油田含油污水處理技術(shù)

摘 要：目前，我國(guó)大部分油田已進(jìn)入石油開采的中期和后期，原油含水率達(dá)70%～80%，有的油田甚至高達(dá)90%。油水分離產(chǎn)生大量的含油污水，如不經(jīng)處理直接排放，會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染，嚴(yán)重時(shí)將威脅人們的生命安全，造成經(jīng)濟(jì)損失。因此，開發(fā)適合我國(guó)油田實(shí)際情況的高效經(jīng)濟(jì)的污水處理及回收技術(shù)，已成為油田污水處理站改造和新建的重要問題。

關(guān)鍵詞：含油污水；可浮油；乳化油；溶解油；處理方法

中圖分類號(hào)：C93 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1000-8772（2012）09-0161-02

1 油在廢水中的存在形態(tài)

含油廢水中的油通常有以下三種形態(tài)：

（1）呈懸浮狀態(tài)的可浮油。可依靠油水比重差來分離。

（2）呈乳化狀態(tài)的乳化油。非常細(xì)小，粒徑一般在25～0.1μm，不可沉，是由于乳化油表面上有一層由乳化劑形成的穩(wěn)定膜，阻礙油滴合并。如果能消除乳化劑的作用，乳化油即可轉(zhuǎn)化為可浮油。

（3）呈溶解狀態(tài)的油。油粒直徑在0.1μm以下，甚至可小到幾納米，極難分離。

2 不同形態(tài)油的常用處理方法

2.1 可浮油的處理方法

（1）過濾法。利用顆粒介質(zhì)濾床的截留及慣性碰撞、篩分、表面黏附、聚并等機(jī)理，去除水中油分，一般用于二級(jí)處理或深度處理。常見的顆粒介質(zhì)濾料有石英砂、無煙煤、玻璃纖維、核桃殼、高分子聚合物等。過濾法設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便，投資費(fèi)用低。但隨運(yùn)行時(shí)間的增加，壓力將逐漸增大，需經(jīng)常進(jìn)行反沖洗，以保證正常運(yùn)行。該法也可用于乳化油的處理。

（2）物理隔油。常用的設(shè)備是隔油池，包括平流隔油池、斜板隔油池、波紋斜板隔油池。隔油池水面的浮油可利用集油管排出或采用撇渣機(jī)等專用機(jī)械撇出，而小隔油池可進(jìn)行人工撇油。可去除粒徑大于60μm的較大油滴和廢水中的大部分固體顆粒。該方法設(shè)備簡(jiǎn)單，運(yùn)行穩(wěn)定，適應(yīng)性強(qiáng)，安裝、管理、操作方便。但對(duì)粒徑較小的油滴和物質(zhì)去除效果較差。

2.2 乳化油的處理方法

（1）化學(xué)法。投加藥劑將廢水中的污染物成分轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì)，使廢水得到凈化的一種方法。對(duì)含油廢水主要用混凝法，即向含油廢水中加入絮凝劑，在水中水解后帶正電荷的膠團(tuán)與帶負(fù)電荷的乳化油產(chǎn)生電中和，油粒聚集，粒徑變大，同時(shí)生成絮狀物吸附細(xì)小油滴，然后通過沉降或氣浮的方法實(shí)現(xiàn)油水分離。常見的絮凝劑有聚合氯化鋁（PAC）、三氯化鐵、硫酸鋁、硫酸亞鐵等無機(jī)絮凝劑和丙烯酰胺、聚丙烯酰胺（PAM）等有機(jī)高分子絮凝劑。此法適合于靠重力沉降而不能分離的浮化狀態(tài)的油滴和其它細(xì)濾懸浮物。

（2）氣浮法。氣浮技術(shù)是國(guó)內(nèi)含油廢水處理中廣泛使用的一種水處理技術(shù)，其原理是在水中通入空氣或其它氣體產(chǎn)生微細(xì)氣泡，使水中的一些細(xì)小懸浮油珠及固體顆粒附著在氣泡上，隨氣泡一起上浮到水面形成浮渣，上浮速度可提高近千倍，從而完成固、液分離，該法的油水分離效率很高。根據(jù)產(chǎn)生氣泡的方式不同，可分為加壓溶氣浮選法、葉輪浮選和曝氣浮選法。為提高浮選效果，可再向廢水中加入無機(jī)或有機(jī)高分子絮凝劑，即為絮凝浮選法。該法已被廣泛應(yīng)用于油田廢水、石油化工廢水、食品油生產(chǎn)廢水等的處理。目前國(guó)內(nèi)外對(duì)氣浮法的研究多集中在氣浮裝置的革新、改進(jìn)以及氣浮工藝的優(yōu)化組合方面，如浮選池的結(jié)構(gòu)已由方型改為圓型，減少了死角；采用溢流堰板排除浮渣而去掉刮泥機(jī)械，此外還研究了一些新型裝置。

