摘要：随着老油田进入开发中后期，油井产出液综合含水率达到90%以上，污水处理量不断增加，对污水处理技术和设备提出了更高的要求。为此，探讨了油田污水处理技术现状，展望污水处理技术及设备发展趋势，为油田污水处理提供了新的技术思路。
关键词：油田污水；处理技术；现状；发展趋势
前言
随着国内石油开采的不断深入，我国大部分油田相继进入中后期开采阶段（高含水开采阶段），通过注水和改变注入水的特征提高油田采油率已成为主要的开采方式。一些油田开采后期，采出液的综合含水率达到90%以上，导致大量多余采油污水的产生。因此，油田污水处理越来越受到关注，探讨新技术、研究新工艺，有效地处理采油污水使之达到回注及外排的要求，已成为油田开发的重要任务。
1油田污水来源及特点
油田外排的采油污水，主要来源于油田生产过程中注采不平衡时产生的污水，以及油气集输装置大修和冲洗地面管线时排放的污水。这部分污水除含有原油外，还含有许多原油从地层中携带出来的各种盐类、有机物质和悬浮固体，以及在油气集输过程中添加的许多化学处理药剂，同时污水中还含有一些微生物。由此可见，油田外排采油污水是一个非常复杂的体系，一般具有以下特征:①含油量高，一般在1000mg/L以上，除部分浮油外，主要是90μm以下的分散油和乳化油；②水温高，一般水温度在40~60℃以上；③矿化度高，一般在20000~50000mg/L之间，甚至每升可达数十万毫克，如江汉、胜利、中原、大庆等油田采出水的矿化度都很高；④pH值偏碱性，一般在7.5~8.5之间；⑤污水中含有大量的细菌，主要是腐生菌和硫酸盐还原菌；⑥溶解氧很低；⑦含有一定数量的破乳剂和一定浓度的硫化物；⑧COD指标高，从几百到上万mg/L不等；⑨污染物浓度变化大，由于采油过程以及管理等方面的原因，油田采出水水质水量具有多变性。
2油田污水常规处理技术
2.1重力分离法
重力分离法是利用油水的密度差和不相容性进行分离的方法，主要去除粒径大于60μm的浮油和分散油，以及污水中的大部分固体颗粒，乳化油则很难去除。目前重力分离法的发展趋势是结合聚结技术，改造重力分离设备，以提高处理效果。
2.2气浮法
气浮法是在水中通入空气或其他气体产生微细气泡，使水中的一些细小悬浮油珠及固体颗粒附着在气泡上，气泡上浮到水面形成浮渣，然后使用撇油器将油撇去。该法主要用于去除粒径为10~60μm的分散油、乳化油及细小的悬浮固体物。目前对气浮法的研究多集中在气浮装置的革新与改进以及气浮法与其他方法联用。
2.3絮凝法
近年来，絮凝技术由于其适应性强，可去除乳化油和溶解油以及部分难以生化降解的复杂高分子有机物而被广泛应用于油田污水的处理。通常絮凝剂可分为3类:无机絮凝剂、有机絮凝剂和复合絮凝剂。无机絮凝剂的缺点是投入量大、浮渣量大、含水率高。相对于无机絮凝剂，有机絮凝剂虽然絮凝能力强、用量小、效率高、产生浮渣量小，但是药剂费用一般较为昂贵，且以丙烯酰胺为基础的人造高分子聚合物在使用时会产生有毒物质，这样使其推广应用受到了一定的限制。
2.4吸附法
吸附法是利用多孔固体吸附剂对含油废水中的溶解油及其他溶解性有机物进行表面吸附。吸附法一般只用于油田污水的深度处理。最常用的吸附剂是活性炭，但吸附容量有限(对油一般为30~80mg/g)，且成本高，再生困难。因此开发新型吸附剂成为必然趋势。许多国内外研究者致力于新型吸附剂的开发，目前取得了较好的成果。
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2.5生物法
生物法是利用微生物的生物化学作用，使废水中的有机物转化为微生物体内的有机成分或增殖成新的微生物，剩余部分则被微生物氧化分解为简单的无机或有机物质，从而使废水得以净化。油田污水中常用的生物法有生物滤池法、生物膜法、接触氧化法、活性污泥法等。由于油田采出水油含量大、矿化度高、水质成分复杂、可生化性差，通常在含油量30mg/L以下，并含有其他需要生物降解的有害物质时考虑使用该法，故生物法在油田污水处理技术中一般与其他技术联用。随着微生物技术的不断进步，培养筛选出了适应各种不同油田采出水水质的微生物菌群，并成功用于油田采出水外排或回注处理。
