采油廢水處理工藝研究

于金辰 劉歡 梁旺華

摘要：本文通過對(duì)采油廢水的特征、來源和危害進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹，并對(duì)廢水處理技術(shù)進(jìn)行分析，利用現(xiàn)有廢水處理工藝技術(shù)改變水質(zhì)，提高資源利用的效率，減少油田采油的生產(chǎn)成本，并避免生態(tài)環(huán)境遭到破壞，保證油田的可持續(xù)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：采油廢水;資源利用;特征;處理技術(shù)

一、采油廢水的來源

石油的開采會(huì)導(dǎo)致油層壓力不斷下降，油田為保證原油的開采，需經(jīng)常向油層注水補(bǔ)充油層壓力，因此采出原油的含水率不斷上升，這些經(jīng)原油集輸站脫油、脫蠟處理后的含油廢水為油田采出水。采出水的成分比較復(fù)雜，通常含有油類、固體顆粒物、細(xì)菌以及硫化物，同時(shí)用于油水分離的破乳劑、絮凝劑以及殺菌劑的添加使廢水處理難度加大，這些廢水統(tǒng)稱為采油廢水。同時(shí)石油的開采過程中，絕大部分處于中、高含水期，通常石油開采的無水期較短，所以在油田生產(chǎn)的后期產(chǎn)生了大量的含油廢水。

二、采油廢水特征

采油廢水的成分比較復(fù)雜，其中含有多種雜質(zhì)，不僅有原油還有地層中的一些鹽類、氣體和懸浮固體。同時(shí)，在原油運(yùn)輸?shù)倪^程當(dāng)中，還摻進(jìn)了一些化學(xué)制劑。另外，采出水含有的有機(jī)環(huán)境又適宜滋生大量細(xì)菌。因此采油廢水的雜質(zhì)非常多。

廢水雜質(zhì)含量使得采油廢水的特點(diǎn)具有：細(xì)菌含量高、有機(jī)物含量高、懸浮固體多等特點(diǎn)。但是從全國(guó)陸上的油田來看，各個(gè)地方的采油廢水差別還是很大的，廢水受時(shí)間、采油工藝、地點(diǎn)環(huán)境不同的影響，其雜質(zhì)的含量也呈現(xiàn)不同的特點(diǎn)。

三、采油廢水危害

采油廢水對(duì)周圍環(huán)境的危害主要是石油、各種有機(jī)化學(xué)物質(zhì)、鹽類、重金屬、放射性元素和化學(xué)處理劑等，具體表現(xiàn)在以下方面：

含油污水容易污染地下水，破壞水體資源。油類在進(jìn)入水體后，主要以以浮油、乳化油、溶解油的形式存在，漂浮在水面的油膜阻斷空氣與水體間的氣體交換，導(dǎo)致水體溶解氧含量下降，水質(zhì)惡化。含油廢水在進(jìn)入農(nóng)田后，不僅會(huì)污染土壤，還會(huì)覆蓋在土壤表面，阻斷氧氣供給，造成土壤溫度上升，對(duì)農(nóng)作物的生長(zhǎng)產(chǎn)生影響。同時(shí)，含油廢水中的揮發(fā)性物質(zhì)也容易在外界作用下?lián)]發(fā)進(jìn)入大氣，造成大氣污染。

四、采油廢水處理措施

（1）氣浮技術(shù)

氣浮分離技術(shù)主要指的就是向采油廢水中通入一定量的空氣，并且以微小氣泡的形式從水中析出并且成為載體，使廢水中的微小的懸浮固體顆粒等污染物質(zhì)粘附在氣泡上，其密度小于水會(huì)上浮從而達(dá)到凈化廢水的目的。

（2）膜技術(shù)

選擇合適的膜結(jié)構(gòu)，可以一次性去除水中的固體顆粒，這種膜技術(shù)的去除率一般很高，不會(huì)造成二次污染，操作方便并且安全性較高。但是膜分離技術(shù)存在膜污染和濃差極化等問題，使得運(yùn)行中滲透通量隨運(yùn)行時(shí)間的延長(zhǎng)而下降，而且膜技術(shù)造價(jià)成本較高。

（3）旋流分離技術(shù)

旋流分離技術(shù)適合處理油水密度差大于0.05毫克每升的含油污水，可以去除顆粒直徑大于10微米的懸浮固體以及分散油。處理設(shè)備旋流器具有重量輕、體積小、速度快、操作壓力范圍大、處理水量大等優(yōu)點(diǎn)。但是旋流器不耐磨，運(yùn)行不穩(wěn)定，這也是該技術(shù)的一個(gè)缺點(diǎn)。

（4）混凝技術(shù)

