采油廠污水處理現狀及對策

劉江魚，楊成艷，高萃，張文麗，劉曉霞

(延長油田股份有限公司吳起采油廠，陜西 延安 717600)

0 引言

在油田開采企業中，油田污水指的是在石油開采生產過程中所產生的各種廢水的總和，包括：鉆井施工用水、石油開采過程中用水、地表面生產用水、工作人員生活用水等部分構成。采油廠在污水處理過程中，可能受到多種因素影響和制約，為進一步提升采油廠污水處理水平，工作人員應實時監督和管控污水處理流程，并采用多種類型施工工藝，如物理、化學、生物等技術，在提升污水處理水平同時，減少對當地環境破壞以及影響，促進人與自然和諧發展。

1 油田污水處理重要性

時代不斷進步，社會不斷發展，人們對美好生活的品質和質量要求也與日俱增。但是，一些油田企業在進行日常生產中所產生的油田廢水其組成成分比較復雜，比如含有硫離子、含硫化合物、碳酸鈣、酚類化學物質、石油化合物衍生物等，這些化學物質其主要特點都是難以與水相融，在自然環境作用下不能達到很好地分解和處理，若是隨意排放到環境中或者泄漏都會給當地人居環境造成較大影響。

因此，在可持續發展理念下，要對油田污水處理進行創新、研究，在油田企業污水處理中合理使用化學藥劑對其進行合理使用和處理，可以減少油田污水中的雜質以及有害物質產生，確保污水經過多道工序處理之后能夠繼續使用，讓企業能夠在可持續發展理念下與當地居民穩定和諧發展。

在實踐中，經過相關研究發現，采用油田化學劑對油田企業污水進行處理，可有效減少污水中有毒物質的含量，可使油田企業產生的污水能達到使用標準或排放標準，有效降解硫化物以及酚類物質等對環境有著較大危害的化學物質。

2 采油廠污水處理技術

2.1 物理方法

合理應用物理處理污水方法，有助于減少污水中的大部分油類以及固體顆粒物等。如油田膜分離技術，通過污水處理裝置，油田膜分離技術實現高速旋轉，并產生較強離心力，由于雜質與廢水在質量上有著較大差異，因此，在離心力作用下，將雜質與廢水進行分離，順著污水處理裝置排出，從而實現處理污水目的。

通常情況下，膜分離技術主要有微濾、超濾、納濾以及反滲透等類型，是由具有攔截能力制成的特殊類型多孔材料膜實現有效清除采油廠污水中多種類型雜質。因產生離心力程度的不同，又可分為旋流分離器以及離心分離器兩種。相比離心分離器，旋流分離器因其性能較好、質量較輕、較為方便等特點，被廣泛應用在采油廠污水處理中。該技術目前已經取得突破性進展，已從實驗室逐漸應用到實踐中[1]。

2.2 化學方法

在采油廠處理污水期間，若單獨使用化學或者物理法難以完全去除污水中的溶解性雜質、膠性物質以及油廢水乳化油，可采用混凝劑沉淀方法、轉化法、化學中和法等方式進行處理[2]。根據相關研究發現，化學方法處理油田廢水是最有效的方式之一，主要有緩蝕劑、殺菌劑、絮凝劑以及阻垢劑等化學方法，其中能將油田廢水中的微毒物質或者讓有毒物質轉化為容易被水分解狀態。氧化方法主要分為電解、化學以及光化學等三種類型。

通過選用不同類型的氧化劑，可進一步分解在油田廢水中的有害物質，從而實現凈化廢水目的。電解法是在油田污水中插入正負電極，通上電流，讓油田廢水中油以及一些污染物在氧化物質或者氧化作用下發生化學氧化反應，從而達到減少廢水中污染物目的。

