油田采油廢水處理技術(shù)應(yīng)用及研究進(jìn)展

王凱 馮彥明 孫莉 龍清玉

摘要：在實(shí)際處理采油廢水過程中，各油田應(yīng)結(jié)合自身情況，同時(shí)考慮運(yùn)行成本、工藝可行性、出水水質(zhì)等因素，選擇最佳的組合工藝。并且不斷地發(fā)展新的處理技術(shù)以優(yōu)化組合工藝，保證更加科學(xué)高效地提升油田采油廢水的處理效率，最大程度地減少對(duì)生態(tài)環(huán)境的污染。

關(guān)鍵詞：油田;采油;廢水處理技術(shù)

隨著對(duì)油田開采規(guī)模的不斷擴(kuò)大，開采油田污水也在不斷增多，人們對(duì)油田采油廢水有許多種處理的方法，但是，油田采油廢水的處理方法仍需要相關(guān)工作人員進(jìn)一步努力，不斷地對(duì)其進(jìn)行完善與更新，達(dá)到低污染、低成本處理油田采油廢水的效果。

一、油田采油廢水成因

現(xiàn)階段我國陸上油田基本都采用注水開發(fā)方式，這種方法操作較為簡便，但會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染。注水開采方式是向地層注入高壓水，高壓水進(jìn)入地層后會(huì)驅(qū)動(dòng)原油使原油從油井中被開采出來。在經(jīng)過了一段時(shí)間注水后，注入水將隨原油一起被采出，隨著開發(fā)時(shí)間延長，采出原油含水率將不斷上升，油田原油在外輸或外運(yùn)之前要求必須將水脫出，合格原油允許含水率為0.5%以下。

例如我國的大慶油田的綜合含水率已接近90%。原油脫水后就會(huì)產(chǎn)生大量的廢水。隨著油田的持續(xù)開采，油田廢水的產(chǎn)生量也相應(yīng)地增加，廢水的性質(zhì)及組成成分也越來越復(fù)雜，假如廢水不經(jīng)任何處理直接排入天然水體，勢必引起水體的嚴(yán)重污染。水體被污染后，會(huì)導(dǎo)致水的顏色的改變、混濁、散發(fā)著難聞的氣體，某些生物種群的減少或死亡，另一生物種群的出現(xiàn)和劇增等現(xiàn)象。這些廢水也會(huì)成為微生物的營養(yǎng)源，使有機(jī)物分解而被消化。分解過程中消耗水中大量的溶解氧，一旦水體中氧氣補(bǔ)給不足;則將使氧化作用停止，進(jìn)而阻礙空氣進(jìn)入水體。如這些廢水直接排入土壤會(huì)引起土壤鹽漬化，土壤會(huì)變得越來越脆弱無法耕種。油田廢水不僅有害于水的利用，而且油在水面形成油膜后，影響氧氣的進(jìn)入，對(duì)生物造成危害，漂浮在水面上的油膜還容易填塞魚的鰓部，使魚窒息;漂浮在水面上的油層，還可隨水流和風(fēng)的影響，可以擴(kuò)散很遠(yuǎn)，致使海灘變壞、休養(yǎng)地、風(fēng)景區(qū)被破壞，鳥類生活也遭到危害。

二、目前國內(nèi)外常見的采油廢水處理技術(shù)

1化學(xué)法

化學(xué)法主要包括混凝法和化學(xué)氧化法兩大類。混凝法通常是在廢水中加入混凝劑，這種方法的原理是利用膠體粒子表面電荷作用，來減小互相之間的作用力，而失去穩(wěn)定性的膠體粒子會(huì)聚集在一起，體積慢慢增大，由于這些膠體一般由很大的表面積，可以將污水中的懸浮物、可溶性污染物除去。混凝法的主要特點(diǎn)是，使用pH值范圍較寬，試劑用量較少和處理效率較高。

化學(xué)氧化法的原理主要是依靠氧化還原反應(yīng)，將廢水中的有機(jī)物分解成易降解的小分子無機(jī)物和有機(jī)物，這種方法可以和其他方法一起使用，也可以單獨(dú)使用。當(dāng)前高級(jí)氧化工藝已作為一項(xiàng)新興的污水處理技術(shù)，在油田污水處理中得到了較好的推廣。具體說來氧化技術(shù)可以細(xì)分為以下幾種：NaClO氧化法、Fenton氧化法、O3氧化法、濕式氧化法和其他的氧化方法。

