油田污水處理面臨的問題及處理技術(shù)探討

邵立豐 翟海鷗

摘要：水是人類賴以生存的重要資源，隨著我國工業(yè)的快速發(fā)展和人口的快速增長，對水資源的需求也急劇增加，部分地區(qū)水資源短缺問題明顯。與此同時(shí)，隨著人們對生活質(zhì)量要求的不斷提升，對環(huán)境保護(hù)意識(shí)的不斷增強(qiáng)，對于污水排放有了更加嚴(yán)格要求。油田污水處理技術(shù)在油田持續(xù)開發(fā)、保護(hù)環(huán)境等方面發(fā)揮著重要作用。油田污水處理后用于回注，不僅可以對污水中的原油進(jìn)行回收，同時(shí)可實(shí)現(xiàn)水資源循環(huán)利用、減少環(huán)境污染，且為注水開采提供了充足注水水源、節(jié)約了大量的水資源，帶來了顯著的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞：油田污水處理；問題；處理技術(shù)

中圖分類號(hào)：TU125 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-3178（2018）20-0340-01

1 油田污水處理技術(shù)現(xiàn)狀

不同油田污水因其開采方式、原油特性、地質(zhì)等條件不同，其具有的水質(zhì)特性也有所差異，且回注水的水質(zhì)指標(biāo)要求也不同，導(dǎo)致所采用的處理工藝也會(huì)不同。常見的油田污水處理工藝流程可分為常規(guī)污水處理流程、深度污水處理流程、聚驅(qū)污水處理流程和三元污水處理流程等4大類。

常規(guī)污水處理流程主要采用三段（除油→沉降→過濾）或兩段（除油→過濾）處理工藝流程。深度污水處理流程是在常規(guī)污水處理流程的基礎(chǔ)上，采用兩級(jí)過濾處理工藝流程。常規(guī)污水處理流程和深度污水處理流程在水驅(qū)采出水處理系統(tǒng)中，獲得廣泛應(yīng)用和認(rèn)可。因聚驅(qū)采油和三元復(fù)合驅(qū)采油是油田三次開采所采用的新技術(shù)，其采出水處理流程仍然以三段處理技術(shù)流程為主，也是目前油田水處理領(lǐng)域面臨的新課題。

在各處理工藝流程中，主要的處理指標(biāo)是油和懸浮物，因此在處理過程中的關(guān)鍵技術(shù)是除油技術(shù)和過濾技術(shù)。

除油技術(shù)和過濾技術(shù)都是基于物理法的分離的原理，針對處理指標(biāo)的不同物理特性，而采取不同的處理方式。除油技術(shù)是根據(jù)油水密度的不同，分離污水中油。常用的除油技術(shù)包括自然除油、斜板除油、粗粒化除油和壓力除油罐。過濾技術(shù)是利用過濾介質(zhì)截留污水中的油和懸浮物，完成污水中的油、懸浮物與水的分離。常用的過濾介質(zhì)為石英砂、磁鐵礦、無煙煤、纖維球及核桃殼等。

2 油田污水處理面臨的問題

2.1 稠油污水處理難度大

由于稠油黏度高，開采難度大，為了降低稠油黏度，通常在稠油開采時(shí)向地層中注入高壓蒸汽，產(chǎn)生的稠油開采廢水通過污水處理裝置后進(jìn)行鍋爐回用，水質(zhì)達(dá)到回水水質(zhì)要求后，通過熱采鍋爐進(jìn)行熱采驅(qū)油。由于稠油污水含油量較高（大于1000mg/L），處理起來非常困難，很難達(dá)到回水水質(zhì)要求。此外，由于油田污水中含有Si O2且水硬度較高，污水處理技術(shù)作用有限，使得稠油污水處理更加困難。

2.2 聚合物驅(qū)廢水處理難度大

由于油田進(jìn)入開發(fā)中晚期，原油開采難度增大，三次采油技術(shù)普遍使用聚合物驅(qū)油，聚合物能夠改變注水性質(zhì)，起到較好的驅(qū)油效果，但聚合物中高分子聚丙稀酰胺等物質(zhì)使得污水黏度增大，乳化油變得更加穩(wěn)定，給油水分離增加了難度。

2.3 低滲透油田污水處理難度大

我國低滲透油田占有較大比例，低滲透油田儲(chǔ)層孔隙度不高、滲透率低，在原油開采過程中為了不堵塞開采底層，且保持儲(chǔ)層滲透性，對回注水有著嚴(yán)格要求，通常要求水中顆粒直徑小于0.5μm，回注水濾膜系數(shù)大于25，鑒于此，低滲透油田注水通常采用清水，當(dāng)前常規(guī)污水處理技術(shù)很難達(dá)到回注水要求，這也是低滲透油田污水處理面臨的難題。

3 油田污水處理技術(shù)

3.1 物理技術(shù)

3.1.1 膜分離技術(shù)