另外還有物理化學結合法處理油田廢水污水技術，如吸附法和氣浮法，其中吸附法是將化學性質不明顯的并帶有一定油液吸附性的材料進行污水處理，常見的材料為活性炭。雖然活性炭的吸附性較強，但是其造價較高，而采用吸附法處理廢水的過程中吸附材料的使用量比較大，不適宜大規模使用，但是在對采油廠廢水進行深度處理時可以使用活性炭。氣浮法的工作原理主要是將氣體利用微小氣泡的方法打入到廢水中，這些微小氣泡在廢水中吸附一些油性粒子，這樣微小氣泡在上浮的過程中就可以將油性粒子帶至廢水表面，然后將其與廢水進行分離，實現污水處理。在采油廠污水處理工作中，為了增加氣浮法的工作效率，經常會使用一些懸浮劑來增加其效果，并且能夠增加微小氣泡與膠性物質的結合度。

2.3 生物處理法

在采油廠處理污水期間，也可利用生物處理方式進行污水處理。生物處理污水工藝主要是利用微生物具備的分解作用，將采油廠廢水中的有害物質進行分解，并將有害物質轉化為無毒物質，充分發揮生物處理污水工藝實際作用。有厭氧生物處理污水工藝、好氧污水處理工藝兩種組成生物污水處理法。厭氧法污水處理技術主要是在采油廠污水中注入相應規格的厭氧生物菌，生物菌利用自身能力將污水中有機物質進行降解，并將其轉換為水、二氧化碳等。

好氧污水處理技術主要是在污水中使氧含量達到相應標準時投入使用，污水中有機物轉化為二氧化碳、水以及NO3等。微生物在廢水中將大分子有機物通過酶的作用進行降解，從而將分子結構中的自由能釋放出來，然后將自由能轉變為生物能物質，微生物利用三磷酸腺苷進行生物合成反應，從而實現菌種群落的擴大。而在這過程中，可以將廢水中的膠態或者溶解態的大分子有機物轉化為無害物質，從而實現污水治理的效果。

3 污水處理試劑類型

3.1 緩蝕殺菌劑

在油田開采企業中，所排出的油田廢水中含有一定量的細菌以及微生物，若不能對污水進行及時處理，會嚴重破壞當地生態以及環境，會損傷當地生物鏈，對動植物生存帶來影響，也會直接影響到人們身體健康。與此同時，由于污水中所含有的微生物以及細菌較多，在自然因素以及化學因素影響下，會產生很多有害氣體，給當地生態環境帶來很大的影響。因此，采用殺菌劑對污水進行處理，可將污水中含有的細菌以及微生物消滅干凈，并且可以根據不同菌種類型使用針對性的殺菌劑，可以將油田廢水對環境影響降到最低。

3.2 絮凝劑

絮凝劑可分為有機、無機、復合絮凝劑這三種類型。絮凝劑的主要作用可分為沉降、凝結、架橋等。在油田污水處理中應用絮凝劑，可使絮體雜質等下沉到沉降區底部，從而達到清理污水效果形成清澈水質的作用。架橋作用則是通過高聚物與膠粒通過吸附作用進行橋梁連接。高聚物分子因其具備較強線性結構讓其能夠與膠粒結合產生化學基團，并且二者通過化學反應互相依附凝結，高聚物另一部分分子與溶液之中膠性粒子也進行依附，從而具備較強聚合效果。凝結效果則因為膠性粒子對一些負號粒子有著一定的吸附作用，在這種效果作用下可以中和其部分電荷，有效減少靜電排斥力，可以與其余不同顆粒互相依附并形成顆粒物絮體作用，達到油田廢水處理效果。

3.3 阻垢劑

在油田企業運行過程中，產生油田廢水之后其內含有眾多種類不溶性雜質。進行油田廢水處理時，常常發生結垢現象，這些污垢存在金屬設備表面并進行累計，積累到一定程度甚至會影響到油田正常生產和運行。在油田注水設備中，因為結垢情況產生的問題比較常見，金屬管道結垢以后其整體運輸水量明顯減少、消耗能量明顯增加、結垢表面損害程度加劇，嚴重時甚至會影響設備正常運行，讓油井使用周期大大縮短，會增加企業正常運行成本，影響企業發展。

