油田開采中后期的污水處理

閆方平 劉世恩 郭 紅 王 潔

1承德石油高等?？茖W(xué)校2中國石油集團東方地球物理勘探有限責(zé)任公司

油田開采中后期的污水處理

閆方平1劉世恩1郭 紅1王 潔2

1承德石油高等專科學(xué)校2中國石油集團東方地球物理勘探有限責(zé)任公司

絮凝—氣泡法處理技術(shù)是在絮凝理論的基礎(chǔ)上再使用氣泡處理技術(shù)，二者結(jié)合使用達(dá)到油田污水處理效果。綜合試驗分析可知，絮凝—氣泡法聯(lián)合處理污水效果更好。油田廢水中原油乳化程度高、分散性高、穩(wěn)定性強、不易清除，加入配備的絮凝劑，使用氣泡進行處理，提高絮體穩(wěn)定性和吸附面積，可以促進顆粒和原油吸附在絮體上，從而達(dá)到良好處理污水效果。

油田；污水；絮凝；微納氣泡；處理技術(shù)

油田污水根據(jù)油田不同地區(qū)、不同底層、不同開采方式等其含量及物質(zhì)濃度各不相同，污水成分十分復(fù)雜，包含多種有機物和無機物雜質(zhì)，含有各種油類、鹽類、添加劑等物質(zhì)?？傮w上，油田污水水質(zhì)具有一些共同性質(zhì)和特點，如固體懸浮物多、含油量高、礦化度高、含有各種無機鹽離子、容易結(jié)垢和腐蝕、細(xì)菌含量和化學(xué)需氧量（COD）較高、油田污水溫度較高。

油田污水含有多種有害物質(zhì)，對水源、土壤、人體都有較大的污染和傷害，直接回注對油藏也有較大的傷害。

1 絮凝—氣泡法污水處理技術(shù)

絮凝—氣泡法處理技術(shù)是在絮凝理論的基礎(chǔ)上再使用氣泡處理技術(shù)，二者結(jié)合使用達(dá)到油田污水處理效果。絮凝技術(shù)是指根據(jù)油田污水成分和性質(zhì)特征配備對應(yīng)的絮凝溶劑，通過反應(yīng)或結(jié)合效應(yīng)將污水中的顆粒、油污、膠體等形成絮狀物沉淀的物質(zhì)，然后進行分離清除。氣泡處理技術(shù)是利用微納氣泡，其直徑＜50μm，在水中上浮速度慢、停留時間長，破裂時產(chǎn)生的·OH自由基可以吸附油滴、懸浮顆粒等，能處理污水中的有害有機物。絮凝—氣泡法處理技術(shù)可以對油田污水進行充分處理，回收再利用。

2 試驗原理及方法

選取某油田污水作為試驗對象，配備相應(yīng)的絮凝劑，準(zhǔn)備有效的微納氣泡發(fā)生器，試驗原理及方法如下：

（1）選取某油田污水樣品，對其污水水質(zhì)進行分析。從分析結(jié)果中可以看出，污水中的Ca2+、Mg2+含量比較高，礦化度、含油量、固體懸浮物含量都較高，pH呈弱堿性。

（2）配備絮凝劑PFSS。取定量Na2SiO3·9H2O于容器中并加入相應(yīng)的去離子水，溶解后在攪拌作用下加入硫酸溶液，控制整體pH值為1.5左右。再將溶液放入40℃的恒溫條件下，加入一定比例的FeSO4·7H2O，同時加入一定量的氧化劑NaClO3，混合均勻后稀釋到濃度為10 g/L，即得到絮凝劑溶液。

（3）單獨進行絮凝試驗和氣泡處理試驗。對油田污水單獨進行絮凝處理試驗和氣泡處理試驗，對試驗結(jié)果進行分析和記錄，以便與絮凝—氣泡法處理試驗結(jié)果進行對比，容易得出結(jié)果并分析。

（4）絮凝—氣泡法處理污水。取5 L油田污水于氣泡發(fā)生器水槽中，在快速攪拌下瞬間加入一定量的絮凝劑溶液，1min后變成慢速攪拌10min，取樣測溶液pH值、離子含量、懸浮物含量、油污含量；打開氣泡發(fā)生開關(guān)產(chǎn)生氣泡，從水槽充滿氣泡時開始計時，每30min取樣測其溶液pH值、離子含量、懸浮物含量、油污含量，同時分析配聚效果。