2.6化学氧化法
化学氧化法是在催化剂作用下，用化学氧化剂将污水中呈溶解状态的无机物和有机物氧化成微毒或无毒物质，使之稳定化或转化成易与水分离的形态，以提高其可生化性。包括臭氧法、UV/O3氧化法、UV/H2O2氧化法和催化氧化法等，一般作为预处理技术或与其他方法联用。超临界水氧化技术因其快速和高效的优点，近年来得到了迅速发展。
3油田污水新型处理技术
3.1膜分离法
膜分离法是利用液－液分散体系中的两相与固体膜表面亲和力的不同，达到分离目的，主要包括微滤、超滤、纳滤和反渗透。膜法主要用于截留废水中的乳化油和溶解油。近年来，膜法联合处理工艺、膜生物反应器等相继应用于油田污水的处理，取得了良好的效果，但在实际运行中也遇到了膜污染严重、不易清洗、运行费用较高等问题。膜分离技术在油田污水处理方面的广泛应用，需进一步开发新型膜材料，改革膜体结构，探讨联合各种膜处理方法或与其他方法互相结合的新工艺，提高处理效果，降低处理成本
3.2电磁法
电磁法主要包括磁处理法、电子处理法、微波超声波处理法、高频电磁场法、高压静电处理法。磁分离工艺可去除废水中的乳化油和部分溶解油。电磁法无需投加化学药剂，无有毒副产物，对水质适应性好，但耗电量大，工艺尚未成熟，目前这种方法在油田污水处理中应用较少。电磁法的发展趋势是完善电磁法工艺，解决能耗问题。
3.3电絮凝法
电絮凝法是以铝或铁等可溶性金属作阳极，电解产生的阳离子与水电离产生的OH-结合生成的胶体，与水中的污染物颗粒发生凝聚沉淀来达到分离净化的目的。该工艺能同时有效去除水中的油类、悬浮固体、细菌、重金属等多种污染物，处理流程简单，易于维护和实现自动化调控。目前对电源技术改进的研究热点主要集中在脉冲电源。有研究表明，脉冲电源在能耗、阳极损耗、极板结垢及阳极钝化等方面均优于直流供电电源。电絮凝技术的另一个发展方向是采用新型电极，包括采用更广泛的电极材料和更加多样的极板几何形状。
4油田污水处理技术发展趋势
随着油田的持续开发，油田污水处理工艺、方法和设备均得到了迅速的发展。但各种方法都有其局限性，有些工艺还尚未成熟。今后油田污水处理技术的发展趋势主要集中在以下6个方面:①继续发展水力旋流和气浮除油工艺，以及生化法、膜处理法、高级氧化法等处理技术，使其具有良好的应用前景；②加强射流气浮机、动态水力旋流器及聚结器等小型污水处理设备的研发；③多种方法联合分级使用，发挥各处理单元的优势，开发合理、高效的污水处理工艺；④加强各种方法的除油机理研究，提高采油污水的处理效率，降低生产成本；⑤含油污水处理药剂应向多功能、光谱、高效方面发展；⑥随着蒸汽驱稠油开采技术、复合驱技术的扩大应用，在改进和完善现有处理方法的同时，应加强研发针对聚合物驱采油污水及稠油污水的处理技术和工艺。
5结束语
针对采油污水的产生及特点，经过多年的研究应用和发展，国内外对油田采出水的处理尤其在除油、降低COD方面已取得了多项新技术。但是随着国内石油开采的不断深入以及人们对环境污染和经济效益之间相互制约关系认识的加深，采油污水处理技术亟待解决的问题日益突出。因此，应针对污水处理的必要性、技术方法的可行性以及工艺设备的经济性，广泛开展大量新技术的研究工作。
参考文献
[1]张翼，于婷，毕永慧，等.含油废水处理方法研究进展[J].化工进展，2008，27(8):1155-1161．
论文作者:胡禹
论文发表刊物:《基层建设》2018年第21期
论文发表时间:2018/8/20
标签：油田论文; 污水论文; 污水处理论文; 技术论文; 方法论文; 絮凝论文; 工艺论文; 《基层建设》2018年第21期论文;