油田污水处理技术

探析油田污水处理技术
摘要：介绍了石油化工行业高浓度碱渣污水的成分，阐述了现代高科技污水处理工艺方案和应用方法，为广大油田工作者提供了理论参考。

关键词：高浓度污水；处理技术；应用现状
油田污水主要包括原油脱出水（又名油田采出水）、钻井污水及站内其它类型的含油污水。

油田污水的处理依据油田生产、环境等因素可以有多种方式。

由于油田污水种类多，地层差异及钻井工艺不同等原因，油田污水处理站不仅水质差异大，而且油田污水的水质变化大，废水水质复杂，含有石油破乳剂、盐、酚、硫等污染环境的物质，严重地污染了生态环境。

当油田需要注水时，油田污水经处理后回注地层，此时要对水中的悬浮物、油等多项指标进行严格控制，防止其对地层产生伤害。

为此，提出了更高的污水处理技术，对油田采出水处理具有一定的参考价值。

1油田污水处理技术现状
油田的水处理工艺，其流程一般为“油—过滤”和“隔油—浮选（或旋流除油）—过滤”，即通常称为的“老三套”，其工艺主要是除去废水中的油和悬浮物。

在很长一段时间内，此工艺流程被广泛地应用于各油田的采出水处理中，而且效果良好，处理后的水质一般都能达到回注水的要求。

1.1技术分类
（1）根据对油田污水处理程度和水质要求的不同，通常将污水
处理技术分为一级处理、二级处理和三级处理。

一般来说一级处理属于预处理，二级处理能除去90%左右可降解有机物和90%~95%的固体悬浮物。

对于重金属毒物和生物等难以降解的有机物，例如高碳化合物以及在生化处理过程中出现的氮、磷，二级处理难以完全除去，则需进行三级处理。

各级处理技术主要包括重力分离、粗粒化、浮选法、过滤、膜分离以及生物法等十几种方法。

（2）技术分类有物理法、化学法、物理化学法、生物法。

物理处理法的重点是去除废水重点矿物质和大部分固体悬浮物、油类等，主要方法包括重力分离、离心分离、过滤、粗粒化、膜分离和蒸发等方法。

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。

物化处理法通常包括气浮法和吸附法两种。

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，广泛为各国所采用。

1.2油田污水处理的一般工艺
油田污水成分比较复杂，油分含量及油在水中存在形式也不相同，且多数情况下常与其他废水相混合。

因此单一方法处理往往效果不佳。

同时，因各种方法都有其局限性，在实际应用中通常是两三种方法联合使用，使出水水质达到排放标准。

另外，各油田的生产方式、环境要求以及处理水的用途的不同，使油田污水处理工艺差别较大。

在这些工艺流程中，常见的一级处理有重力分离、浮选及离心分离。

主要除去浮油及油湿固体；二级处理有过滤、粗粒化、
化学处理等，主要是破乳和去除分散油；深度处理有超滤、活性炭吸附、生化处理等，主要是去除溶解油。

1.3膜生物反应器工艺
膜生物反应器（mbr）是一种由膜分离单元与生物处理单元相结台的新型水处理技术，以膜组件取代二沉池在生物反应器中保持高活性污泥浓度减少污水处理设施占地，并通过保持低污泥负荷减少污泥量。

与传统的生化水处理技术相比，mbr具有以下主要特点：处理效率高、出水水质好；设备紧凑、占地面积小；易实现自动控制、运行管理简单。

自20世纪80年代以来，膜生物反应器己应用于美国、德国、法国和埃及等十多个国家，规模从6m3/d至13000m3/d 不等。

在我国，膜生物反应器作为污水再生回用的一项高新技术，其开发与研究也正越来越深入。

虽然目前膜生物反应器在我国的实际应用还比较少，然而，在水资源日益紧缺的情况下，随着膜技术的发展、新型膜材料的开发以及膜材料成本的逐渐下降，膜生物反应器将会有较好的应用前景。

2污水处理技术分析
目前，石化行业的碱渣废水处理方法主要有直接处理法、化学处理法和生物氧化法。

直接处理法有出售、稀释、深井注入和焚烧处理等方法，其中以焚烧法为主，直接处理法容易出现污染转移（大气）或转嫁（其他地方），故受到一定限制。

化学处理法通常采用湿式空气氧化技术（wao），即在150~200℃，1.5~10mpa的条件下，利用氧气直接氧化去除碱渣中的硫化物，达到碱渣预处理的目的。

碱渣的处理效果受制于氧化反应体系的温度与压力，污染物去除效率越高，相应体系所需的温度与压力也就越高，wao法高昂的设备投资额度和运行费用使其应用受到限制。

焚烧和湿式催化氧化都是投资、运行费用非常高的处理技术。

相比之下，采用生化技术进行处理，其投资、运行费用都只有湿式催化、焚烧法的几分之一或者几十分之一，运行管理简单，处理效果稳定。

生物氧化法首先将碱渣进行适度的稀释（10～20倍），控制硫化物在1000～3000mg/l，中和后，利用特殊的生物反应器，使硫细菌在生物反应器中形成生物氧化床，通过生物的作用利用空气中的氧气氧化硫化物和酚，从而达到碱渣预处理的目的。

生物氧化方式相比具有较好的技术经济价值，而内循环固定生物氧化床技术即irbaf处理工艺是针对石油炼制和石油化工产品精制过程中产生的废碱渣（汽油、柴油、液态烃等碱渣）而开发，大幅度减轻污水处理场的进水负荷，能够有效地氧化处理催化汽油废碱液、液态烃废碱液等高浓度废水，保证了现有污水处理系统的正常运转和达标排放。

3污水处理趋势分析
新型水处理药剂的研制和开发混凝剂是油田采出水、钻井污水处理中重要的环节，研制出混凝能力强、快速破乳、沉降快、絮凝体体积小、在碱性和中性条件下同样有效的新型混凝剂，是油田水处理药剂开发工作者今后努力的方向。

近年来，研制和应用原料来源广的聚合铝、铁、硅等混凝剂成为热点，无机高分子混凝剂的品种已经逐步形成系列；而在有机方面，有机混凝剂复合配方的筛选
和高聚物枝接是研究的重点。

先进设备的研制和应用先进的生物处理技术被认为是未来最有前景的污水处理技术，一直是水处理工作者研究的重点和难点。

近年来，基因工程技术的长足发展，以质粒育种菌和基因工程菌为代表的高效降解菌种的特性研究和工程应用，是今后污水生物处理技术的发展方向。

膜分离技术的研究及推广膜分离技术用于油田污水处理，目前尚处于工业性试验阶段，难以大规模工业应用的原因主要是膜的成本和膜污染问题。

因此，今后的研究的重点是：开发质优价廉的新材料膜；找出减少膜污染的措施；清洗方法的优化以及清洗剂的开发。

开发工艺更为先进的复合反应器，提高处理效率，减少占地面积。

膜生物反应器工艺，作为膜分离技术和生物处理技术的结合体，集中了两种技术的优点，已经在一些工业废水处理中应用。

但就其自身特点而言，膜生物反应器应用于油田污水处理的趋势已经不可逆转。

4 结束语
介绍了油田污水处理的一般工艺和国际先进的膜生物反应器工艺，并对污水处理技术进行了对比分析，探讨了水处理今后的发展方向，为今后油田水处理工艺改进提供了理论依据。

参考文献：
[1] 罗英俊.采油技术手册[m].北京：石油工业出版社，1990.。