油田污水處理現狀及發展趨勢

重慶水利電力職業技術學院

油田污水處理現狀及發展趨勢

閔志華重慶水利電力職業技術學院

我國已進入油田開采中后期，各油田大力發展驅油技術，導致油田污水處理出現許多新問題，為此開展了油田污水處理技術及發展趨勢的研究。我國油田污水處理技術方法存在許多不足：腐蝕和結垢問題仍然制約著油田污水處理效果；污水處理后二次污染問題嚴重；藥劑配置和再生成本高；技術和設備陳舊。因此提出當前我國油田污水處理發展趨勢應從精細化、高效化、科學化入手，主要進行以下攻關：有針對性地研發污水處理新型藥劑；嘗試開展污水處理耦合工藝；開發新設備、引進新技術及膜處理技術改進研究。

油田污水；處理；設備；現狀

1 污水處理面臨的問題

我國已進入油田開采中后期，各油田大力發展驅油技術，導致油田污水處理出現許多新問題[1]。

（1）聚合物驅采廢水問題。通過相關聚合物改變注水性質的驅采油技術得到廣泛應用，但是由于聚合物驅存在高分子聚丙烯酰胺等物質，使得污水黏度變大、乳化油變得更加穩定，致使油水分離更加困難，根據油田污水回注水質的要求，污水中的聚合物必須清除干凈，這就導致污水除油處理更加困難。

（2）稠油污水處理難度高。在稠油開采時，為了開采方便通常向地層注入高壓蒸汽以降低原油黏度，稠油開采廢水一般都是通過污水處理后進行鍋爐回用，凈化后用于熱采鍋爐的廢水水質應達到回用水水質的要求，而稠油污水含油量高，一般在1 000mg/L以上，要達到回用水水質要求非常困難。而且，現有的污水處理技術對污水硬度、SiO2等幾項的去除幾乎沒有任何作用，更達不到回用水水質要求的回注標準，這也是當前面臨的問題。

（3）低滲透油田污水處理難。低滲透油田占了我國油田儲備的絕大部分，為了不堵塞開采底層和保持油田開采的滲透性，低滲透油田開采標準比較嚴格：回注水要達到濾膜系數≥25，水中顆粒直徑≤0.5μm。而且低滲透油田注水一般要求使用清水，當前常規污水處理方法很難滿足上述要求也是低滲透油田污水處理面臨的問題。

2 污水處理技術現狀

2.1 油田污水處理方法對比分析

當前油田污水處理技術有多種，根據油田地區、污水性質特征等使用不同的處理方法。通過對各種處理方法進行歸納可分為物理法、化學法、生物法三種[2]。各處理方法包括多種處理技術，每種方法都有其優點和局限性，受污水成分和油田地區性質、回收利用要求、排放方式等多種因素影響，需要使用相應的處理技術才能達到滿意效果。不同污水處理技術方法的特點對比分析如表1所示。

表1 不同污水處理技術方法的對比分析

上述油田污水處理方法是當前國內外油田污水處理的主流技術方法，除此之外，還有電解處理法、超聲波處理法等，這些方法雖然處理水質效果好，但是設備裝置復雜且成本高，一般難以處理大規模污水。

2.2 污水處理設備

近幾年來，在傳統污水處理設備基礎上，國內外相繼開發并使用了一些新型設備，如氣浮設備、水力旋流設備、油水分離設備、精細過濾設備等。

（1）浮選設備。新型浮選設備裝置包括多個浮選室的密閉式浮選罐，每個浮選室內部都安裝有1個氣體分布管，油田污水經過浮選罐處理后下層為清水，上層的油被收集到儲油箱中，達到油水分離的效果。該設備具有污水處理效果好、維護成本低等特點。

（2）水力旋流設備。水力旋流設備是當前油田污水處理中的一種重要設備，用水力旋流裝置對油田污水進行處理后，可以使污水中固體懸浮物含量小于8 g/L，油含量降低到3 g/L以下，水箱中的處理水可以直接進入過濾環節。

