油田污水處理技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展探析

裴艷斐 劉金海 韋濤 秦銳鋒

摘 要：針對(duì)油田生產(chǎn)過(guò)程中污水處理問(wèn)題，在調(diào)研大量國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，首先對(duì)污水處理的重要性進(jìn)行簡(jiǎn)單分析，研究目前污水處理技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，提出污水處理技術(shù)未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)，為推動(dòng)該領(lǐng)域的進(jìn)一步發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：油田;污水處理;重要性;技術(shù)現(xiàn)狀;發(fā)展趨勢(shì)

在原油生產(chǎn)的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的污水，如果這部分污水不經(jīng)過(guò)處理就排放到外界環(huán)境中，會(huì)給外界環(huán)境產(chǎn)生極大的污染。在另一方面，目前我國(guó)政府十分重視環(huán)境保護(hù)以及水資源保護(hù)工作，在這一背景下，油氣生產(chǎn)公司只有采取一切措施對(duì)污水進(jìn)行處理才符合我國(guó)的相關(guān)要求，處理后的污水不但可以排放到外界環(huán)境中，而且還可以用于油井回注，由此可見(jiàn)，污水處理可以為油氣生產(chǎn)企業(yè)帶來(lái)一定的經(jīng)濟(jì)利益。

1 油田污水處理技術(shù)現(xiàn)狀

油田污水處理主要指的是采取一切方法將污水中的有害成分除去，或者將有害成分的含量降至某一標(biāo)準(zhǔn)，使得污水可以得到循環(huán)利用或者可以達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。目前，我國(guó)油田在進(jìn)行污水處理的過(guò)程中所采取的方法相對(duì)較多，針對(duì)污水中有害成分的不同，可以采取不同的污水處理方法。物理分離是油田常見(jiàn)的污水處理方法，該種方法就是采用物理手段將污水中的水分和懸浮物分離，一般情況下，物理分離方法所使用的設(shè)備都相對(duì)較為簡(jiǎn)單，設(shè)備的操作難度相對(duì)較低，其中，重力分離技術(shù)、氣浮分離技術(shù)都屬于物理分離技術(shù)。重力分離技術(shù)主要是利用水分子與油分子密度的不同，進(jìn)而將兩者分離，該種分離方法可以對(duì)油田污水進(jìn)行大量處理。氣浮分離技術(shù)主要是在污水中充入一定量的氣體，進(jìn)而使得污水中產(chǎn)生一定量的氣泡，原油可以附著于氣泡上，然后被氣泡攜帶出水面，該種方法進(jìn)行油水分離的效果相對(duì)較好。由于物理分離技術(shù)很難將污水中的有害物質(zhì)全部除去，因此，大多數(shù)油田也引進(jìn)了化學(xué)處理技術(shù)，所謂的化學(xué)處理技術(shù)就是向污水中添加一定量的化學(xué)試劑，通過(guò)化學(xué)反應(yīng)的方式將污水中的有害物質(zhì)除去，常見(jiàn)的化學(xué)處理技術(shù)有絮凝技術(shù)、緩蝕技術(shù)、阻垢技術(shù)以及電脫技術(shù)。絮凝技術(shù)主要是對(duì)污水進(jìn)行過(guò)濾之前，向污水中加入一定量的試劑，進(jìn)而可以使得有害物質(zhì)呈現(xiàn)出絮狀結(jié)構(gòu)存在于污水中，此時(shí)受到重力的影響，絮狀物將會(huì)下沉，然后通過(guò)污水過(guò)濾就可以將其除去，該種方法還可以用于污水中的細(xì)菌處理。污水中含有部分腐蝕性物質(zhì)會(huì)對(duì)金屬產(chǎn)生腐蝕，腐蝕產(chǎn)物也屬于有害物質(zhì)，通過(guò)向污水中加入一定量的緩蝕劑，能有效避免污水的腐蝕作用，防止污水中的有害物質(zhì)增加，該項(xiàng)技術(shù)就是緩蝕技術(shù)。通過(guò)對(duì)污水中的成分進(jìn)行分析后發(fā)現(xiàn)，污水中含有大量的碳酸鹽，這部分物質(zhì)會(huì)在物體的表面形成垢，通過(guò)向污水中加入一定量的阻垢劑能有效避免出現(xiàn)結(jié)垢現(xiàn)象。電脫技術(shù)主要是通過(guò)電化學(xué)的方式對(duì)污水中的有害成分進(jìn)行處理，其主要原理就是向污水中增加電流，通過(guò)氧化還原反應(yīng)的方式將污水中有機(jī)物或某些重金屬離子除去。隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，物理分離方法和化學(xué)處理方法已經(jīng)不再滿(mǎn)足社會(huì)發(fā)展的需求，因此，生物處理方法應(yīng)運(yùn)而生，生物處理方法的優(yōu)點(diǎn)眾多，最重要的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)就是不會(huì)產(chǎn)生二次污染。生物處理方法的基本原理就是為污水中的微生物創(chuàng)造出生存條件，微生物會(huì)以污水中的有害成分為營(yíng)養(yǎng)源，在微生物生產(chǎn)的過(guò)程中消耗有害成分，產(chǎn)生無(wú)害的氣體，進(jìn)而達(dá)到污水處理的效果，目前，國(guó)外很多油田都已經(jīng)引進(jìn)了該種技術(shù)，證明了該種技術(shù)具有很強(qiáng)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，但是利用該種方法對(duì)污水進(jìn)行處理所需要的時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，且需要在污水中培養(yǎng)何種微生物需要通過(guò)對(duì)污水成分進(jìn)行合理分析后才能確定。

