油田污水處理技術現狀及展望

油田污水主要包括原油脫出水（又名油田采出水）、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。如果是作為蒸汽發生器或鍋爐的給水，則要嚴格控制水中的鈣、鎂等易結垢的離子含量、總礦化度以及水中的油含量等。如果處理后排放，則根據當地環境要求，將污水處理到排放標準。我國一些干旱地區，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。

采用注水開采的油田，從注水井注人油層的水，其中大部分通過采油井隨原油一起回到地面，這部分水在原油外運和外輸前必須加以脫除，脫出的污水中含有原油，因此被稱為油田采出水。隨著油田開采年代的增長，采出液的含水率不斷上升，有的區塊已達到90%以上，這些含油污水已成為油田的主要注水水源。隨著油田外圍低滲透油田和表外儲層的連續開發，對油田注水水質的要求更加嚴格。

鉆井污水成分也十分復雜，主要包括鉆井液、洗井液等。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、粘土穩定劑、腐蝕劑、防腐劑、殺菌劑、潤滑劑、地層親和劑、消泡劑等，鉆井污水中還含有重金屬。

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。

1 油田污水處理現狀

根據油田污水生產目的以及水質特性的不同，其處理的方法也不同。油田污水主要由鉆井污水、油田采出水和其他形式的含油污水三大部分組成。傳統的油田污水處理工藝為：隔油—浮選除油—過濾，其中，主要是通過壓力、重力、水力旋流和浮選四種方法進行除油。就國外而言，其采用的石油污水處理工藝與我國的基本上一致。如美國德克薩斯州的Permian Basin油田，把浮選除油和隔油工藝用水力旋流技術代替進行采出水的處理，此工藝把含油量為0.2g/L、硫化物含量0.5g/L、礦化度10g/L的采油污水轉化成為蒸汽鍋爐用水。

2 油田污水處理技術的發展趨勢

國內外油田污水處理技術隨著油田回注水水質要求和環保要求的不斷提高而不斷的提高和改進。把上面所說的傳統的工藝改變為隔油—混凝氣浮—生化—過濾技術和物化預處理—水解酸化—生化—過濾技術一整套工藝。石油污水處理技術正在超著生化技術和氣浮兩個方面發展。近十年以來，國內各大油田對采收率技術進行了不同程度的應用推廣，根據含有聚合物油田污水的特性，以水力旋流、聚結以及沉降等石油污水處理的技術作為重點，開發研究出了含有高效聚合物的石油污水處理的新工藝。如大慶油田的核心是：規整聚結除油反應技術，其以親油疏水、形式整齊的聚氯乙烯作為聚結的填料，對三元復合驅開采的石油污水進行處理，運行了三年的結果表明：聚結除油的出水水質良好，滿足三元復合驅回注水水質標準的各項指標。

3 油田污水處理方法

雖然油田污水處理的方法較多，但是每一種處理方法都具有局限性。由于受到多種因素，如排放方式、油存在的形式、污水成分以及回收利用率等等各種不同因素的影響，導致油田污水的處理很難達到滿意的效果。實際中，常常是把幾種方法相結合使用，進而形成了深度處理工藝，使處理效果良好。?

經常采用的油田污水的處理方法包括化學方法、物理方法以、生物法三大類。目前正在研究和應用的熱點在于高級氧化法、膜分離法以及磁力吸附分離法。

3.1 化學方法

化學絮凝法、水解酸化發和化學氧化法是經常采用的化學方法。?

一般情況下，化學絮凝法往往和氣浮法聯合使用，作為預處理技術來處理油田污水，是各個油田普遍采用的化學處理方法之一。該過程中經常用到的絮凝劑有有機絮凝劑、無機絮凝劑以及復合絮凝劑等等。近年來，有機高分子絮凝劑在油田污水處理中的應用和研究都比較多，而且發展較快，其原因在于有機高分子絮凝劑具有生產污泥量少、效率高、用量少和處理速度快等優點。?