（3）油水分離設備。在使用水力旋流設備除油的基礎上，許多油田使用一些特殊的設備對油水進行分離，這些設備采用油水分離動力學聚結、粗粒化技術能夠更好地分離乳化油、高密度含油污水等。

（4）精細過濾設備。過濾是污水處理中最關鍵的步驟，通過兩次過濾可以將油田污水中的顆粒、固體、稠油滴、結垢物等進行清除，精細過濾設備能夠清除98%以上的≤2μm顆粒。

油田污水處理中還包括其他許多常用的設備，如沉降罐、增壓泵、膜裝置、氣泡產生器等。

2.3 當前污水處理技術存在的不足

通過對我國油田污水處理技術方法、設備等現狀進行分析，在油田污水處理技術方面還存在許多不足：

（1）腐蝕和結垢問題仍然制約著油田污水處理效果。雖然污水處理中采取了防腐蝕和防結垢措施，例如電化學防腐、電磁防結垢等，但是由于成本限制、設備落后、技術落實等原因，腐蝕和結垢問題依然嚴峻，嚴重影響了油田污水處理的開展。

（2）污水處理后二次污染問題嚴重。雖然油田污水經過污水處理，但是由于污水處理技術條件的限制，污水中還是含有Fe2+，會逐步氧化造成設備和管道腐蝕，污水中含有的硫酸還原菌（SRP）也會逐步反應、沉淀造成水質二次污染。

（3）藥劑配置和再生成本高。化學處理法的藥劑配備和生物法微生物再生等難度大，其使用量大，污水處理時成本較高，嚴重影響了油田開采成本。

（4）技術和設備陳舊。多數油田污水處理采用的是傳統技術和老式設備，污水處理效率低。

3 污水處理發展趨勢及展望

當前我國油田污水處理發展趨勢應從精細化、高效化、科學化入手，主要進行以下攻關：

（1）有針對性地研發污水處理新型藥劑。研發高效污水處理有機化合物和無機化合物的新型水處理藥劑：一方面要具備絮凝、防腐蝕、防結垢、殺菌燈多種功能；另一方面要以純天然有機高分子代替現有的人工合成絮凝劑，減少環境污染和水質二次污染；第三方面是要盡量降低藥劑生產成本。

（2）嘗試開展污水處理耦合工藝。對現有的污水處理浮選法、水力旋流、絮凝等常規方法工藝進行改進，增加相關新設備，對其工藝進行耦合，通過多個工藝流程相結合處理，發揮各個工藝單元的優勢，以達到最終污水處理效果好、成本低、污染低的目的。

（3）開發新設備和引進新技術。開發使用新式污水處理設備和新技術，可以大幅度地降低設備損耗、提高處理效率，改進污水處理存在的不足，不斷地提高污水處理效果。

（4）膜處理技術改進研究。膜處理法研究要開發膜通量大、膜性能好、抗污染、有破乳特性的功能膜，并使其能夠良好耦合化學絮凝、沉淀技術、微生物分解技術等方法；同時研發符合其處理要求的膜分離器，以達到最好的污水處理效果和最佳的經濟效益。

4 結語

我國油田污水處理技術方法較多且使用較為廣泛，這些傳統的方法在處理污水的同時不可避免地存在許多缺點和不足。在對比分析油田污水處理方法的基礎上，提出發展新型處理藥劑、研究新設備與新技術、嘗試處理工藝耦合、改進膜分離技術等四個方面的發展趨勢。油田污水處理將會有更多的新技術和新設備，以提高污水的處理效率、降低處理成本。

[1]陳文兵，張永奇．國內油田含油污水處理現狀與展望[J]．太原理工大學學報，2001，32（4）：383-385.

[2]陳國威，尹先清．油田采油污水處理現狀與發展趨勢[J]．工業水處理，2012，22（12）：13-16.

（欄目主持 張秀麗）

10.3969/j.issn.1006-6896.2014.7.036