2 油田污水處理重要性分析

我國(guó)屬于世界石油大國(guó)之一，經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，石油已經(jīng)成為我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的動(dòng)力，目前，新能源正在如火如荼的發(fā)展，但是仍然無(wú)法動(dòng)搖石油資源的地位。對(duì)于石油產(chǎn)業(yè)而言，其產(chǎn)業(yè)鏈相對(duì)較長(zhǎng)，產(chǎn)業(yè)鏈的任何一部分都會(huì)對(duì)社會(huì)產(chǎn)生較大的影響。我國(guó)的石油產(chǎn)業(yè)已經(jīng)進(jìn)入到了成熟階段，大多數(shù)油田已經(jīng)進(jìn)入到了開(kāi)發(fā)的中后期階段，在原油開(kāi)發(fā)的中后期階段中，原油的含水量相對(duì)較高，原油被開(kāi)采出地面以后需要對(duì)其進(jìn)行油水分離，進(jìn)而會(huì)產(chǎn)生大量的污水，污水的組成十分復(fù)雜，部分污水中含有大量的重金屬離子，這部分離子會(huì)對(duì)土壤產(chǎn)生極大的破壞。在原油生產(chǎn)過(guò)程中，還有一定污水稱(chēng)之為含油污水，所謂含油污水主要指的是含有原油的污水，這部分污水的排水量相對(duì)較大，也會(huì)對(duì)周?chē)沫h(huán)境產(chǎn)生較大的破壞。為了推動(dòng)我國(guó)能源的可持續(xù)發(fā)展，同時(shí)達(dá)到環(huán)境保護(hù)的基本目標(biāo)，對(duì)油田的污水進(jìn)行處理十分重要。

