预氧化技术在油田污水处理中的应用

黄河水利职业技术学院

预氧化技术在油田污水处理中的应用

李孝坤黄河水利职业技术学院

预氧化技术主要有化学与电化学预氧化技术两种类型。采用预氧化技术进行油田污水处理，能够有效改善传统技术无法彻底去铁的问题，进而在各个油田中得到了广泛的应用；同时，采用该技术可在一定程度上缓解污泥的产生。但是在实际使用过程中，应注意在添加氧化剂后，要适当添加一些强碱增大pH值，以减少污泥的产出量。

油田污水；预氧化技术；工艺；水质；pH值

我国大部分油田通常采用注水技术进行开发，其目的主要是为了保证地层的能量，并尽量提升原油的采收效率。注水期间，水质的状况将会直接影响到地面上所使用设备以及井下设施的使用寿命，并对注水的能耗造成一定的影响[1]，同时还决定着油田的开发效率。为了有效提升注水的使用效率，通常会对油田污水进行一定的处理，传统的处理技术使用效果十分有限，不能达到理想的效果。相关专家学者针对这一问题开发出了预氧化处理技术，其针对性较强，使用效果较好。

1油田污水水质

油田污水是一种比较复杂的多相体系，其中富含各类固、液体杂质，微生物，以及溶解在水和油中的气体、盐类。由于原油出产地的具体状况、注水状况、原油特质、初加工的不同，各个油田所产生的污水水质也各不相同。表1是我国几个主要油田的污水水质情况。由表1可知，油田污水中普遍存在多种有机物，矿化度相对较高，含油量较高，富含多种微生物，并存在大量的容易成垢的离子，含有较多的悬浮物。

表1 我国主要油田的污水水质

2预氧化技术

预氧化技术其实质就是将污水中二价的铁离子转变成三价离子，通过一定的化学反应令其沉淀，进而有效保证水质的稳定，尽量避免后期处理期间出现较为严重的结垢问题。同时通过一定药剂及工艺对污水进行处理，保证水质能够达到注入地层的标准[2]。

预氧化技术主要有化学与电化学预氧化技术两种类型。化学预氧化技术就是向污水中加入一定量的次氯酸钠、过氧化氢等氧化剂，进而令二价铁离子被氧化成三价铁离子，保持水质的稳定性；电化学预氧化技术则是对油田污水中富含氯化钠的特性加以利用，使污水在电化学的装置中完成氧化，生成氧气、氯气等氧化性的物质，污水中的二价铁离子进而被氧化成三价铁离子，待pH值达到3.7时，氢氧化铁开始沉淀，再进行大罐沉淀以及采用石英砂进行过滤，便可去除掉铁离子，有效保证水质的稳定。

传统的油田污水处理技术所带来的问题多数是因为引入了石灰乳，所以应对这一步骤进行改进，调节pH值。经过分析可知，污水中的金属离子，也就是二价铁离子，在酸性及强氧化条件下，很容易发生氧化，转变为三价铁离子；同时，在同一温度下氢氧化铁的溶解度要远远小于氢氧化亚铁的溶解度，碱性条件下三价铁很容易析出。所以，只要向污水中加入一定量的氧化剂，使二价铁氧化成三价铁，再利用絮凝剂及助凝剂，就能达到深层次净化污水。通过化学预氧化技术进行污水处理，不需要对传统的污水处理工艺进行大幅度改动，其工艺流程如图1所示。

图1 预氧化技术工艺流程

采用预氧化技术进行油田污水处理，能够有效改善传统技术无法达到彻底去铁的难题，进而在各个油田中得到了广泛的应用[3]。同时，采用该技术可在一定程度上缓解污泥的产生。但是在实际使用过程中，应注意在添加氧化剂后，要适当添加一些强碱增大pH值，以减少污泥的产出量。

3两种预氧化技术对比

3.1 技术工艺

化学与电化学预氧化技术都是从传统的重力沉降工艺中转化而来的，化学预氧化技术主要借助的是氧化剂，与传统工艺区别不大；电化学预氧化技术是通过电解产生氧化剂，完成铁离子氧化，需要另外安装装置，花费一些成本。

3.2 处理效果

采用化学与电化学预氧化技术对油田污水进行处理后得到的水质并不完全相同，如表2所示。由表2可知，两种污水的水质来源基本相同，含铁量、腐蚀率较高，pH值相对较低，应用污水处理技术后适应性较好，能够达到理想的处理效果。其中，化学预氧化技术能够使污水的pH值从原来的6.0左右提高到7.0，有效减低污水的腐蚀性，同时在其他辅助药剂的作用下，悬浮物的浓度也会减低，铁离子的含量得到了有效的控制，经检测，能够达到油田注水的指标。

表2 处理前后水质对比

3.3 技术应用与管理

化学预氧化技术在对油田污水进行处理时需要向污水中注入一系列的辅助药剂，同时要注入氧化剂，但是电化学技术却不需要注入氧化剂，其氧化剂可以通过电解析出，只需要注入一系列辅助药剂即可。所以，两种预氧化技术在实际应用中，其管理手段也不相同。化学预氧化技术只需要根据具体的实际要求向污水中注入合适的药剂即可，能够实现自动化控制；而电化学预氧化技术却需要引进特殊的专业性设备，要求技术人员具备较高水平的专业技能。因此，在实际应用过程中，应根据油田的实际状况，选择合适的处理技术，进而有效完善污水处理效果。

采用化学预氧化处理技术对油田污水进行处理时，添加的氧化剂必须具备较强的氧化性，这会对钢铁管线造成一定的腐蚀，所以添加氧化剂所使用的管线必须采用复合管或玻璃钢管。污水中若含有较多的油，会对氧化剂产生一定的作用，所以污水中的含油量也需进行控制，使其含量在100 mg/L以下。最后，对于氧化剂的添加时间和用量要严格控制，保证氧化剂在其他药剂添加之前加入，用量为污水中二价铁的1.3倍左右。添加氧化剂时，要搅拌均匀，使其充分反应（时间至少30s）。

[1]罗义．预氧化污水处理技术[J]．油气田地面工程，2014，33（6）：55-56.

[2]仲如冰．胜利油田回注污水处理技术新进展[J]．石油与天然气化工，2013（1）：86-90.

[3]于少君．预氧化技术在油田污水处理中的应用研究[J]．内蒙古石油化工，2013（9）：102-104.

[4]张海波．含油污水处理工艺研究及发展趋势[J]．油气田地面工程，2014，33（9）：47-48.

（栏目主持 张秀丽）

10.3969/j.issn.1006-6896.2015.8.017

李孝坤：工学硕士，助教，研究方向为水污染处理、环境分析检验等。

18645175157、22419418@qq.com

2015-05-16