采油廢水處理工藝研究

于金辰 劉歡 梁旺華

摘要：本文通過(guò)對(duì)采油廢水的特征、來(lái)源和危害進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹，并對(duì)廢水處理技術(shù)進(jìn)行分析，利用現(xiàn)有廢水處理工藝技術(shù)改變水質(zhì)，提高資源利用的效率，減少油田采油的生產(chǎn)成本，并避免生態(tài)環(huán)境遭到破壞，保證油田的可持續(xù)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：采油廢水;資源利用;特征;處理技術(shù)

一、采油廢水的來(lái)源

石油的開(kāi)采會(huì)導(dǎo)致油層壓力不斷下降，油田為保證原油的開(kāi)采，需經(jīng)常向油層注水補(bǔ)充油層壓力，因此采出原油的含水率不斷上升，這些經(jīng)原油集輸站脫油、脫蠟處理后的含油廢水為油田采出水。采出水的成分比較復(fù)雜，通常含有油類、固體顆粒物、細(xì)菌以及硫化物，同時(shí)用于油水分離的破乳劑、絮凝劑以及殺菌劑的添加使廢水處理難度加大，這些廢水統(tǒng)稱為采油廢水。同時(shí)石油的開(kāi)采過(guò)程中，絕大部分處于中、高含水期，通常石油開(kāi)采的無(wú)水期較短，所以在油田生產(chǎn)的后期產(chǎn)生了大量的含油廢水。

二、采油廢水特征

采油廢水的成分比較復(fù)雜，其中含有多種雜質(zhì)，不僅有原油還有地層中的一些鹽類、氣體和懸浮固體。同時(shí)，在原油運(yùn)輸?shù)倪^(guò)程當(dāng)中，還摻進(jìn)了一些化學(xué)制劑。另外，采出水含有的有機(jī)環(huán)境又適宜滋生大量細(xì)菌。因此采油廢水的雜質(zhì)非常多。

廢水雜質(zhì)含量使得采油廢水的特點(diǎn)具有：細(xì)菌含量高、有機(jī)物含量高、懸浮固體多等特點(diǎn)。但是從全國(guó)陸上的油田來(lái)看，各個(gè)地方的采油廢水差別還是很大的，廢水受時(shí)間、采油工藝、地點(diǎn)環(huán)境不同的影響，其雜質(zhì)的含量也呈現(xiàn)不同的特點(diǎn)。

三、采油廢水危害

采油廢水對(duì)周圍環(huán)境的危害主要是石油、各種有機(jī)化學(xué)物質(zhì)、鹽類、重金屬、放射性元素和化學(xué)處理劑等，具體表現(xiàn)在以下方面：

含油污水容易污染地下水，破壞水體資源。油類在進(jìn)入水體后，主要以以浮油、乳化油、溶解油的形式存在，漂浮在水面的油膜阻斷空氣與水體間的氣體交換，導(dǎo)致水體溶解氧含量下降，水質(zhì)惡化。含油廢水在進(jìn)入農(nóng)田后，不僅會(huì)污染土壤，還會(huì)覆蓋在土壤表面，阻斷氧氣供給，造成土壤溫度上升，對(duì)農(nóng)作物的生長(zhǎng)產(chǎn)生影響。同時(shí)，含油廢水中的揮發(fā)性物質(zhì)也容易在外界作用下?lián)]發(fā)進(jìn)入大氣，造成大氣污染。

四、采油廢水處理措施

（1）氣浮技術(shù)

氣浮分離技術(shù)主要指的就是向采油廢水中通入一定量的空氣，并且以微小氣泡的形式從水中析出并且成為載體，使廢水中的微小的懸浮固體顆粒等污染物質(zhì)粘附在氣泡上，其密度小于水會(huì)上浮從而達(dá)到凈化廢水的目的。

（2）膜技術(shù)

選擇合適的膜結(jié)構(gòu)，可以一次性去除水中的固體顆粒，這種膜技術(shù)的去除率一般很高，不會(huì)造成二次污染，操作方便并且安全性較高。但是膜分離技術(shù)存在膜污染和濃差極化等問(wèn)題，使得運(yùn)行中滲透通量隨運(yùn)行時(shí)間的延長(zhǎng)而下降，而且膜技術(shù)造價(jià)成本較高。

（3）旋流分離技術(shù)

旋流分離技術(shù)適合處理油水密度差大于0.05毫克每升的含油污水，可以去除顆粒直徑大于10微米的懸浮固體以及分散油。處理設(shè)備旋流器具有重量輕、體積小、速度快、操作壓力范圍大、處理水量大等優(yōu)點(diǎn)。但是旋流器不耐磨，運(yùn)行不穩(wěn)定，這也是該技術(shù)的一個(gè)缺點(diǎn)。

（4）混凝技術(shù)