3 試驗分析

3.1 單一試驗結(jié)果

進行污水絮凝處理試驗時，為方便分析，取絮凝劑PFSS含量（以Fe濃度為準(zhǔn)）50和200mg/L，分兩組進行，單獨進行微納氣泡處理試驗時連續(xù)處理180min，中間記錄各項成分的變化情況數(shù)據(jù)。從最終成分測量數(shù)據(jù)分析結(jié)果看出，PFSS溶劑對油田污水進行絮凝處理可以在一定程度上降低污水中的Mg2+、Ca2+、HCO3-含量，以及污水的礦化度、含油量和固體懸浮物含量，且隨著絮凝劑劑量的增加，各種物質(zhì)成分具有進一步減少的趨勢。當(dāng)加入PFSS含量為50和200 mg/L時，礦化度分別降低2.5%、4.8%，油含量下降21.2%、33.2%，固體懸浮物含量下降39%、63.2%。對污水進行氣泡處理時，礦化度、油含量和固體懸浮物含量分別下降5.4%、51.6%和50.7%。

3.2 絮凝—氣泡法處理試驗結(jié)果

為了更好地對比絮凝—氣泡法和單一處理法對污水處理的效果，對絮凝—氣泡法處理油田污水試驗結(jié)果進行分析，從Mg2+、Ca2+、HCO3-含量，污水的礦化度、含油量和固體懸浮物含量等指標(biāo)的變化趨勢進行對比分析。

（1）污水中離子含量的變化。分別取絮凝劑PFSS含量為50和200mg/L，同時進行微納氣泡法處理，得絮凝—氣泡法處理污水時污水中離子含量的變化趨勢。從變化趨勢中可看出：進行絮凝—氣泡法處理油田污水時，污水中的Mg2+、Ca2+、HCO3-含量逐步降低，且降低的幅度和最終降低的值比單一處理結(jié)果要大，處理效果要好；絮凝劑PFSS量較大時處理效果較好，而且處理速度較快，在60 min后，污水中的離子含量基本無變化。總體上，絮凝—氣泡法處理油田污水比單獨絮凝處理法或氣泡處理法效果好。

（2）污水中pH值的變化。該試驗用油田污水呈弱酸性，通過試驗觀察pH值變化趨勢可以看出，進行絮凝—氣泡法處理油田污水時，污水中pH值的變化幅度和最后穩(wěn)定值都比單一處理方法pH值大。這說明絮凝—氣泡法處理致使油田污水由弱酸性緩慢變成弱堿性或中性，污水中的酸性鹽離子物質(zhì)得到有效清除，污水質(zhì)量逐漸達(dá)到油田回注水質(zhì)的要求，從pH值變化可以得出絮凝—氣泡法處理油田污水效果較優(yōu)。

（3）污水中油污含量的變化。油田污水中油含量直接影響了水質(zhì)能否達(dá)到回注利用的要求，因此對污水中油含量進行清除處理具有十分重要的意義。從試驗中油含量變化趨勢可以看出，進行絮凝—氣泡法處理油田污水時，污水中油含量的降低效果比單一試驗要明顯，經(jīng)過90min后，污水中油含量的降低趨勢變緩，這說明絮凝—氣泡法處理污水只能達(dá)到一定的程度，但是卻可以良好處理污水中的油含量。

（4）污水中固體懸浮物含量的變化。對污水中固體懸浮物含量的變化情況進行測試，測試結(jié)果顯示，進行絮凝—氣泡法處理油田污水時，污水中固體懸浮物含量的降低效果比單一處理方法好，特別是在增加絮凝劑PFSS劑量時，固體懸浮物的降低效果更明顯，這說明增加PFSS量時可以提高絮凝—氣泡法處理污水的效果。

3.3 試驗結(jié)果對比

綜上試驗和分析可以看出，絮凝—氣泡法聯(lián)合處理污水效果更好。油田廢水中原油乳化程度高，分散性高、穩(wěn)定性強、不易清除，加入配備的絮凝劑，使用氣泡處理，提高絮體穩(wěn)定性和吸附面積，可以促進顆粒和原油吸附在絮體上，從而達(dá)到良好處理污水效果。

4 建議

（1）使用絮凝法處理油田污水時，要根據(jù)污水水質(zhì)情況進行反復(fù)配備，以確保絮凝效果達(dá)到最佳。

（2）現(xiàn)場進行油田污水處理時，可以適當(dāng)增加絮凝劑量，提高氣泡產(chǎn)生速度和氣泡數(shù)量，確保良好的污水處理效果和處理速度。

（欄目主持張秀麗）

10.3969/j.issn.1006-6896.2014.6.031