（3）物理除油法。利用高速離心機(jī)（轉(zhuǎn)速高于12000r/min）可分離水中的乳化油。出水的含油質(zhì)量濃高可降至20～30mg/L。由于該方法運(yùn)行能耗較高，故限制了其應(yīng)用。

（4）膜分離法。膜分離技術(shù)是20世紀(jì)開發(fā)成功的新型高效精密分離技術(shù)，它利用篩分機(jī)理，依據(jù)溶液的特性和分子的大小進(jìn)行過濾分離。水有強(qiáng)極性，油是單純的碳?xì)浠衔铮欠菢O性疏水物質(zhì)，它們常和表面活性劑等化學(xué)物質(zhì)混合，成為難以處理的油水體系。其中典型的乳化油和溶解油，油滴小，表面性質(zhì)復(fù)雜，而無機(jī)膜由于本身的物理、化學(xué)性質(zhì)，如親水性、荷電情況，使乳化油基于油滴尺寸被膜阻止。溶解油基于膜和溶質(zhì)的分子互相作用被膜阻止，從而使油水體系實(shí)現(xiàn)分離凈化。膜化處理含乳化油廢水，一般可不經(jīng)過破乳過程，直接實(shí)現(xiàn)油水分離，并且在膜法分離油水過程中，不產(chǎn)生含油污泥，濃縮液殼焚燒處理。透過流量和水質(zhì)較穩(wěn)定，不隨進(jìn)水中油濃度波動(dòng)而變化。特別適合于高濃度乳化油廢水的處理。膜分離技術(shù)具有操作簡(jiǎn)單，分離效果好，可回收油等優(yōu)點(diǎn)。但所用膜污染嚴(yán)重，不易清洗，運(yùn)行費(fèi)用較高，需要進(jìn)一步開發(fā)性能優(yōu)良的膜材料和膜污染控制技術(shù)，以降低成本。其發(fā)展趨勢(shì)是各種膜處理方法互相結(jié)合或與其他方法結(jié)合，如將超濾與微濾結(jié)合、膜分離法與電化學(xué)法相結(jié)合等，以達(dá)到最佳處理效果。

2.3 溶解油的處理方法

（1）生物法。含油廢水處理常用的是A/O厭氧好氧兩段式工程。首先廢水進(jìn)入?yún)捬醵危跓o分子態(tài)氧條件下，通過厭氧微生物（包括兼性微生物）作用，水解酸化將廢水中難降解的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為易降解的有機(jī)物，把長(zhǎng)鏈的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為短鏈的脂肪酸、醇類、醛類等簡(jiǎn)單的有機(jī)物，從而提高廢水的可生化性。廢水在厭氧菌作用下可以去除一部分的COD，同時(shí)在產(chǎn)氫及甲烷菌的作用下，部分有機(jī)物被分解轉(zhuǎn)化為氫氣、甲醛、二氧化碳等。其次廢水進(jìn)入好氧段，在充足供養(yǎng)的條件下，廢水中的脂肪酸、醇類、醛類、短鏈烴被好氧微生物氧化成為二氧化碳、水等無機(jī)物，從而降低水中的COD及含油量。為了提高反應(yīng)器內(nèi)的微生物量，可以在反應(yīng)池內(nèi)加入一些彈性填料，使池內(nèi)既有均勻分布的生物膜，又有大量的懸浮污泥，增加了反應(yīng)池內(nèi)的生物量，極大地強(qiáng)化了處理能力，增強(qiáng)了A/O的耐沖擊負(fù)荷能力。

（2）吸附法。吸附法是利用親油性材料，吸附廢水中的溶解油及其他溶解性有機(jī)物。最常用的洗油材料是活性炭，可吸附廢水中的分散油、乳化油和溶解油。該法吸附能力強(qiáng)，適用范圍廣，但是成本高，吸附劑再生困難。

3 結(jié)語

（1）上述處理方法各有優(yōu)缺點(diǎn)，具體的處理工藝還要根據(jù)含油污水的性質(zhì)、環(huán)境和經(jīng)濟(jì)的要求，選擇一種或者多種聯(lián)合使用。幾種方法聯(lián)合使用，可以盡量避免各方法的局限性，發(fā)揮各處理單元的優(yōu)勢(shì)。

（2）相比較而言，膜分離法、吸附法成本低，不造成二次污染，且材料的研發(fā)方面還有很大的空間和潛力，是以后發(fā)展的方向之一。

（3）應(yīng)加強(qiáng)除油機(jī)理的研究，改進(jìn)現(xiàn)有處理工藝的不足，開發(fā)新的處理設(shè)備，需要研發(fā)靈活移動(dòng)的含油污水處理設(shè)備，實(shí)現(xiàn)污水處理就地達(dá)標(biāo)回注。

（責(zé)任編輯：陳喜輝）