阻垢藥劑是具有能分散水中的難溶性無機鹽、阻止或干擾難溶性無機鹽在金屬表面的沉淀、結垢功能，并且能進一步防止爆管，維持金屬設備有良好的傳熱效果的一類藥劑。阻垢劑可分為天然阻垢劑、合成阻垢劑兩種。而合成阻垢劑又可以分為有機磷酸鹽阻垢劑、綠色阻垢劑、有機物阻垢劑等類型。有機磷酸鹽類型阻垢劑能有效將油田企業污水中的鈣、鎂等離子結合并進行分解，使用化學反應將污垢中的碳酸鹽離子分解，將結晶碳酸鈣分子結構轉變為不能有效結合的分子結構，從而有效扼制晶體的生長和擴散，并且慢慢將其打散分解。天然阻垢劑的組成成分主要是淀粉、纖維素等，天然阻垢劑形成范圍較廣，但是有效阻斷結垢效果一般，效率較低，逐漸被合成阻垢劑所代替。

4 案例分析

4.1 項目概況

吳起采油廠油溝聯合站于2007 年投入運行污水處理系統，采出水主要是延10 層原油和長4 采出水，并設計采出水處理能力為1 000 m3/d，但根據相關研究發現，目前實際處理量為650 m3/d 左右。目前，該采油廠聯合站采出水處理后外輸送至17 號注水站進行回注，進行站內回注，采取PVC 材質制作采集出流程管線。

4.2 油溝聯合站水質波動情況及解決措施

在油溝聯合站正常運行期間，可能存在著來水發黑，含油量較少情況。出現這一問題主要原因在于水中細菌、泥沙含量較高。因此，工作人員需進行混凝實驗小樣觀察，并且相應加大藥劑比例，同時觀察各個端口實際情況：(1)過濾前水質較好，過濾之后水發蒙不透亮，這主要原因在于過濾罐可能長時間沒有清洗，導致管內細菌增生。需提高反洗頻率，延長反洗時間，在特殊情況下，進行開罐檢查。(2) 過濾后水質發黃，出現黃色絮體，這主要原因在于采油廠污水處理時間過短，導致大量懸浮物顆粒沒充分沉降。除復合混凝劑之外，也需加強其余藥劑增加量，并且提供過濾罐反洗力度，定期觀察水樣實際情況，以便及時相應調整。(3)經過過濾之后水質較好，但是當放置一段時間之后，水質逐漸發黃，并且有黃色絮體。這主要原因在于絮體內可能含有Fe2+離子。也可能出現Fe3+需要持續增加復合混凝劑藥量，但是工作人員應監控實際情況，以免投入混凝劑過量。

4.3 提供精細化管控力度

針對吳起采油廠油溝聯合站處理難度逐漸加大情況，需提高對污水處理站管控力度，設置污水治理達標管理部門，不斷優化以及改進污水處理指標考核制度，并制定相應工作標準，實現從污水站來水，直至外輸污水水質達標，從而讓污水處理環節都能按操作標準及具體參數進行。同時，強化監管力度，可采取月度檢查、季度評比方式。同時制定污水處理獎懲制度，對于表現較為優秀的員工可給予物質和精神方面獎勵。部分污水處理廠在處理期間，可能因為缺少相應過濾設備，導致控制懸浮物相對困難，可提高對清砂和排泥力度，有助于提升排泥效率，并且定期對排泥設施進行維護和保養，有助于提升回收水質質量，并確保各環節回收指標平穩。此外，因為藥劑本身可能具有一定腐蝕性，導致經過多年運行之后，各加藥系統存在一定腐蝕問題，可能導致藥劑泵損壞，管線穿孔現象較為嚴重。因此，需要定期更換藥劑泵損壞部件。

5 結語

綜上所述，技術創新和發展對油田污水處理水平提出更高的要求。以吳起采油廠油溝聯合站為例，分析油污處理現狀，以及影響處理污水水平主要因素。同時依據企業自身油田污水不同，選擇相應化學技術、物理技術以及生物技術等多種類型處理方式，有助于提升污水處理水平，減少對當地生態環境造成的破壞以及影響，提升企業經濟效益，促進企業可持續發展。