油田污水处理技术研究综述

油田污水处理技术研究综述

摘要：本文对油田采油污水处理问题进行了简要的阐述，介绍了油田采油污水处理的基本方法，分析了处理方法的优缺点，探讨了当前新技术的研究和现状，并对今后油田采油污水处理的发展方向和趋势进行了展望。

随着环保要求的提高，水资源日趋紧张，搞好油田采油污水处理是当务之急。这样，一方面可以减小工业污水对油田生态环境的破坏，具有长远的社会意义；另一方面可以充分利用油田污水的可再利用资源，减少对普通油井回注水的需求，节约生产成本，减少资源消耗，具有较大的经济效益[1-3]。

1、油田采油污水处理的总体进展

油田污水处理的目的是去除水中的油、悬浮物以及其它有碍注水、易造成注水系统腐蚀、结构的不利成分。由于各油田采油污水的物理化学性质差异较大,要求的注水水质标准也不一样,因此各种油田采油污水处理工艺流程也不尽相同。但是归纳起来多数采用三段处理工艺即除油-混凝沉降(或气浮)-过滤。

随着油田开发的逐步深入，各项先进、成熟的污水处理技术逐渐引进、应用于现场生产，初步形成了比较成熟的油田采出水回注处理、稠油油田采出水回用注汽锅炉处理、外排水达标处理、低渗透油田精细水处理、海上油田水处理等配套的处理技术，基本满足了高含水期油田的需求。污水处理的领域有了扩展。从陆上油田采出水处理到海洋油田的采出水处理；从单纯的为回注目的的处理，

发展到用于注汽锅炉给水的处理、达标排放的处理；从采出水处理发展到含油污泥的处置和无害化处理。污水处理装备水平有了较大提高。主要污水处理设备及配套设备基本实现了国产化，并逐步形成了系列化、规模化，如用于不同条件下的过滤设备、气浮选、压力除油、液一液旋流除油等除油处理设备、药剂投加设备等。海上油田注水及水处理设备、注聚设备。水处理的自动化程度有了提高。过滤处理、污泥脱水、气浮装置、加药装置等实现了plc集成面板自动控制；流量、液位、以及悬浮固体含量等水质指标也实现了实时在线监测。油田水化学的研究和应用水平有了提高。水处理更加重视工艺和化学的有机结合，油田水化学在油田采出水处理中的作用越来越重要。水处理剂的品种增多、效能提高，油田水化学的研究手段增强、水平提高[5]。特别是针对污水达标外排处理的要求，开展了水微生物学的研究发展应用了生化处理技术，建立了用于污水、污泥处理的菌种库，使污水深度处理技术得到了长足的发展。

2、油田污水处理的主要方法及其特点

油田污水处理方法主要分物理法、化学法、物理化学法、生物法等四大类，其中物理法主要应用于油田各污水处理站、低渗透区块注水站的污水处理，常用的处理工艺为“上游三段法(缓冲+沉积分离除油+过滤)+下游二段法(缓冲+精细过滤)”；化学法主要应用于油田各污水处理站，通过添加一定的浓度的化学药剂从而辅助物理法达到提高水处理效果的目的；生物法主要应用于注汽锅炉给水的处理、污水达标排放处理等领域。

2.1物理法

物理处理法的重点是去除废水中的矿物质和大部分固体悬浮物、油类等。物理法主要包括重力分离、离心分离、过滤、粗化、膜分离和蒸发等方法。

重力分离技术，依靠油水比重差进行重力分离是油田废水治理的关键。从油水分离的试验结果看，沉淀时间越长，从水中分离浮油的效果越好。自然沉降除油罐、重力沉降罐、隔油池作为含油废水治理的基本手段，已被各油田广泛使用。