在采油廢水中加入混凝劑，膠體粒子的表面電荷就會(huì)很容易發(fā)生靜電作用，減輕彼此間的排斥力和作用力，失去穩(wěn)定性的膠體粒子可以通過吸附作用聚集，這樣就可以將廢水中的懸浮物除去。混凝劑的種類主要分為無機(jī)鹽類和高分子類，無機(jī)鹽類分為鐵鹽和鋁鹽;高分子類混凝劑主要應(yīng)用較多的是聚合氯化鋁和聚合硫酸鐵等。混凝技術(shù)在油田廢水的處理中，操作條件非常簡(jiǎn)單，裝置較小，但是藥劑的成本比較高。

（5）電解懸浮技術(shù)

電解懸浮技術(shù)主要分離的是比重接近水的懸浮物質(zhì)，比如油類和纖維還有活性污泥等。其主要是通過大量微小氣泡的產(chǎn)生與懸浮物質(zhì)粘附，使廢水的水質(zhì)得到較大的改善。由于這些氣泡較小并且數(shù)量很多，所以電解法對(duì)于微小顆粒物和懸浮物的去除效率非常高，可使得廢水的額回注處理達(dá)到較好的效果。

（6）微波處理技術(shù)

微波處理技術(shù)利用微波的量子能使得化合物中的一些化學(xué)鍵產(chǎn)生振動(dòng)或者轉(zhuǎn)動(dòng)，導(dǎo)致這些化學(xué)鍵的減弱，從而降低反應(yīng)的活化能，促進(jìn)化合物的分解。微波處理技術(shù)就是加熱的速度很快，并且反應(yīng)比較均勻，節(jié)能高效，沒有什么污染產(chǎn)生，非常環(huán)保，設(shè)備也很簡(jiǎn)單非常容易操控。微波并不能單獨(dú)應(yīng)用于水處理中降解有機(jī)物質(zhì)，而是需要和其他技術(shù)聯(lián)立，因此這也是其局限性。

（7）生物法

生物法主要是利用微生物的生長(zhǎng)代謝過程，實(shí)現(xiàn)有機(jī)物的分解與轉(zhuǎn)化，目前針對(duì)含油廢水處理的方法有活性污泥法、接觸氧化法、厭氧生物法等。

其中活性污泥法具有運(yùn)行管理方便、費(fèi)用低的特點(diǎn)，但是最大的缺點(diǎn)是反應(yīng)速度比較慢，必須保證足夠長(zhǎng)的停留時(shí)間才能使出水水質(zhì)達(dá)到較高的要求。生物接觸氧化、生物濾池等生物膜技術(shù)在采油廢水處理中也有應(yīng)用。采用厭氧生物法可以使得廢水中難降解的有機(jī)污染物在厭氧菌的做一下轉(zhuǎn)化為二氧化碳、水和甲烷等容易降解的化合物，通過這種過程來改善廢水的生化性。

五、采油廢水處理工藝流程

（1）一體化處理

采油廢水處理工藝系統(tǒng)分為混凝沉降裝置和撬裝一體化處理裝置，一般采油廢水在混凝沉降罐內(nèi)輪換完成進(jìn)水、反應(yīng)混凝、沉降分離，出水進(jìn)入撬裝一體化處理裝置通過核心工藝渦旋向心氣浮去除污水中的浮油，通過核桃殼+石英砂二級(jí)過濾，去除污水中的細(xì)小顆粒和懸浮物，處理規(guī)模一般為5～10m3/h。投加藥劑為片堿 NaOH、絮凝劑 PAC、助凝劑 PAM。核心技術(shù)：該裝置將渦流混凝、氣浮、過濾等物理法水處理工藝技術(shù)融為一體，主要由油、泥、水分離裝置、一體化細(xì)過濾器和一體化精過濾器三部分組成。

（2）旋流分離工藝

旋流分離工藝裝置由氣浮單元、旋流分離單元（核心工藝）、過濾單元和加藥單元組成，處理規(guī)模一般為5m3/h。投加藥劑為片堿 NaOH、絮凝劑 PAC、助凝劑 PAM。其中氣浮單元采用不加藥氣浮工藝，氣源為氮?dú)猓瑢?duì)懸浮物和油有一定的去除效果。過濾單元采用砂濾。核心技術(shù)：采油廢水混合液通過切向入口進(jìn)入旋流分離器，促使混合液在分離器內(nèi)旋轉(zhuǎn)在離心力的作用下利用兩相或多相間的密度差來實(shí)現(xiàn)相分離的。

結(jié)束語

對(duì)含油廢水的處理是油田實(shí)現(xiàn)其可持續(xù)發(fā)展和節(jié)約成本的一個(gè)重要方式，對(duì)采油廢水進(jìn)行回注不僅可以滿足油田注水開采用水，同時(shí)也節(jié)約了水資源，并且為油田帶來了一定的經(jīng)濟(jì)效益，有利于油田的發(fā)展。

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