油田工业污水处理的应用研究

孙莉莉（大庆油田化工有限公司东昊公司表活剂厂，黑龙江大庆163000）



油田工业污水处理的应用研究

孙莉莉
（大庆油田化工有限公司东昊公司表活剂厂，黑龙江大庆163000）

摘要：石油行业产生的油田污水具有量大、污染严重、难处理等特点，而传统的油田污水处理剂效果不是特别理想。根据大庆油田实际排放的污水中各物质的含量，选定采用先采用生石灰与H2O2组合，除去大部分的硫化物，再采用碳质吸附剂多级吸附，达到生产要求。

关键词：油田污水；吸附剂；多级工艺

目前，中国绝大多数油田开采已进入中后期，而采出油的含水量一般在70%左右，甚至部分油田的含水量达到90%以上。国内全部油田的污水日处理量非常巨大，若将不经处理的含油污水直接排放，会造成水源及土壤等的污染，且会增加火灾隐患，给居民造成生命威胁和国家的经济损失。所以对采油废水进行有效处理（或用于回注），在满足油田开采过程中注水量要求的同时，也可减轻对环境的污染，即为油田带来经济效益，又有利于油田的发展，达到一举两得、事半功倍的作用。

1　处理油田污水的意义

大庆油田化工有限公司东昊公司表活剂厂的采油污水中主要包括盐类、硫化物、悬浮物、原油、有害气体、有机物、微生物及泥沙等成分，其中硫化物不仅会腐蚀设备和管道，造成设备的损耗和维修，且恶化水质。因此，处理不达标的含油污水己阻碍油田可持续发展的因素，所以，如何根据具体情况采用最佳工艺处理含油污水，已成为石油领域需要攻克的课题之一。

2　油田污水的处理技术

油田污水的处理技术包括物理法、化学法、物理化学法和生物法。物理法利用重力分离、粗粒化、离心分离、过滤分离、膜分离等方法［1，2］，主要除去油田污水中的油类和固体悬浮物等。化学法利用絮凝法和化学转化法除去油田污水中的部分胶体和溶解性物质（其他几种方法不能处理的），特别是乳化油处理效果显著。油田污水的物理化学法包括吸附法和气浮法。

吸附法利用油田污水中的溶解性物质在多孔固体吸附剂表面上进行吸附。因此，吸附剂即吸附过程的基础，可决定吸附效果的好坏。且吸附法可作为离子交换、膜分离等的预处理，也可以作为深度的处理手段。吸附法进行水处理的优点有很多，即适用范围广、回收利用率高、处理效果好等优点。因各地油田含油污水处理工艺和经济性要求存在差异，可以针对实际情况选用相应的吸附剂。活性炭为常用吸附剂，它不仅对溶解油的吸附效果好，且能有效地吸附污水中的其它有机物，但吸附容量局限在30～80mg·g-1、成本价格高、回收率利用率低，这些均限制了活性炭的应用。

生物法即利用微生物的代谢作用，转化胶体状的有机污染物使之成为稳定的无害物质，净化污水。

综上所述，油田污水的处理方法都存在局限性。在实际生产过程中，采用单一方法越来越达不到生产需求，通常结合多种方法，形成多级处理工艺，使水质达到排放标准。

2.1固体吸附剂

固体吸附剂是指能够阻止并吸留或吸附被测物质的颗粒状或纤维状固体。常见的颗粒状吸附剂有硅胶、活性Al2O3、活性炭、无色陶瓷、陶土、分子筛、合成树脂、CaO及CaCO3等。固体吸附剂有吸附容量大、价格低廉且热稳定性好等优点，同时它也具有结构及表面不均匀的缺点。

2.1.1碳质吸附剂碳质吸附剂有活性炭、膨胀石墨、煤基吸附剂。陈晓玲［3］在处理机械加工时产生的含油污水的过程采用活性炭，结果表明：COD的去除率超过90%，油类的去除率在88%以上。膨胀石墨利用其疏水亲油性，可在水中进行选择性吸附，且吸附量较大。邱滔［4］等在深度处理油田含油污水过程中采用膨胀石墨，结果表明：膨胀石墨处理为16.3L·g-1，其处理能力优于纤维球。煤表面上羧基酸和酚羟基官能，其可作为改性的基础。周久锐［5］采用焦炭处理含油污水，发现焦炭吸附乳化油和部分悬浮物，排放后的污水含油量降低了33mg·L-1左右，已达到国家排放标准。

2.1.2粘土类吸附剂粘土类吸附剂有蛭石和沸石。蛭石具有成本价格低、吸附能力强、储量丰富及回收利用率高及可塑性强等优点，应用范围广。天然沸石吸附能力小于人工处理后的沸石，因此，一般需要对天然沸石进行活化处理采用于实际生产。

2.1.3新型吸附剂新型吸附剂包括高吸油性树脂和其它新型复合吸附剂。高吸油树脂优点较多包括吸油保油效果强、后处理简单、环保等优点，是一种极具发展潜力的吸油材料。复合吸附剂包括无机-有机复合材料、天然有机-合成有机复合材料以及其它新型复合吸附剂。

