油田工業(yè)污水處理的應用研究

孫莉莉（大慶油田化工有限公司東昊公司表活劑廠，黑龍江大慶163000）

?

油田工業(yè)污水處理的應用研究

孫莉莉
（大慶油田化工有限公司東昊公司表活劑廠，黑龍江大慶163000）

摘要：石油行業(yè)產(chǎn)生的油田污水具有量大、污染嚴重、難處理等特點，而傳統(tǒng)的油田污水處理劑效果不是特別理想。根據(jù)大慶油田實際排放的污水中各物質的含量，選定采用先采用生石灰與H2O2組合，除去大部分的硫化物，再采用碳質吸附劑多級吸附，達到生產(chǎn)要求。

關鍵詞：油田污水；吸附劑；多級工藝

目前，中國絕大多數(shù)油田開采已進入中后期，而采出油的含水量一般在70%左右，甚至部分油田的含水量達到90%以上。國內全部油田的污水日處理量非常巨大，若將不經(jīng)處理的含油污水直接排放，會造成水源及土壤等的污染，且會增加火災隱患，給居民造成生命威脅和國家的經(jīng)濟損失。所以對采油廢水進行有效處理（或用于回注），在滿足油田開采過程中注水量要求的同時，也可減輕對環(huán)境的污染，即為油田帶來經(jīng)濟效益，又有利于油田的發(fā)展，達到一舉兩得、事半功倍的作用。

1　處理油田污水的意義

大慶油田化工有限公司東昊公司表活劑廠的采油污水中主要包括鹽類、硫化物、懸浮物、原油、有害氣體、有機物、微生物及泥沙等成分，其中硫化物不僅會腐蝕設備和管道，造成設備的損耗和維修，且惡化水質。因此，處理不達標的含油污水己阻礙油田可持續(xù)發(fā)展的因素，所以，如何根據(jù)具體情況采用最佳工藝處理含油污水，已成為石油領域需要攻克的課題之一。

2　油田污水的處理技術

油田污水的處理技術包括物理法、化學法、物理化學法和生物法。物理法利用重力分離、粗?；㈦x心分離、過濾分離、膜分離等方法［1，2］，主要除去油田污水中的油類和固體懸浮物等。化學法利用絮凝法和化學轉化法除去油田污水中的部分膠體和溶解性物質（其他幾種方法不能處理的），特別是乳化油處理效果顯著。油田污水的物理化學法包括吸附法和氣浮法。

吸附法利用油田污水中的溶解性物質在多孔固體吸附劑表面上進行吸附。因此，吸附劑即吸附過程的基礎，可決定吸附效果的好壞。且吸附法可作為離子交換、膜分離等的預處理，也可以作為深度的處理手段。吸附法進行水處理的優(yōu)點有很多，即適用范圍廣、回收利用率高、處理效果好等優(yōu)點。因各地油田含油污水處理工藝和經(jīng)濟性要求存在差異，可以針對實際情況選用相應的吸附劑?；钚蕴繛槌Ｓ梦絼粌H對溶解油的吸附效果好，且能有效地吸附污水中的其它有機物，但吸附容量局限在30～80mg·g-1、成本價格高、回收率利用率低，這些均限制了活性炭的應用。

生物法即利用微生物的代謝作用，轉化膠體狀的有機污染物使之成為穩(wěn)定的無害物質，凈化污水。

綜上所述，油田污水的處理方法都存在局限性。在實際生產(chǎn)過程中，采用單一方法越來越達不到生產(chǎn)需求，通常結合多種方法，形成多級處理工藝，使水質達到排放標準。

2.1固體吸附劑

固體吸附劑是指能夠阻止并吸留或吸附被測物質的顆粒狀或纖維狀固體。常見的顆粒狀吸附劑有硅膠、活性Al2O3、活性炭、無色陶瓷、陶土、分子篩、合成樹脂、CaO及CaCO3等。固體吸附劑有吸附容量大、價格低廉且熱穩(wěn)定性好等優(yōu)點，同時它也具有結構及表面不均勻的缺點。

2.1.1碳質吸附劑碳質吸附劑有活性炭、膨脹石墨、煤基吸附劑。陳曉玲［3］在處理機械加工時產(chǎn)生的含油污水的過程采用活性炭，結果表明：COD的去除率超過90%，油類的去除率在88%以上。膨脹石墨利用其疏水親油性，可在水中進行選擇性吸附，且吸附量較大。邱滔［4］等在深度處理油田含油污水過程中采用膨脹石墨，結果表明：膨脹石墨處理為16.3L·g-1，其處理能力優(yōu)于纖維球。煤表面上羧基酸和酚羥基官能，其可作為改性的基礎。周久銳［5］采用焦炭處理含油污水，發(fā)現(xiàn)焦炭吸附乳化油和部分懸浮物，排放后的污水含油量降低了33mg·L-1左右，已達到國家排放標準。

2.1.2粘土類吸附劑粘土類吸附劑有蛭石和沸石。蛭石具有成本價格低、吸附能力強、儲量豐富及回收利用率高及可塑性強等優(yōu)點，應用范圍廣。天然沸石吸附能力小于人工處理后的沸石，因此，一般需要對天然沸石進行活化處理采用于實際生產(chǎn)。