2物理法

物理法主要包括重力分離技術(shù)和粗粒化技術(shù)。其中，重力分離技術(shù)根據(jù)油和水的不同物理特性，將浮游、乳化油以及分散油從廢水中除去，主要的分離技術(shù)有離心法、自然沉降法、水力旋流法等。重力分離技術(shù)的運(yùn)行費(fèi)用較低、效果穩(wěn)定且易管理，對(duì)廢水有很強(qiáng)的適應(yīng)性，主要應(yīng)用在油田廢水的處理中。但是，該方法也有一個(gè)很大的缺點(diǎn)，就是自動(dòng)化程度低，若廢水的處理量很大時(shí)，需要較多的設(shè)備。

粗粒化技術(shù)則主要通過聚結(jié)、碰撞、截流、附著等作用，不斷增大油類的粒徑，最終將其捕獲而去除，這一過程是在粗粒化裝置中實(shí)現(xiàn)的，一般，粗粒化設(shè)備都較小，操作也較為簡單，可用來去除采油廢水中分散油和乳化油。對(duì)于過濾技術(shù)來說，我們?cè)谟吞锷现饕捎玫氖菈毫κ竭^濾器和重力式過濾器，這兩種過濾器的過濾速度都很高，而且可以用來處理多種含油廢水，針對(duì)我國的油田廢水處理問題，壓力式過濾器更加適合，重力式過濾器的效果稍差，現(xiàn)在已經(jīng)基本不再使用。

3物理化學(xué)法

物理化學(xué)法可分為電解法、吸附法以及離子交換軟化法。其中，電解法又包括電解氣浮法和電解絮凝法。電解氣浮法主要根據(jù)電解水產(chǎn)生的氧氣和氫氣氣泡的氣浮作用，進(jìn)而去除廢水中的油類和懸浮物，由于這些氣泡的體積小、數(shù)量多，可用于廢水的回注處理。后者方法則是通過外加電壓的作用，金屬電極在被氧化時(shí)，會(huì)釋放出大量的金屬離子，這些金屬離子又能發(fā)生水解作用，生成具有混凝和絮凝作用的膠體，進(jìn)而將廢水中的懸浮顆粒物和細(xì)小微粒去除，改善廢水的水質(zhì)。

吸附法一般指廢水中的油類和溶解性有機(jī)物，易被親油性的材料吸附在材料表面和空隙中。常用的吸油材料，除了活性炭之外，還有煤炭、石英砂、陶粒、木屑、吸油氈以及吸附樹脂等。活性炭的吸附容量較為有限，且成本很高、再生困難，因此有被其他吸附材料逐漸取代的趨勢。

離子交換軟化法主要是利用水中的鈣鎂離子，與樹脂進(jìn)行離子交換，進(jìn)而降低兩者的離子濃度，最終達(dá)到軟化水質(zhì)的目的。目前，我國所研究的離子交換軟化技術(shù)，主要是用來軟化稠油開采區(qū)的采出水，從而可以使廢水達(dá)到注氣用水的標(biāo)準(zhǔn)。國內(nèi)目前有油田已應(yīng)用了離子交換軟化技術(shù)，但是由于該項(xiàng)技術(shù)還不夠成熟，處理成本也很高，所以在我國一直未能得到廣泛的應(yīng)用。

4生物法

生物法主要是根據(jù)微生物的生長代謝作用，達(dá)到分解和轉(zhuǎn)化有機(jī)物的目的。目前，針對(duì)含油廢水處理的方法主要有：活性污泥法、曝氣生物法、接觸氧化法、氧化塘法、厭氧生物法、生物強(qiáng)化法等。生物法作為一項(xiàng)經(jīng)濟(jì)且易管理的方法，已在油田中得到了廣泛應(yīng)用。

5水質(zhì)改性技術(shù)

在油田廢水處理中，利用水質(zhì)改性技術(shù)就是在油田廢水中投入石灰乳，因?yàn)槭胰槌蕢A性，可以使采油廢水pH值升高，除去一些油田采油廢水中的有害離子，之后在利用部分離子絮凝沉淀對(duì)油田采油廢水做進(jìn)一步的處理，可以減小采油廢水的腐蝕性，達(dá)到水質(zhì)凈化的目的。一些油田在處理采油廢水時(shí)采用水質(zhì)改善技術(shù)，不僅保障了廢水處理后的水質(zhì)，還避免了污水對(duì)管線的腐蝕。

總結(jié)：

油田采油廢水的危害是十分巨大的，不僅對(duì)水、空氣、土壤等造成危害，更會(huì)造成物種多樣性的減少，造成大量物種滅絕，假如油田采油廢水進(jìn)入到地下水組織，污染到人類所引用的水那將會(huì)嚴(yán)重危害人類健康，造成多種嚴(yán)重疾病。我們?cè)谧⒅亻_發(fā)資源的同時(shí)也應(yīng)該注意保護(hù)環(huán)境，不能“走先污染后治理”的老路，應(yīng)該時(shí)時(shí)注意到環(huán)境的保護(hù)。

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