油田污水处理现状及发展趋势

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摘 要：本文章综述了国内外油田污水处理的现状和新技术新设备的发展趋势，对所采用的技术方法进行了阐述，并详细介绍了不同条件下处理工艺、设备的选择。

关键词：油田污水 污水处理 膜分离技术

一、前言

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，各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，这为油田污水的处理带来困难。

二、国内外油田污水处理技术现状

1.技术分类

1.1 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、粗粒化、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。质量大的受到较大离心力作用被甩向外侧，质量小的则停留在内侧，各自通过不同的出口排出，达到分离污染物的目的。含油废水经离心分离后，油集中在中心部位，而废水则集中在靠外侧的器壁上。按照离心力产生的方式，离心分离可分为水力旋流分离器和离心机。其中水力旋流器，由于具有体积小、重量轻、分离性能好、运行安全可靠等优点，而备受重视。目前在世界各油田，如中东、非洲、西欧、美洲等地区的海上和陆地油田都有应用。我国引进的数套水力旋流器，在油田污水处理上取得了良好的效果。

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。

膜分离技术被认为是“21世纪的水处理技术”，是一大类技术的总称。主要包括微滤、超滤、纳滤和反渗透等几类。这些膜分离产品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。特别是超滤，己经在除油的相关研究中取得了—定的进展，逐渐从实验室走向实际应用阶段。

1.2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。

1.3 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。

吸附法主要是利用固体吸附剂去除废水中多种污染物。根据固体表面吸附力的不同，吸附可分为表面吸附、离子交换吸附和专属吸附三种类型。

油田污水处理中采用的吸附主要是利用亲油材料来吸附水中的油。常用的吸附材料是活性炭，由于其吸附容量有限，且成本高，再生困难，使用受到一定的限制，故一般只用于含油废水的深度处理。因此，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：一是把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。

1.4 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，好氧生物处理是在水中有充分的溶解氧的情况下，利用好氧微生物的活动，将废水中的有机物分解为CO2、H2O、NH3、NO3等；厌氧生物处理的特点是可以在厌氧反应器中稳定的保持足够的厌氧生物菌体，使废水中的有机物降解为CH4、CO2、H2O等。

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。

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，因各种力法都有其局限性，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。

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。

3.膜生物反应器工艺

膜生物反应器（MBR），是将膜分离技术与废水生物处理技术组合而成的新工艺，该工艺是以膜分离技术替代传统二级生物处理工艺中的二沉池，具有处理效率高、出水水质稳定；占地面积小；剩余污泥量少，处置费用低；结构紧凑，易于自动控制和运行管理；出水可直接回用等特点。

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。

三、不断创新技术与设备

随着全球范围水资源短缺的加剧，以及人们对环境污染认识的加深，油田污水处理后回用已经越来越受到重视。近期的研究有如下趋势：

1.新型水处理药剂的研制和开发

混凝剂是油田采出水、钻井污水等处理中重要的药剂，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。

2.先进设备的研制和新技术的应用

喜等开发出的横向流含油污水除油器，E.Bessa等采用光催化氧化技术，S.Rubach等采用电絮凝技术等都取得了较好的效果。另外，微波能技术和超声波技术也都是今后研究的重点。

3.生物处理技术

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。特别是近年来，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。

4.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，今后的研究重点是：开发质优价廉的新材料膜；减少膜污染的方法；清洗方法的优化以及清洗剂的开发。

5.开发工艺更为先进的复合反应器

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，但目前未见其应用于油田污水处理的报道。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。

四、 结束语

随着经济的高速发展，我国对石油的需求量不断增加，含油污水对环境的危害越来越严重，处理难度加大，加强油田污水处理技术的基础研究工作十分重要。为了达到最大限度的减少含油污水的危害性，我们采取先进的工艺处理手段和更高效的处理设备，从技术、经济两方面探求污水处理的最佳标准，变废为宝，从而实现可持续发展，为子孙后代造福。

参考文献

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[2]杨云霞.张晓健.我国主要油田污水处理技术现状及问题.油气田地面工程，2001，20（1）：4～5

[3]顾国维，何义亮.膜生物反应器-在污水处理中的研究和应用.北京：化学工业出版社，2002