2.1.3新型吸附劑新型吸附劑包括高吸油性樹脂和其它新型復合吸附劑。高吸油樹脂優(yōu)點較多包括吸油保油效果強、后處理簡單、環(huán)保等優(yōu)點，是一種極具發(fā)展?jié)摿Φ奈筒牧?。復合吸附劑包括無機-有機復合材料、天然有機-合成有機復合材料以及其它新型復合吸附劑。

2.2液態(tài)除硫劑

常見的沉淀型除硫劑FeCl3，CuCl2，ZnCl2，氧化性除硫劑H2O2，NaClO，ClO2等。從成本價格上考慮，處理油田污水的除硫劑選用氧化性除硫劑較多。其優(yōu)點還有脫硫效果好、操作方便、處理廢液環(huán)保等。

3　處理油田污水原料選擇

在600～700℃較低溫度下，煤熱解產(chǎn)生半焦，其比表面積小于活性炭的比表面積，但因其熱解尚未完全，內部氫和氧較多，孔隙多、表面結構較豐富，比較容易進行化學改性，且價格較低。低溫炭化的半焦，可直接進行破碎活化，制備工藝流程簡單，生產(chǎn)成本較低。改性后的活性半焦比表面積低，且孔隙較多，活性強度高，再生利用高，降低生產(chǎn)成本。

我國北方地區(qū)褐煤分布較廣，具有含碳量低、水分多、易風化等特點，是極易獲得的廉價原料。褐煤是一種天然離子交換劑和吸附劑，能夠較好的去除多種污染物，飽和后的褐煤仍可作為燃料，不僅避免了二次污染問題，而且飽和的褐煤的低位發(fā)熱值有所提高。目前，制備褐煤吸附劑的工藝一般是：褐煤炭化，然后粉碎粒徑小于0.1mm，再加入瀝青粘結劑，最后壓塊成型。

用半焦或褐煤作為吸附劑原料的原因有：（1）原料來源廣泛、價格低廉；（2）主要成分是親油性物質，除油效果好；（3）活化方法不同，比表面積、孔容、表面酸堿性不同，處理效果可調節(jié)；（4）用過后的廢吸附劑可作為燃料，無堆放、填埋等二次污染。

生石灰對廢水的絮凝、沉降、脫色等處理效果明顯優(yōu)于普通石灰優(yōu)點有：可凝結廢水中的膠體微粒，加速分離不溶物；能有效去除等陰離子；還能夠根據(jù)排污指標進行調整。

根據(jù)不同的生產(chǎn)目的，應選取適宜的吸附劑，以成本低、高效、環(huán)保為前提。

4　多級處理工藝技術

根據(jù)大慶東昊公司的實際排放的污水中各物質的含量，選定采用先采用生石灰與H2O2水組合，除去大部分的硫化物，在采用碳質吸附劑多級吸附，達到生產(chǎn)要求。也就是將固體吸附劑和液體除硫劑相結合，采用此法的原因是：（1）生石灰有一定的除硫效果，但其溶解度較低，除硫效果不明顯，且低于單一硫酸亞鐵的除硫效率；（2）H2O2能夠氧化形成單質硫，具有一定的除硫效果；（3）只有H2O2可以氧化多硫并生成高價態(tài)的硫酸鹽，而除去多硫的原因有：若在氨堿性環(huán)境中，多硫可能轉化為硫化氫，會腐蝕設備及管道；若在堿性環(huán)境中，多硫會造成Fe2+轉化為Fe（OH）2形成沉淀，降低除硫效率；（4）Ca2+不會與H2O2起反應，Ca2+可以與H2S和高價態(tài)的反應，并沉淀下來。所以生石灰和H2O2結合使用，除硫效果大大提高；（5）多孔固體吸附劑可吸附污水中的溶解性物質；（6）生石灰能夠作為絮凝沉降劑，能夠絮凝H2O2氧化的硫；（7）從降低成本方向考慮，生石灰、H2O2和碳質吸附劑的成本較低。所以選擇此種方案為最佳工藝。

參考文獻

［1］陳國華.水體油污治理［M］.北京：化學工業(yè)出版社，2002.

［2］劉建興，袁國清.油田采出水處理技術現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢［J］.工業(yè)用水與廢水，2007，38（5）：20-23.

［3］陳曉玲.活性炭處理含油廢水技術試驗［J］.實驗科學與技術，2006，27（5）：27-28.

［4］邱滔，陳志剛.膨脹石墨深度處理油田廢水研究［J］.江蘇工業(yè)學院學報，2006，18（4）：11-13.

［5］周久銳.焦炭處理含油廢水效果研究［J］.貴州師范大學學報（自然科學版），1999，17（2）：46-49.

化工管理

Research progress of oilfield wastewater treatment

SUN Li-li
（Donghao Co.，Ltd.，Daqing Oilfield，Daqing 163000，China）

Abstract：The oilfield sewage is large amount, heavy polluted and unworkable. The traditional treatment is not efficient. According to the content of each substance in the sewage, calcium oxide and H2O2combination was adopted to remove sulfur and multi-stage adsorption by carbon absorbent. The results meet the requirements.

Key words：oilfield sewage；adsorbent；multi-stage absorption

中圖分類號：TE992.2；TE132.1

文獻標識碼：A

DOI：10.16247/j.cnki.23-1171/tq. 20160446

收稿日期：2016-01-05

作者簡介：孫莉莉（1982-），女，黑龍江省大慶市人，技術員，2006年畢業(yè)于沈陽工業(yè)大學，過程裝備與控制工程專業(yè)，本科，主要從事化工設備管理工作。