在采油廢水中加入混凝劑，膠體粒子的表面電荷就會(huì)很容易發(fā)生靜電作用，減輕彼此間的排斥力和作用力，失去穩(wěn)定性的膠體粒子可以通過(guò)吸附作用聚集，這樣就可以將廢水中的懸浮物除去?；炷齽┑姆N類主要分為無(wú)機(jī)鹽類和高分子類，無(wú)機(jī)鹽類分為鐵鹽和鋁鹽;高分子類混凝劑主要應(yīng)用較多的是聚合氯化鋁和聚合硫酸鐵等?；炷夹g(shù)在油田廢水的處理中，操作條件非常簡(jiǎn)單，裝置較小，但是藥劑的成本比較高。

（5）電解懸浮技術(shù)

電解懸浮技術(shù)主要分離的是比重接近水的懸浮物質(zhì)，比如油類和纖維還有活性污泥等。其主要是通過(guò)大量微小氣泡的產(chǎn)生與懸浮物質(zhì)粘附，使廢水的水質(zhì)得到較大的改善。由于這些氣泡較小并且數(shù)量很多，所以電解法對(duì)于微小顆粒物和懸浮物的去除效率非常高，可使得廢水的額回注處理達(dá)到較好的效果。

（6）微波處理技術(shù)

微波處理技術(shù)利用微波的量子能使得化合物中的一些化學(xué)鍵產(chǎn)生振動(dòng)或者轉(zhuǎn)動(dòng)，導(dǎo)致這些化學(xué)鍵的減弱，從而降低反應(yīng)的活化能，促進(jìn)化合物的分解。微波處理技術(shù)就是加熱的速度很快，并且反應(yīng)比較均勻，節(jié)能高效，沒(méi)有什么污染產(chǎn)生，非常環(huán)保，設(shè)備也很簡(jiǎn)單非常容易操控。微波并不能單獨(dú)應(yīng)用于水處理中降解有機(jī)物質(zhì)，而是需要和其他技術(shù)聯(lián)立，因此這也是其局限性。

（7）生物法

生物法主要是利用微生物的生長(zhǎng)代謝過(guò)程，實(shí)現(xiàn)有機(jī)物的分解與轉(zhuǎn)化，目前針對(duì)含油廢水處理的方法有活性污泥法、接觸氧化法、厭氧生物法等。

其中活性污泥法具有運(yùn)行管理方便、費(fèi)用低的特點(diǎn)，但是最大的缺點(diǎn)是反應(yīng)速度比較慢，必須保證足夠長(zhǎng)的停留時(shí)間才能使出水水質(zhì)達(dá)到較高的要求。生物接觸氧化、生物濾池等生物膜技術(shù)在采油廢水處理中也有應(yīng)用。采用厭氧生物法可以使得廢水中難降解的有機(jī)污染物在厭氧菌的做一下轉(zhuǎn)化為二氧化碳、水和甲烷等容易降解的化合物，通過(guò)這種過(guò)程來(lái)改善廢水的生化性。

五、采油廢水處理工藝流程

（1）一體化處理

采油廢水處理工藝系統(tǒng)分為混凝沉降裝置和撬裝一體化處理裝置，一般采油廢水在混凝沉降罐內(nèi)輪換完成進(jìn)水、反應(yīng)混凝、沉降分離，出水進(jìn)入撬裝一體化處理裝置通過(guò)核心工藝渦旋向心氣浮去除污水中的浮油，通過(guò)核桃殼+石英砂二級(jí)過(guò)濾，去除污水中的細(xì)小顆粒和懸浮物，處理規(guī)模一般為5～10m3/h。投加藥劑為片堿 NaOH、絮凝劑 PAC、助凝劑 PAM。核心技術(shù)：該裝置將渦流混凝、氣浮、過(guò)濾等物理法水處理工藝技術(shù)融為一體，主要由油、泥、水分離裝置、一體化細(xì)過(guò)濾器和一體化精過(guò)濾器三部分組成。

（2）旋流分離工藝

旋流分離工藝裝置由氣浮單元、旋流分離單元（核心工藝）、過(guò)濾單元和加藥單元組成，處理規(guī)模一般為5m3/h。投加藥劑為片堿 NaOH、絮凝劑 PAC、助凝劑 PAM。其中氣浮單元采用不加藥氣浮工藝，氣源為氮?dú)?，?duì)懸浮物和油有一定的去除效果。過(guò)濾單元采用砂濾。核心技術(shù)：采油廢水混合液通過(guò)切向入口進(jìn)入旋流分離器，促使混合液在分離器內(nèi)旋轉(zhuǎn)在離心力的作用下利用兩相或多相間的密度差來(lái)實(shí)現(xiàn)相分離的。

結(jié)束語(yǔ)

對(duì)含油廢水的處理是油田實(shí)現(xiàn)其可持續(xù)發(fā)展和節(jié)約成本的一個(gè)重要方式，對(duì)采油廢水進(jìn)行回注不僅可以滿足油田注水開(kāi)采用水，同時(shí)也節(jié)約了水資源，并且為油田帶來(lái)了一定的經(jīng)濟(jì)效益，有利于油田的發(fā)展。

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