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(zhǎng)，對(duì)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(duì)生活質(zhì)量要求的不斷提升，對(duì)環(huán)境保護(hù)意識(shí)的不斷增強(qiáng)，對(duì)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(duì)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(duì)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?；秃蛪毫Τ凸蕖＿^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(duì)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(jiǎn)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?，F(xiàn)階段對(duì)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。現(xiàn)階段對(duì)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(jiǎn)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.