油田采油廢水處理技術應用及研究進展

王凱 馮彥明 孫莉 龍清玉

摘要：在實際處理采油廢水過程中，各油田應結合自身情況，同時考慮運行成本、工藝可行性、出水水質等因素，選擇最佳的組合工藝。并且不斷地發展新的處理技術以優化組合工藝，保證更加科學高效地提升油田采油廢水的處理效率，最大程度地減少對生態環境的污染。

關鍵詞：油田;采油;廢水處理技術

隨著對油田開采規模的不斷擴大，開采油田污水也在不斷增多，人們對油田采油廢水有許多種處理的方法，但是，油田采油廢水的處理方法仍需要相關工作人員進一步努力，不斷地對其進行完善與更新，達到低污染、低成本處理油田采油廢水的效果。

一、油田采油廢水成因

現階段我國陸上油田基本都采用注水開發方式，這種方法操作較為簡便，但會對環境造成污染。注水開采方式是向地層注入高壓水，高壓水進入地層后會驅動原油使原油從油井中被開采出來。在經過了一段時間注水后，注入水將隨原油一起被采出，隨著開發時間延長，采出原油含水率將不斷上升，油田原油在外輸或外運之前要求必須將水脫出，合格原油允許含水率為0.5%以下。

例如我國的大慶油田的綜合含水率已接近90%。原油脫水后就會產生大量的廢水。隨著油田的持續開采，油田廢水的產生量也相應地增加，廢水的性質及組成成分也越來越復雜，假如廢水不經任何處理直接排入天然水體，勢必引起水體的嚴重污染。水體被污染后，會導致水的顏色的改變、混濁、散發著難聞的氣體，某些生物種群的減少或死亡，另一生物種群的出現和劇增等現象。這些廢水也會成為微生物的營養源，使有機物分解而被消化。分解過程中消耗水中大量的溶解氧，一旦水體中氧氣補給不足;則將使氧化作用停止，進而阻礙空氣進入水體。如這些廢水直接排入土壤會引起土壤鹽漬化，土壤會變得越來越脆弱無法耕種。油田廢水不僅有害于水的利用，而且油在水面形成油膜后，影響氧氣的進入，對生物造成危害，漂浮在水面上的油膜還容易填塞魚的鰓部，使魚窒息;漂浮在水面上的油層，還可隨水流和風的影響，可以擴散很遠，致使海灘變壞、休養地、風景區被破壞，鳥類生活也遭到危害。

二、目前國內外常見的采油廢水處理技術

1化學法

化學法主要包括混凝法和化學氧化法兩大類。混凝法通常是在廢水中加入混凝劑，這種方法的原理是利用膠體粒子表面電荷作用，來減小互相之間的作用力，而失去穩定性的膠體粒子會聚集在一起，體積慢慢增大，由于這些膠體一般由很大的表面積，可以將污水中的懸浮物、可溶性污染物除去。混凝法的主要特點是，使用pH值范圍較寬，試劑用量較少和處理效率較高。

化學氧化法的原理主要是依靠氧化還原反應，將廢水中的有機物分解成易降解的小分子無機物和有機物，這種方法可以和其他方法一起使用，也可以單獨使用。當前高級氧化工藝已作為一項新興的污水處理技術，在油田污水處理中得到了較好的推廣。具體說來氧化技術可以細分為以下幾種：NaClO氧化法、Fenton氧化法、O3氧化法、濕式氧化法和其他的氧化方法。

2物理法

物理法主要包括重力分離技術和粗粒化技術。其中，重力分離技術根據油和水的不同物理特性，將浮游、乳化油以及分散油從廢水中除去，主要的分離技術有離心法、自然沉降法、水力旋流法等。重力分離技術的運行費用較低、效果穩定且易管理，對廢水有很強的適應性，主要應用在油田廢水的處理中。但是，該方法也有一個很大的缺點，就是自動化程度低，若廢水的處理量很大時，需要較多的設備。

粗粒化技術則主要通過聚結、碰撞、截流、附著等作用，不斷增大油類的粒徑，最終將其捕獲而去除，這一過程是在粗粒化裝置中實現的，一般，粗粒化設備都較小，操作也較為簡單，可用來去除采油廢水中分散油和乳化油。對于過濾技術來說，我們在油田上主要采用的是壓力式過濾器和重力式過濾器，這兩種過濾器的過濾速度都很高，而且可以用來處理多種含油廢水，針對我國的油田廢水處理問題，壓力式過濾器更加適合，重力式過濾器的效果稍差，現在已經基本不再使用。

3物理化學法

物理化學法可分為電解法、吸附法以及離子交換軟化法。其中，電解法又包括電解氣浮法和電解絮凝法。電解氣浮法主要根據電解水產生的氧氣和氫氣氣泡的氣浮作用，進而去除廢水中的油類和懸浮物，由于這些氣泡的體積小、數量多，可用于廢水的回注處理。后者方法則是通過外加電壓的作用，金屬電極在被氧化時，會釋放出大量的金屬離子，這些金屬離子又能發生水解作用，生成具有混凝和絮凝作用的膠體，進而將廢水中的懸浮顆粒物和細小微粒去除，改善廢水的水質。

吸附法一般指廢水中的油類和溶解性有機物，易被親油性的材料吸附在材料表面和空隙中。常用的吸油材料，除了活性炭之外，還有煤炭、石英砂、陶粒、木屑、吸油氈以及吸附樹脂等。活性炭的吸附容量較為有限，且成本很高、再生困難，因此有被其他吸附材料逐漸取代的趨勢。

離子交換軟化法主要是利用水中的鈣鎂離子，與樹脂進行離子交換，進而降低兩者的離子濃度，最終達到軟化水質的目的。目前，我國所研究的離子交換軟化技術，主要是用來軟化稠油開采區的采出水，從而可以使廢水達到注氣用水的標準。國內目前有油田已應用了離子交換軟化技術，但是由于該項技術還不夠成熟，處理成本也很高，所以在我國一直未能得到廣泛的應用。

4生物法

生物法主要是根據微生物的生長代謝作用，達到分解和轉化有機物的目的。目前，針對含油廢水處理的方法主要有：活性污泥法、曝氣生物法、接觸氧化法、氧化塘法、厭氧生物法、生物強化法等。生物法作為一項經濟且易管理的方法，已在油田中得到了廣泛應用。

5水質改性技術

在油田廢水處理中，利用水質改性技術就是在油田廢水中投入石灰乳，因為石灰乳呈堿性，可以使采油廢水pH值升高，除去一些油田采油廢水中的有害離子，之后在利用部分離子絮凝沉淀對油田采油廢水做進一步的處理，可以減小采油廢水的腐蝕性，達到水質凈化的目的。一些油田在處理采油廢水時采用水質改善技術，不僅保障了廢水處理后的水質，還避免了污水對管線的腐蝕。

總結：

油田采油廢水的危害是十分巨大的，不僅對水、空氣、土壤等造成危害，更會造成物種多樣性的減少，造成大量物種滅絕，假如油田采油廢水進入到地下水組織，污染到人類所引用的水那將會嚴重危害人類健康，造成多種嚴重疾病。我們在注重開發資源的同時也應該注意保護環境，不能“走先污染后治理”的老路，應該時時注意到環境的保護。

參考文獻

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