3 油田污水處理技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

3.1 物理、化學(xué)處理技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

通過(guò)以上分析可以發(fā)現(xiàn)，目前在我國(guó)油田污水處理過(guò)程中，物理分離方法和化學(xué)處理方法的應(yīng)用相對(duì)較為廣泛。未來(lái)我國(guó)油田開(kāi)發(fā)將進(jìn)入更高的含水階段，污水中的有害成分可能會(huì)增加，如果只通過(guò)簡(jiǎn)單的物理分離很難將污水中的有害成分除去，同時(shí)，目前油田企業(yè)的設(shè)備都在向小型化的方向發(fā)展，而物理分離所需要的設(shè)備體積相對(duì)較大，這說(shuō)明簡(jiǎn)單的物理分離方法已經(jīng)不再滿(mǎn)足社會(huì)發(fā)展的要求。但是近些年來(lái)物理分離技術(shù)中的膜分離方法成為了研究的重點(diǎn)，也是一種新型技術(shù)，該種技術(shù)主要是利用濃度差或者電位差的原理，使用具有一定透過(guò)性的膜，將污水中的有害成分除去，該種方法可以用于對(duì)處理效果要求較高的企業(yè)。盡管使用化學(xué)處理方法對(duì)污水進(jìn)行處理的效果相對(duì)較好，但是部分化學(xué)試劑屬于有害試劑，加入這部分試劑對(duì)污水進(jìn)行處理的過(guò)程中，確實(shí)可以除去部分有害成分，但是會(huì)引起其他的有害成分，由此可見(jiàn)，該種技術(shù)也將不會(huì)得到長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展。目前，研究學(xué)者對(duì)化學(xué)處理方法中的阻垢技術(shù)進(jìn)行了深入研究，提出了一種聚天冬氨酸阻垢劑，該種類(lèi)型阻垢劑的降粘效果相對(duì)較好，未來(lái)將會(huì)有很大的發(fā)展前景。生物處理技術(shù)是目前最為先進(jìn)的污水處理技術(shù)，該種技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)明顯，應(yīng)用范圍相對(duì)較廣，發(fā)展和推廣速度相對(duì)較快，目前，國(guó)內(nèi)外很多企業(yè)都已經(jīng)開(kāi)發(fā)出新產(chǎn)品進(jìn)行污水處理，取得的效果也相對(duì)較好，由此可見(jiàn)，生物污水處理技術(shù)為油田污水處理領(lǐng)域未來(lái)的重點(diǎn)發(fā)展方向。

3.2 一般污水處理技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

油田所處的區(qū)塊不同，產(chǎn)生的污水中成分也將存在差別，原油和水的比例也將不同，一般情況下，污水中不只有油和水，還有其他的成分，依靠單一的方法很難將污水處理干凈，因此，未來(lái)需要推廣和使用多級(jí)分離技術(shù)，通過(guò)多級(jí)分離，使得污水達(dá)到相關(guān)的處理要求。

4 未來(lái)及建議

近年來(lái)氣浮和生化處理的應(yīng)用增多。其中氣浮技術(shù)目前得到較廣泛應(yīng)用，處理效果較好，耐沖擊，投資相對(duì)略高;生化法處理工藝較常規(guī)其他投資略低，但抗沖擊程度不高，處理效果受溫度變化、水質(zhì)波動(dòng)影響很大，如能克服短板會(huì)有較大發(fā)展空間，將成為發(fā)展的新方向;另外近年來(lái)藥劑使用量也有所增加，主要是增強(qiáng)絮凝效果等，對(duì)于絮凝類(lèi)要求也逐漸升高，后期藥劑的開(kāi)發(fā)與研究也將成為制約處理效果的重要一環(huán)。在新區(qū)塊建設(shè)過(guò)程中應(yīng)積極將污水處理工藝耦合建設(shè)。針對(duì)當(dāng)前油田開(kāi)發(fā)的現(xiàn)狀，污水處理的應(yīng)該積極嘗試將多種污水處理工藝有效耦合在一起，減少重復(fù)建設(shè)，充分發(fā)揮各種工藝自身的優(yōu)勢(shì)，這樣才能降低產(chǎn)能投入，提高土地使用率，在實(shí)現(xiàn)環(huán)保要求的同時(shí)有效降低油田開(kāi)發(fā)成本。

5 結(jié)束語(yǔ)

隨著我國(guó)工業(yè)化進(jìn)程的不斷加深，油田的開(kāi)發(fā)量也越來(lái)越大，油田污水處理技術(shù)只有不斷發(fā)展才能滿(mǎn)足現(xiàn)階段油田開(kāi)采量的不斷加大。傳統(tǒng)的油田污水處理技術(shù)有著成本高、污染大的弊端，未來(lái)我們發(fā)展油田污水處理技術(shù)必須研發(fā)出更高效的化解酶類(lèi)，盡量從生物化學(xué)法方面尋找突破口，尋找更加高效的催化劑?？偠灾?，經(jīng)濟(jì)社會(huì)在不斷發(fā)展，信息技術(shù)日新月異，關(guān)于油田污水處理工作也要往更加高效、徹底的方向發(fā)展，任重而道遠(yuǎn)！

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作者簡(jiǎn)介：

裴艷斐（1986- ）男，漢族，籍貫：山東省濟(jì)南市，學(xué)歷：本科，中級(jí)工程師，海洋石油采油工程專(zhuān)業(yè)。