預氧化技術在油田污水處理中的應用

黃河水利職業(yè)技術學院

預氧化技術在油田污水處理中的應用

李孝坤黃河水利職業(yè)技術學院

預氧化技術主要有化學與電化學預氧化技術兩種類型。采用預氧化技術進行油田污水處理，能夠有效改善傳統技術無法徹底去鐵的問題，進而在各個油田中得到了廣泛的應用；同時，采用該技術可在一定程度上緩解污泥的產生。但是在實際使用過程中，應注意在添加氧化劑后，要適當添加一些強堿增大pH值，以減少污泥的產出量。

油田污水；預氧化技術；工藝；水質；pH值

我國大部分油田通常采用注水技術進行開發(fā)，其目的主要是為了保證地層的能量，并盡量提升原油的采收效率。注水期間，水質的狀況將會直接影響到地面上所使用設備以及井下設施的使用壽命，并對注水的能耗造成一定的影響[1]，同時還決定著油田的開發(fā)效率。為了有效提升注水的使用效率，通常會對油田污水進行一定的處理，傳統的處理技術使用效果十分有限，不能達到理想的效果。相關專家學者針對這一問題開發(fā)出了預氧化處理技術，其針對性較強，使用效果較好。

1油田污水水質

油田污水是一種比較復雜的多相體系，其中富含各類固、液體雜質，微生物，以及溶解在水和油中的氣體、鹽類。由于原油出產地的具體狀況、注水狀況、原油特質、初加工的不同，各個油田所產生的污水水質也各不相同。表1是我國幾個主要油田的污水水質情況。由表1可知，油田污水中普遍存在多種有機物，礦化度相對較高，含油量較高，富含多種微生物，并存在大量的容易成垢的離子，含有較多的懸浮物。

表1 我國主要油田的污水水質

2預氧化技術

預氧化技術其實質就是將污水中二價的鐵離子轉變成三價離子，通過一定的化學反應令其沉淀，進而有效保證水質的穩(wěn)定，盡量避免后期處理期間出現較為嚴重的結垢問題。同時通過一定藥劑及工藝對污水進行處理，保證水質能夠達到注入地層的標準[2]。

預氧化技術主要有化學與電化學預氧化技術兩種類型。化學預氧化技術就是向污水中加入一定量的次氯酸鈉、過氧化氫等氧化劑，進而令二價鐵離子被氧化成三價鐵離子，保持水質的穩(wěn)定性；電化學預氧化技術則是對油田污水中富含氯化鈉的特性加以利用，使污水在電化學的裝置中完成氧化，生成氧氣、氯氣等氧化性的物質，污水中的二價鐵離子進而被氧化成三價鐵離子，待pH值達到3.7時，氫氧化鐵開始沉淀，再進行大罐沉淀以及采用石英砂進行過濾，便可去除掉鐵離子，有效保證水質的穩(wěn)定。

傳統的油田污水處理技術所帶來的問題多數是因為引入了石灰乳，所以應對這一步驟進行改進，調節(jié)pH值。經過分析可知，污水中的金屬離子，也就是二價鐵離子，在酸性及強氧化條件下，很容易發(fā)生氧化，轉變?yōu)槿齼r鐵離子；同時，在同一溫度下氫氧化鐵的溶解度要遠遠小于氫氧化亞鐵的溶解度，堿性條件下三價鐵很容易析出。所以，只要向污水中加入一定量的氧化劑，使二價鐵氧化成三價鐵，再利用絮凝劑及助凝劑，就能達到深層次凈化污水。通過化學預氧化技術進行污水處理，不需要對傳統的污水處理工藝進行大幅度改動，其工藝流程如圖1所示。

圖1 預氧化技術工藝流程

采用預氧化技術進行油田污水處理，能夠有效改善傳統技術無法達到徹底去鐵的難題，進而在各個油田中得到了廣泛的應用[3]。同時，采用該技術可在一定程度上緩解污泥的產生。但是在實際使用過程中，應注意在添加氧化劑后，要適當添加一些強堿增大pH值，以減少污泥的產出量。

3兩種預氧化技術對比

3.1 技術工藝

化學與電化學預氧化技術都是從傳統的重力沉降工藝中轉化而來的，化學預氧化技術主要借助的是氧化劑，與傳統工藝區(qū)別不大；電化學預氧化技術是通過電解產生氧化劑，完成鐵離子氧化，需要另外安裝裝置，花費一些成本。

3.2 處理效果

采用化學與電化學預氧化技術對油田污水進行處理后得到的水質并不完全相同，如表2所示。由表2可知，兩種污水的水質來源基本相同，含鐵量、腐蝕率較高，pH值相對較低，應用污水處理技術后適應性較好，能夠達到理想的處理效果。其中，化學預氧化技術能夠使污水的pH值從原來的6.0左右提高到7.0，有效減低污水的腐蝕性，同時在其他輔助藥劑的作用下，懸浮物的濃度也會減低，鐵離子的含量得到了有效的控制，經檢測，能夠達到油田注水的指標。

表2 處理前后水質對比

3.3 技術應用與管理

化學預氧化技術在對油田污水進行處理時需要向污水中注入一系列的輔助藥劑，同時要注入氧化劑，但是電化學技術卻不需要注入氧化劑，其氧化劑可以通過電解析出，只需要注入一系列輔助藥劑即可。所以，兩種預氧化技術在實際應用中，其管理手段也不相同。化學預氧化技術只需要根據具體的實際要求向污水中注入合適的藥劑即可，能夠實現自動化控制；而電化學預氧化技術卻需要引進特殊的專業(yè)性設備，要求技術人員具備較高水平的專業(yè)技能。因此，在實際應用過程中，應根據油田的實際狀況，選擇合適的處理技術，進而有效完善污水處理效果。

采用化學預氧化處理技術對油田污水進行處理時，添加的氧化劑必須具備較強的氧化性，這會對鋼鐵管線造成一定的腐蝕，所以添加氧化劑所使用的管線必須采用復合管或玻璃鋼管。污水中若含有較多的油，會對氧化劑產生一定的作用，所以污水中的含油量也需進行控制，使其含量在100 mg/L以下。最后，對于氧化劑的添加時間和用量要嚴格控制，保證氧化劑在其他藥劑添加之前加入，用量為污水中二價鐵的1.3倍左右。添加氧化劑時，要攪拌均勻，使其充分反應（時間至少30s）。

[1]羅義．預氧化污水處理技術[J]．油氣田地面工程，2014，33（6）：55-56.

[2]仲如冰．勝利油田回注污水處理技術新進展[J]．石油與天然氣化工，2013（1）：86-90.

[3]于少君．預氧化技術在油田污水處理中的應用研究[J]．內蒙古石油化工，2013（9）：102-104.

[4]張海波．含油污水處理工藝研究及發(fā)展趨勢[J]．油氣田地面工程，2014，33（9）：47-48.

（欄目主持 張秀麗）

10.3969/j.issn.1006-6896.2015.8.017

李孝坤：工學碩士，助教，研究方向為水污染處理、環(huán)境分析檢驗等。

18645175157、22419418@qq.com

2015-05-16