油田污水處理技術現狀及發展趨勢

付君君(吉林油田公司勘察設計院)

一、油田污水的特性

油田污水成分比較復雜，是一種以水為主體集溶解氣體、鹽類、固體雜質、油類懸浮體、有機物為一體的復雜混合物。具有含油量高、懸浮物高、礦化度較高等特點。高含油量的污水，回注容易堵塞地層，外排會造成油污染，對當地的自然環境造成破壞；高礦化度會加速腐蝕，并給污水生化處理帶來困難；油田污水中含有大量的硫酸鹽離子，這會給細菌的繁殖提供良好條件，而細菌的大量繁殖會腐蝕管線，嚴重的甚至會造成管線的堵塞，而且其中含有的高分子有機聚合物會使水質惡化，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

隨著聚合物驅油開發技術進入工業化推廣后，聚驅產出污水加入水驅產出污水系統，油田污水量逐漸增加。同時由于聚合物注入需要低礦化度清水，污水回注量相對減少，導致供水注水系統不平衡，造成含油污水大量剩余。面對這一新情況，各油田在開展聚合物污水優化調配實驗的同時也在努力提高含油污水處理工藝水平，改善水質，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現狀

國內油田采油污水中的90%以上是用于油田注水開發，這是因為采油污水具有較高的表面張力和礦化度,有利于石油開采。結合油田污水的特點和聚合物驅油的開發，國內油田采用科學合理的物理和化學方法，努力提高含油污水處理工藝水平，使凈化后的污水完全達到回注水的要求。

目前國內油田含油污水處理工藝有常規處理和深度處理兩種，對于高滲透油層，通常采用常規處理工藝，根據設備選型不同，分為重力、壓力、浮選和水力旋流四種處理工藝，其過濾工藝主要有單層或雙層濾料過濾；對于低滲透油層一般在常規處理的基礎上再進行深度處理，即進行二級或三級過濾，其過濾工藝主要有深床過濾、多層濾料過濾、精細過濾和膜過濾等。其中膜過濾技術是一門新興的分離技術，利用膜的選擇透過性進行分離和提純，過程的推動力是膜兩側的壓差。其試驗和應用結果都可以達到油田的各種特殊要求，應用前景十分誘人。

現將國內幾種常規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，根據淺池理論，使油水得到分離。其核心處理構筑物是除油罐，這是六十年代以來油田污水處理工藝中應用最廣、數量最多的除油設備。七十年代開始在處理罐分離區增設斜板，八十年代采用了整體水處理性好，表面負荷大的斜管體，使處理效率提高了一倍以上。目前三段式重力流程仍是國內大多數油田污水處理的主要工藝。

三段式重力流程的特點：

優點：適應性強，耐沖擊，運行平穩，處理量大，管理方便，運行費用低。

缺點：停留時間長(一般6小時左右)，占地面積大，耗鋼量大，投資偏高，系統為開式，溶解氣對設備有腐蝕作用，使處理后的凈化水水質變差。

2.壓力式流程

壓力除油器是消化吸收國外油田的技術，結合國內油田污水的水質特點，研制而成的集混凝、聚結、斜管沉降技術為一體的“三合一”設備。該設備體積小，除油效率高。

優點：設備除油效率高，流程短，系統密閉，停留時間短(一般1.5小時左右)，占地面積少，設備預制化程度高，現場施工周期短，投資低。

缺點：適應性、耐沖擊性比重力流程差，對原水水質要求較嚴(含油小于1000mg/l)，否則出水水質波動較大，運行費用略高于重力流程。

3.水力旋流流程

水力旋流技術是八十年代末從國外引進的，它的工作原理是高壓含油污水切向進入水力旋流器內部旋流管，作軸向螺旋流動，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。該流程主要設備是水力旋流器，它是一種能實現油水分離的高效處理設備,能有效的提高含油污水的處理效果,有很好的應用前景。

優點：設備小型化，除油效率高，停留時間短，出水水質較穩定。

缺點：旋流器對乳化油的去除能力較差，對懸浮物的去除能力差，動力消耗大，運行費用高，投資與重力流程相當。

4.氣浮流程

氣浮處理法就是向污水中通入空氣(天然氣、氮氣或其它惰性氣體)，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，通過收集泡沫或浮渣達到分離雜質、凈化污水的目的。

優點：氣浮裝置處理效果穩定、耐腐蝕，受原水波動影響較小；整個處理過程全自動化操作，提高了管理水平；具有完善的排渣、排泥系統，實現了污泥減量化；

缺點：投資及運行費用略高，占地面積大，藥劑用量大。

四、油田污水處理技術的發展趨勢

油田污水處理技術的發展方向是發揮好油田現有水處理設施，對今后新建的水處理裝置應優先應用高效水處理技術和設備，并在以下幾方面對水處理技術展開科研攻關。

1.開發研究高效的污水深度處理技術。如膜材料，要在耐油污染、易清洗、高強度、高通量、使用壽命長等方面展開科研攻關；如濾料，要在吸附力強、能有效截留細小懸浮顆粒、易于再生方面展開科研攻關。

2.開發高效的油田水處理藥劑。利用物理及化學方法使污水由原來的相對不易發生聚并及分離的穩態，達到易于聚并和分離狀態，提高現有除油設備的處理效率。

3.開發高效破乳能力的材料,改變材料的空間設置結構和使用多種聚結材料一起處理污水,從而使聚結性能進一步的提高。

4.開發高效節能的污水處理工藝，降低投資和運行成本。

[1]陳國華.水體油污染治理.2002.