离心分离是使装有废水的容器高速旋转，形成离心力场，因颗粒和污水的质量不同，受到的离心力也不同。我国引进的数套vortoil水力旋流器，在油田污水处理上取得了良好的效果。过滤器有压力式和重力式两种，目前胜利油田普遍采用的是压力式，有石英砂过滤器、核桃壳过滤器、双层滤料过滤器、多层滤料过滤器等。

粗粒化，是指含油废水通过一个装有粗粒化材料的设备时，油珠粒径由小变大的过程。目前常用的粗粒化材料有石英砂、无烟煤、蛇纹石、陶粒、树脂等材料。粗粒化除油罐用以去除经前期治理后的含油污水中的细小油珠和乳化油。

膜分离技术主要包括徽滤、超滤、纳滤和反渗透等几类，均是利用特殊制造的多孔材料的拦截能力，以物理截留的方式去除水中一定颗粒大小的杂质。目前，油田主要采用的过滤介质为钛金属纤维滤膜，这种滤膜经过等离子体的处理，表面具有一定的亲水斥油

能力。

随着油田注水开发的不断深入，污水处理工艺也由早期的单级过滤发展到目前的多级过滤预处理技术。目前，油田常用的污水预处理技术主要有两种：滤料(石英砂或者复合滤料等)过滤、悬浮污泥预处理。

2.2化学法

化学法主要用于处理废水中不能单独用物理法或生物法去除的一部分胶体和溶解性物质，特别是含油废水中的乳化油。包括混凝沉淀、化学转化和中和法。混凝沉淀法是借助混凝剂对胶体粒子的静电中和、吸附、架桥等作用使胶体粒子脱稳，在絮凝剂的作用下，发生絮凝沉淀以去除污水中的悬浮物和可溶性污染物。

化学氧化是转化废水中污染物的有效方法，能将废水中呈溶解状态的无机物和有机物转化为微毒、无毒物质或转化成容易与水分离的形态。该法分为化学氧化法，电解氧化法和光化学催化氧化3类。目前常用的处理含油废水的方法包括超临界水氧化、湿式空气氧化、臭氧氧化、tio2电极氧化、fenton试剂氧化等。

2.3物理化学法

油田污水物化处理法通常包括气浮法和吸附法两种。气浮法是将空气以微小气泡形式注入水中，使微小气泡与在水中悬浮的油粒粘附，因其密度小于水而上浮，形成浮渣层从水中分离。常投加浮选剂提高浮选效果，浮选剂一方面具有破乳作用和起泡作用；另一方面还有吸附架桥作用，可以使胶体粒子聚集随气泡一起上浮。近

年来开展了寻求新的吸油剂方面的研究，研究主要集中在两点：一是将具有吸油性的无机填充剂与交联聚合物相结合，提高吸附容量；二是提高吸油材料的亲水性，改善其对油的吸附性能。

2.4生物法

生物法是利用微生物的生化作用，将复杂的有机物分解为简单的物质，将有毒的物质转化为无毒物质，从而使废水得以净化。根据氧气的供应与否，将生物法分成好氧生物处理和厌氧生物处理。生物法较物理或化学方法成本低，投资少，效率高，无二次污染，广泛为各国所采用。

3、油田污水处理新技术的研究及现状

国内的采油污水的处理技术主要是针对污水回注设计的。油田污水处理的目的是去除水中的油、悬浮物以及其它有碍注水、易造成注水系统腐蚀、结构的不利成分。由于各油田采油污水的物理化学性质差异较大,要求的注水水质标准也不一样,因此各种油田采油污水处理工艺流程也不尽相同。由于油井油藏特性、采出液物性及油田区块分布等的不同,加之环境保护对油田污水处理的不断提高,有油田污水处理的要求日益提高,油田污水处理及回注并非易事。但是归纳起来多数采用三段处理工艺即除油-混凝沉降(或气浮)-过滤。

4、油田污水处理当前存在的主要问题

随着油田进入特高含水期，新的矛盾不断出现，新的难题需要解决，油田污水处理技术仍然存在着一些不容忽视的矛盾和问题。