2.2液态除硫剂

常见的沉淀型除硫剂FeCl3，CuCl2，ZnCl2，氧化性除硫剂H2O2，NaClO，ClO2等。从成本价格上考虑，处理油田污水的除硫剂选用氧化性除硫剂较多。其优点还有脱硫效果好、操作方便、处理废液环保等。

3　处理油田污水原料选择

在600～700℃较低温度下，煤热解产生半焦，其比表面积小于活性炭的比表面积，但因其热解尚未完全，内部氢和氧较多，孔隙多、表面结构较丰富，比较容易进行化学改性，且价格较低。低温炭化的半焦，可直接进行破碎活化，制备工艺流程简单，生产成本较低。改性后的活性半焦比表面积低，且孔隙较多，活性强度高，再生利用高，降低生产成本。

我国北方地区褐煤分布较广，具有含碳量低、水分多、易风化等特点，是极易获得的廉价原料。褐煤是一种天然离子交换剂和吸附剂，能够较好的去除多种污染物，饱和后的褐煤仍可作为燃料，不仅避免了二次污染问题，而且饱和的褐煤的低位发热值有所提高。目前，制备褐煤吸附剂的工艺一般是：褐煤炭化，然后粉碎粒径小于0.1mm，再加入沥青粘结剂，最后压块成型。

用半焦或褐煤作为吸附剂原料的原因有：（1）原料来源广泛、价格低廉；（2）主要成分是亲油性物质，除油效果好；（3）活化方法不同，比表面积、孔容、表面酸碱性不同，处理效果可调节；（4）用过后的废吸附剂可作为燃料，无堆放、填埋等二次污染。

生石灰对废水的絮凝、沉降、脱色等处理效果明显优于普通石灰优点有：可凝结废水中的胶体微粒，加速分离不溶物；能有效去除等阴离子；还能够根据排污指标进行调整。

根据不同的生产目的，应选取适宜的吸附剂，以成本低、高效、环保为前提。

4　多级处理工艺技术

根据大庆东昊公司的实际排放的污水中各物质的含量，选定采用先采用生石灰与H2O2水组合，除去大部分的硫化物，在采用碳质吸附剂多级吸附，达到生产要求。也就是将固体吸附剂和液体除硫剂相结合，采用此法的原因是：（1）生石灰有一定的除硫效果，但其溶解度较低，除硫效果不明显，且低于单一硫酸亚铁的除硫效率；（2）H2O2能够氧化形成单质硫，具有一定的除硫效果；（3）只有H2O2可以氧化多硫并生成高价态的硫酸盐，而除去多硫的原因有：若在氨碱性环境中，多硫可能转化为硫化氢，会腐蚀设备及管道；若在碱性环境中，多硫会造成Fe2+转化为Fe（OH）2形成沉淀，降低除硫效率；（4）Ca2+不会与H2O2起反应，Ca2+可以与H2S和高价态的反应，并沉淀下来。所以生石灰和H2O2结合使用，除硫效果大大提高；（5）多孔固体吸附剂可吸附污水中的溶解性物质；（6）生石灰能够作为絮凝沉降剂，能够絮凝H2O2氧化的硫；（7）从降低成本方向考虑，生石灰、H2O2和碳质吸附剂的成本较低。所以选择此种方案为最佳工艺。

参考文献

［1］陈国华.水体油污治理［M］.北京：化学工业出版社，2002.

［2］刘建兴，袁国清.油田采出水处理技术现状及发展趋势［J］.工业用水与废水，2007，38（5）：20-23.

［3］陈晓玲.活性炭处理含油废水技术试验［J］.实验科学与技术，2006，27（5）：27-28.

［4］邱滔，陈志刚.膨胀石墨深度处理油田废水研究［J］.江苏工业学院学报，2006，18（4）：11-13.

［5］周久锐.焦炭处理含油废水效果研究［J］.贵州师范大学学报（自然科学版），1999，17（2）：46-49.

化工管理

Research progress of oilfield wastewater treatment

SUN Li-li
（Donghao Co.，Ltd.，Daqing Oilfield，Daqing 163000，China）

Abstract：The oilfield sewage is large amount, heavy polluted and unworkable. The traditional treatment is not efficient. According to the content of each substance in the sewage, calcium oxide and H2O2combination was adopted to remove sulfur and multi-stage adsorption by carbon absorbent. The results meet the requirements.

Key words：oilfield sewage；adsorbent；multi-stage absorption

中图分类号：TE992.2；TE132.1

文献标识码：A

DOI：10.16247/j.cnki.23-1171/tq. 20160446

收稿日期：2016-01-05

作者简介：孙莉莉（1982-），女，黑龙江省大庆市人，技术员，2006年毕业于沈阳工业大学，过程装备与控制工程专业，本科，主要从事化工设备管理工作。