水解酸化法是指在水解菌類的作用下，通過斷鏈或者開環裂解把難降解的大分子類的有機物質轉變為易生物降解的小分子類物質，進而使后續處理的負荷減小，使油田污水處理的可生化性得以提高。該法經常和生化法相結合，形成水解酸化—生化處理的一套工藝。?

化學氧化法是指在催化劑的作用下，通過化學氧化劑將石油污水中溶解狀態的無機物和有機物轉化成為毒性較低或者無毒的物質，使其以容易與水分離的形態存在，提高了石油污水的可生化性。催化氧化法、UV/H2O2氧化法和UV/O3氧化法是常見的化學氧化法。作為預處理時往往和其他方法聯合使用。

3.2 物理方法

物理方法的目的是為了除去石油污水中的油類、固體懸浮物以及礦物質等等。物理方法主要包括粗?；⒛し蛛x法以及水力旋流法等。?

粗化法在石油污水處理方面主要應用在重力除油的工序之前，能夠大幅提高石油污水處理過程中的除油效果。?

膜分離法是應用膜具有的選擇透過性對石油污水中的離子性物質或者一些微粒進行濃縮或者分離的方法。一直以來，膜處理技術的研究和開發力度不斷地在加大。王農村等運用改性的PVC合金超濾膜法對油田出水進行了相關的深度處理，處理后的水質達到了出水水質的要求。所以，復合膜的開發研究以及膜的各種不同處理方法的相互結合是膜分離處理石油污水的發展方向所在。?

在20世紀80年代末期，水力旋流方法在石油污水的處理方面的應用才發展起來，在水陸方面均有應用，是油田污水處理發展的另外一個趨勢所在。

3.3 生物法

生物處理法是通過微生物的生物化學作用把具有毒性的物質轉變為無毒的物質或者將比較復雜的有機物質轉變為較為簡單的物質，從而使石油廢水得以凈化，該方法只對可以生物降解的有機化合物有降解作用。微生物能夠將油類物質氧化降解為水和二氧化碳等物質，因為油類物質屬于烴類有機物。根據微生物在石油污水中的存在狀態，將生物法分為生物膜法和活性污泥法，根據微生物對氧氣的需求，生物法又可以分為好氧生物法和厭氧生物法。

4 油田污水處理技術展望

油田污水處理的方法有待進一步的完善、組合以及創新。?

1）目前，化學法是經常使用到的處理程序之一。由于藥劑的投加量隨著油田污水量的增長而不斷地增加，因此，造成油田污水處理的成本增加，同時也容易造成二次污染。因此，研究開發出無污染、處理能力強的化學藥劑是今后的發展趨勢之一。

2）開發研究出高效破乳能力的材料、使用多種類型的聚結材料處理油田污水，從而使聚結性能提高是粗化法今后的研究發展方向。?

3）生物處理法具有自然凈化、水質穩定、操作方便、成本低、易于管理等優點，在水資源相對短缺、地廣人稀的地區經常使用。因此，在油田污水的處理過程中，培養研究出使用能力強、生存能力強、對大多數有機物質能夠高效降解的菌種是生物處理法的關鍵所在。?

4）膜分離法處理油田污水是今后最有發展潛力的處理法，其處理后的水質能夠嚴格的達到出水水質的標準要求。因此，研發抗污染、膜性能好、膜通量大的材料是當務之急。如果將粗化技術和膜技術相互結合，研發出具有物理性質破乳能力的材料，不僅僅使目前多單元處理模式減少，而且對膜污染所引起的諸多問題進行了解決。?

5）由于水力旋流器具有處理效率高、占地面積小以及設備體積小等的特點，將浮選技術和旋流技術結合起來的旋流技術值得深究。?

從總體上來看，油田采油污水的處理將朝著高效處理、低成本、低污染和易操作的方向發展。新型的處理方法和工藝是在傳統的膜處理法、生物處理法和傳統法相互結合的基礎上發展起來的。

作者簡介

陳國泉，男，工程師，大學本科，2009年畢業于中國地質大學（武漢），長期從事油田化學研究工作。