油田污水處理技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)

付君君(吉林油田公司勘察設(shè)計(jì)院)

一、油田污水的特性

油田污水成分比較復(fù)雜，是一種以水為主體集溶解氣體、鹽類、固體雜質(zhì)、油類懸浮體、有機(jī)物為一體的復(fù)雜混合物。具有含油量高、懸浮物高、礦化度較高等特點(diǎn)。高含油量的污水，回注容易堵塞地層，外排會(huì)造成油污染，對(duì)當(dāng)?shù)氐淖匀画h(huán)境造成破壞；高礦化度會(huì)加速腐蝕，并給污水生化處理帶來(lái)困難；油田污水中含有大量的硫酸鹽離子，這會(huì)給細(xì)菌的繁殖提供良好條件，而細(xì)菌的大量繁殖會(huì)腐蝕管線，嚴(yán)重的甚至?xí)斐晒芫€的堵塞，而且其中含有的高分子有機(jī)聚合物會(huì)使水質(zhì)惡化，形成污水，增大凈化的難度。此外，由于油田采出水中的懸浮物含量高，顆粒微小，容易造成地層堵塞。

二、油田污水處理面臨的新形勢(shì)

隨著聚合物驅(qū)油開(kāi)發(fā)技術(shù)進(jìn)入工業(yè)化推廣后，聚驅(qū)產(chǎn)出污水加入水驅(qū)產(chǎn)出污水系統(tǒng)，油田污水量逐漸增加。同時(shí)由于聚合物注入需要低礦化度清水，污水回注量相對(duì)減少，導(dǎo)致供水注水系統(tǒng)不平衡，造成含油污水大量剩余。面對(duì)這一新情況，各油田在開(kāi)展聚合物污水優(yōu)化調(diào)配實(shí)驗(yàn)的同時(shí)也在努力提高含油污水處理工藝水平，改善水質(zhì)，降低污水礦化度，增加油田污水回注量。

三、油田含油污水處理技術(shù)現(xiàn)狀

國(guó)內(nèi)油田采油污水中的90%以上是用于油田注水開(kāi)發(fā)，這是因?yàn)椴捎臀鬯哂休^高的表面張力和礦化度,有利于石油開(kāi)采。結(jié)合油田污水的特點(diǎn)和聚合物驅(qū)油的開(kāi)發(fā)，國(guó)內(nèi)油田采用科學(xué)合理的物理和化學(xué)方法，努力提高含油污水處理工藝水平，使凈化后的污水完全達(dá)到回注水的要求。

目前國(guó)內(nèi)油田含油污水處理工藝有常規(guī)處理和深度處理兩種，對(duì)于高滲透油層，通常采用常規(guī)處理工藝，根據(jù)設(shè)備選型不同，分為重力、壓力、浮選和水力旋流四種處理工藝，其過(guò)濾工藝主要有單層或雙層濾料過(guò)濾；對(duì)于低滲透油層一般在常規(guī)處理的基礎(chǔ)上再進(jìn)行深度處理，即進(jìn)行二級(jí)或三級(jí)過(guò)濾，其過(guò)濾工藝主要有深床過(guò)濾、多層濾料過(guò)濾、精細(xì)過(guò)濾和膜過(guò)濾等。其中膜過(guò)濾技術(shù)是一門新興的分離技術(shù)，利用膜的選擇透過(guò)性進(jìn)行分離和提純，過(guò)程的推動(dòng)力是膜兩側(cè)的壓差。其試驗(yàn)和應(yīng)用結(jié)果都可以達(dá)到油田的各種特殊要求，應(yīng)用前景十分誘人。

現(xiàn)將國(guó)內(nèi)幾種常規(guī)處理工藝流程介紹如下：

1.重力式處理流程

三段式重力流程是利用油水的密度差，根據(jù)淺池理論，使油水得到分離。其核心處理構(gòu)筑物是除油罐，這是六十年代以來(lái)油田污水處理工藝中應(yīng)用最廣、數(shù)量最多的除油設(shè)備。七十年代開(kāi)始在處理罐分離區(qū)增設(shè)斜板，八十年代采用了整體水處理性好，表面負(fù)荷大的斜管體，使處理效率提高了一倍以上。目前三段式重力流程仍是國(guó)內(nèi)大多數(shù)油田污水處理的主要工藝。