膜分離技術(shù)是利用選擇透過性分子膜，利用液-液分散體系中兩相與固體膜表面親和力的差異，達(dá)到將污水中物質(zhì)分離的目的。膜分離法主要包括超濾、微濾、納濾及反滲透等，主要分離廢水中乳化油和溶解油。由于膜分離法處理效果好、設(shè)備簡單，越來越受到歡迎，因此加大了技術(shù)研究，膜生物反應(yīng)器、膜法聯(lián)合處理工藝等技術(shù)相繼問世，在油田污水處理中取得了較好的應(yīng)用效果。膜分離法也存在諸如膜污染嚴(yán)重、不易清洗、使用成本高等問題。

3.1.2 吸附分離技術(shù)

吸附法使用多孔吸附劑，依靠吸附劑較大的比面積，吸附污水中的溶解油和其它溶解性有機(jī)物，達(dá)到清潔污水的效果，能夠?qū)ξ鬯M(jìn)行深度處理。吸附劑最常用的是活性炭，使用活性炭的缺點(diǎn)是成本高，且吸附容量有限，回收利用困難。因此，需要研制高效、經(jīng)濟(jì)的吸附劑，提高污水處理效果。

3.1.3 氣浮法分離技術(shù)

氣浮法分離技術(shù)是向油田污水中通入空氣或其它氣體，在水中產(chǎn)生細(xì)小氣泡，污水中的油珠或固體顆粒會(huì)吸附在氣泡上，隨氣泡上升浮出水面，形成浮渣，然后使用撇油器將浮渣清除掉，達(dá)到凈化污水的效果。氣浮法主要去除顆粒直徑在10到60μm的乳化油、分散油或懸浮固體顆粒物等。現(xiàn)階段對氣浮法研究主要集中在氣浮裝置的革新及與其它污水處理方法聯(lián)用上。

3.1.4 重力分離法

重力分離法是根據(jù)原油和水的密度差異及不相容的特性進(jìn)行分離的，該方法主要能夠清除油田污水中粒徑大于60μm的分散油、浮油及大的固體顆粒，不能清除污水中的乳化油?，F(xiàn)階段對重力分離法的研究主要集中在分離設(shè)備的改進(jìn)及與其它分離技術(shù)結(jié)合使用上，以達(dá)到提高分離的效果。

3.2 化學(xué)法分離技術(shù)

3.2.1 水解酸化法分離技術(shù)

水解酸化法使用水解菌，能夠使污水中大分子有機(jī)物發(fā)生開環(huán)裂解或斷鏈，使大分子有機(jī)物降解為小分子有機(jī)物，減少后續(xù)處理措施的難度。水解酸化法常與生化法結(jié)合使用，形成水解酸化-生化處理工藝，能夠達(dá)到較為理想的處理效果。

3.2.2 化學(xué)氧化法分離技術(shù)

化學(xué)氧化法分離技術(shù)通過使用化學(xué)催化劑，通過氧化作用將污水中溶解態(tài)的無機(jī)物或有機(jī)物轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定狀態(tài)或易與水分離的狀態(tài)，以提高其可生化性?；瘜W(xué)氧化法常與其它分離方法聯(lián)用或作為其它處理方法的預(yù)處理技術(shù)。目前常用的化學(xué)氧化法主要有UV/O3氧化法、臭氧法、UV/H2O2氧化法等。

3.2.3 化學(xué)絮凝法分離技術(shù)

化學(xué)絮凝法在油田污水處理中應(yīng)用較為普遍，常用的絮凝劑有無機(jī)絮凝劑、有機(jī)絮凝劑、復(fù)合絮凝劑等。其中無機(jī)絮凝劑使用量大、浮渣量、含水率高。有機(jī)絮凝劑絮凝能力強(qiáng)、使用量少、效率高，缺點(diǎn)是藥劑費(fèi)用昂貴，且部分有機(jī)絮凝劑使用過程中會(huì)產(chǎn)生有毒有害物質(zhì)，使其應(yīng)用受到限制，需要進(jìn)一步加強(qiáng)研究。

3.3 生化法分離技術(shù)

生化法分離技術(shù)是利用微生物的生物化學(xué)特性，將廢水中有機(jī)物轉(zhuǎn)化為生物體內(nèi)有機(jī)成分或增值成新的成分，剩余部分則被微生物分解為簡單的無機(jī)或有機(jī)物，達(dá)到凈化廢水的效果。生化法適用于油田廢水中含油量低于30mg/L、含有其它需要生物降解的物質(zhì)的情況，常和其它污水處理技術(shù)聯(lián)用，經(jīng)常使用的生物化學(xué)法有生物濾池法、接觸氧化法、生物膜法等，生物法使用效率高、成本低，但占地面積大、運(yùn)行費(fèi)用高，在油田污水處理中應(yīng)用受到一定限制。

4 結(jié)束語

現(xiàn)在我們大部分油田已進(jìn)入油田三次開采階段，油田污水處理難度也隨之加大。通過不斷改造油田水處理技術(shù)和開發(fā)研究的新的油田水處理技術(shù)，是解決油田污水處理問題和滿足油田水處理發(fā)展要求的有效手段，也是今后油田水處理技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵。

參考文獻(xiàn)

[1]魯雪梅.淺析油田污水處理新技術(shù)在低滲透油田中的應(yīng)用[J].中國石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2017，37（06）：100-101.