種除油方法對乳化油的除油效果非常明顯，是目前我國石油開采廢水處理中所采用的主要除油方式。這種除油方式主要是根據混凝破乳劑的脫穩破乳的特性，來將細小的乳化油粒從廢水中分離出來，達到除油的目的。混凝破乳除油法在具體的除油工作中主要運用混凝破乳劑與混凝除油工藝實施具體的除油工作。

混凝破乳劑具有凝結聚集細小的乳化油的作用，同時還具有有效提升乳化油浮力的作用。由此可見混凝破乳劑主要是通過改善乳化油在廢水中的具體性狀來實現除油的。在具體的除油工藝中采用的混凝劑主要有兩種，即有機混凝劑與無機混凝劑。近年來隨著除油工藝的不斷發展，在乳化油除油領域出現了新的有機高分子混凝破乳劑，并在除油實踐中被廣泛的推廣應用。

混凝除油工藝中在對乳化油實施除油時主要采用的除油設備是混凝除油罐，混凝除油灌的結構設計原理與立式除油罐基本保持一致，不同的地方在于混凝除油灌在罐內安裝了反應中心筒，在反應中心筒內廢水與桶內的混凝劑進行有效地反應，時乳化油從廢水中脫離，進而提取乳化油，達到除油的目的。

1.2 廢水中的懸浮物處理方式

針對廢水中存在的懸浮物主要運用過濾灌實施過濾加以去除，在具體的除污實踐中主要兩種過濾罐，一種是壓力式過濾罐一種是重力式過濾罐。壓力式濾罐因安裝簡便、運輸方便、占地少等優勢二倍廣泛的運用到除污實踐中，壓力式過濾罐又分為立式和臥式兩種。臥式濾罐由于其過濾斷面懸浮物負荷不易均勻，因而沒有立式濾罐應用得廣泛，壓力濾罐一般都采用大阻力配水方式。目前，不少油田為保證出水水質而采用兩級過濾處理，第一級為雙層濾料過濾，濾料通常選用石英砂和無煙煤，第二級采用纖維素濾料進行精細過濾，以確保出水中的含油量、懸浮物濃度等達到回注水質要求。

2 目前我國石油開采廢水處理工作存在的主要問題

我國有相當多的油田已進入石油開發的中后期，隨著驅油技術的發展，各油田為挖掘油層潛力，已開始進行二次采油、三次采油，這使得石油開采廢水的水質情況更加復雜，也為石油開采廢水處理回用技術提出了新的要求。

目前各油田均已開始動用稠油儲量，擴大蒸汽驅開采規模，使得稠油廢水量大幅度增加。稠油比重大，重力分離十分困難，而現有的混凝除油工藝在處理稠油廢水時，由于缺少一種高效、快速的破乳劑，普遍存在著停留時間長、設施占地大、處理效率低和運行費用高等問題。

低滲透油藏開采規模的逐步擴大，以及對所需回注水質標準的嚴格要求，都為低滲透油藏石油開采廢水的處理增加了新的難度。為不堵塞地層，保持低滲透油藏的滲透性，這就要求油田回注水中的污染物顆粒直徑必須足夠小，通常小于或等于1.45微米，常規處理技術，包括精細過濾、活性炭吸附等都難滿足這一要求.膜處理技術在理論上可達到這一要求，超過濾可截留水中直徑0.45微米以上的顆粒，但超過濾對其進口水質有著嚴格的要求，而且，超過濾膜的耐久性、抗腐蝕性，以及可清洗再生程度等仍需進一步地研究。

3 對我國石油開采廢水處理工作的展望

石油開采廢水處理技術現已滯后于驅油技術的發展，成為驅油技術大規模推廣應用的主要限制因素，因此，發展石油開采廢水處理技術已是目前我國各油田急需解決的新問題.針對石油開采廢水處理存在的主要問題，結合我國油田的具體情況，今后應重點在以下幾個方面進行研究和開發:研制更為有效、快速的混凝破乳劑，強化除油效率，以減輕后續處理設施的負擔，為石油開采廢水的深度處理回用提供可靠保證；深入研究聚結除油原理，尋找更為有效地聚結材料，以提高物理法除油效率；推廣膜處理技術在石油開采廢水處理上的應用；開發工藝更為先進的配套單元處理設備，提高處理效率，減少占地面積。

[1]李化民，蘇顯舉.油田含油污水處理[M].北京:石油工業出版社，1992.

[2]國家環境保護局.石油石化工業廢水治理[M].北京:中國環境科學出版社，1992.

[3]薛勇，陳雷.石油開采廢水處理技術的現狀與展望[M].吉林建筑工程學院學報，2004-09-30.