三段式重力流程的特點(diǎn)：

優(yōu)點(diǎn)：適應(yīng)性強(qiáng)，耐沖擊，運(yùn)行平穩(wěn)，處理量大，管理方便，運(yùn)行費(fèi)用低。

缺點(diǎn)：停留時(shí)間長(zhǎng)(一般6小時(shí)左右)，占地面積大，耗鋼量大，投資偏高，系統(tǒng)為開(kāi)式，溶解氣對(duì)設(shè)備有腐蝕作用，使處理后的凈化水水質(zhì)變差。

2.壓力式流程

壓力除油器是消化吸收國(guó)外油田的技術(shù)，結(jié)合國(guó)內(nèi)油田污水的水質(zhì)特點(diǎn)，研制而成的集混凝、聚結(jié)、斜管沉降技術(shù)為一體的“三合一”設(shè)備。該設(shè)備體積小，除油效率高。

優(yōu)點(diǎn)：設(shè)備除油效率高，流程短，系統(tǒng)密閉，停留時(shí)間短(一般1.5小時(shí)左右)，占地面積少，設(shè)備預(yù)制化程度高，現(xiàn)場(chǎng)施工周期短，投資低。

缺點(diǎn)：適應(yīng)性、耐沖擊性比重力流程差，對(duì)原水水質(zhì)要求較嚴(yán)(含油小于1000mg/l)，否則出水水質(zhì)波動(dòng)較大，運(yùn)行費(fèi)用略高于重力流程。

3.水力旋流流程

水力旋流技術(shù)是八十年代末從國(guó)外引進(jìn)的，它的工作原理是高壓含油污水切向進(jìn)入水力旋流器內(nèi)部旋流管，作軸向螺旋流動(dòng)，在離心力作用下使密度不同的油、水得到分離，從而使污水得以凈化。該流程主要設(shè)備是水力旋流器，它是一種能實(shí)現(xiàn)油水分離的高效處理設(shè)備,能有效的提高含油污水的處理效果,有很好的應(yīng)用前景。

優(yōu)點(diǎn)：設(shè)備小型化，除油效率高，停留時(shí)間短，出水水質(zhì)較穩(wěn)定。

缺點(diǎn)：旋流器對(duì)乳化油的去除能力較差，對(duì)懸浮物的去除能力差，動(dòng)力消耗大，運(yùn)行費(fèi)用高，投資與重力流程相當(dāng)。

4.氣浮流程

氣浮處理法就是向污水中通入空氣(天然氣、氮?dú)饣蚱渌栊詺怏w)，并以微小氣泡形式從水中析出成為載體，使污水中的乳化油和分散油或微小懸浮顆粒等污染物質(zhì)粘附在氣泡上，隨氣泡一起上浮到水面，形成泡沫、氣、水、顆粒(油)三相混合體，通過(guò)收集泡沫或浮渣達(dá)到分離雜質(zhì)、凈化污水的目的。

優(yōu)點(diǎn)：氣浮裝置處理效果穩(wěn)定、耐腐蝕，受原水波動(dòng)影響較小；整個(gè)處理過(guò)程全自動(dòng)化操作，提高了管理水平；具有完善的排渣、排泥系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了污泥減量化；

缺點(diǎn)：投資及運(yùn)行費(fèi)用略高，占地面積大，藥劑用量大。

四、油田污水處理技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

油田污水處理技術(shù)的發(fā)展方向是發(fā)揮好油田現(xiàn)有水處理設(shè)施，對(duì)今后新建的水處理裝置應(yīng)優(yōu)先應(yīng)用高效水處理技術(shù)和設(shè)備，并在以下幾方面對(duì)水處理技術(shù)展開(kāi)科研攻關(guān)。

1.開(kāi)發(fā)研究高效的污水深度處理技術(shù)。如膜材料，要在耐油污染、易清洗、高強(qiáng)度、高通量、使用壽命長(zhǎng)等方面展開(kāi)科研攻關(guān)；如濾料，要在吸附力強(qiáng)、能有效截留細(xì)小懸浮顆粒、易于再生方面展開(kāi)科研攻關(guān)。

2.開(kāi)發(fā)高效的油田水處理藥劑。利用物理及化學(xué)方法使污水由原來(lái)的相對(duì)不易發(fā)生聚并及分離的穩(wěn)態(tài)，達(dá)到易于聚并和分離狀態(tài)，提高現(xiàn)有除油設(shè)備的處理效率。

3.開(kāi)發(fā)高效破乳能力的材料,改變材料的空間設(shè)置結(jié)構(gòu)和使用多種聚結(jié)材料一起處理污水,從而使聚結(jié)性能進(jìn)一步的提高。

4.開(kāi)發(fā)高效節(jié)能的污水處理工藝，降低投資和運(yùn)行成本。

[1]陳國(guó)華.水體油污染治理.2002.