国内外采油废水处理技术研究

摘要：文章論述了采油废水处理现状，重点阐述了国内外处理采油废水技术研究进展，包括物理方法、物理化学方法、生化法、化学法。认为研发新技术和多种技术综合应用，是今后处理采油废水的发展趋势。

关键词：采油废水；方法；进展；趋势

一、近几年来，国内多数油田相继步入开发后期，采油废水产量逐年增加，现阶段处理采油废水的方法可分为四类：物理法，包括气浮法、膜分离法、旋流分离法；物理化学法，包括混凝法、电解絮凝-浮选法、吸附法、超临界水氧化法、微波处理法，生化法；化学法包括光化学氧化及光催化氧化法、Fenton试剂法、臭氧氧化及其组合法等。

二、采油废水处理方法

（1）物理法有：①气浮法，原理是将压缩空气在污水中后释放，水中的空气以微小气泡向上逸出成为载体，使废水中的乳化油、微小悬浮颗粒等粘附在气泡上一同上浮，从而去除悬浮物。该方法适用分离颗粒直径大于10μm的悬浮固体、分散油和乳化油，以及油水密度差不超过0.05mg/L的采油废水的油水分离。②膜分离法 原理是利用膜两侧的压差选择透过性进行分离和提纯的技术，膜从溶液中分离溶质是依据膜的尺寸、荷电、形状以及溶质和膜表面间的分子相互作用而决定的。根据膜本身结构的特点，选择适宜的膜过程和膜组件，可一次性去除水体中颗粒直径小于10μm以下的油珠。不会造成二次污染，与此同时，还具有节能、 无相变、生物稳定性好、设备简单、操作方便、安全性高等特点[1]。但是膜分离技术由于存在浓差极化和膜污染等问题，致使运行中渗透通量将随运行时间的延长而下降，而且膜的价格昂贵，更换频率快，造成处理成本高，阻碍膜分离技术大规模的应用。③旋流分离法，该法适合于处理油水密度差大于0.05mg/L的含油污水，可以去除颗粒直径大于10μm的悬浮固体及分散油。处理设备旋流器具有重量轻、体积小、速度快、操作压力 范围大、处理水量大等优点，成为了一种高效的除油设备。但旋流器存在内壁不耐磨，运行不稳定等问题，应用受到了一定局限。

（2）物理化学法：物理化学处理方法主要用于处理废水中不能单独用物理法或者生物法去除的胶体和溶解性物质，特别是含油废水中的乳化油。常用的物理化学处理法有混凝法、吸附法、 超临界水氧化法等。①混凝法，混凝法通过向水体中投放混凝剂来破坏胶体的稳定性，使胶体粒子（称胶粒）发生絮凝，并产生絮凝物，以发生吸附作用，将废水中污染物吸附在一起，而后沉降与水分离的方法。②电解絮凝浮选技术，气浮选技术。该方法主要分离比重接近于水的悬浮物质（油类，纤维，活性污泥等）。主要原理是：大量微小气泡的产生后，微小气泡与悬浮物质粘附。这种技术对石油类的去除率可以达到90%以上，对机械杂质及悬浮物的去除率可达95%以上。③吸附法吸附法就是废水通过活性炭、粘土等多孔介质的粉末或颗粒，使污染物被吸附在多孔介质表面或被过滤去除。在采油废水处理中，活性炭吸附法可去除废水中大量难以降解的有机污染物，对化学需氧量去除率达70%-90%。④超临界水氧化法，超临界水氧化法由于在特殊的高温、高压状态下反应，面临的主要问题是反应器材的腐蚀，对反应器材质要求高、功耗大，因而研制长期耐高温、耐腐蚀的反应器材质是该法大规模工业化应用的关键。⑤微波法，微波法就是利用微波的量子能使化合物中化学键减弱，促进化合物的分解。优点是加热速度快、反应均匀，设备简单，便于控制，节能高效、无污染。微波法往往需要和其它方法结合使用以达到有机物分解的作用。因此，微波法应用的领域也仅限于油气田回注水消毒灭菌。

（3）废水生化处理技术可分为厌氧生物法和好氧生物法两大类。厌氧生物法是在无氧的条件下，以兼性细菌和厌氧菌降解有机物的生物处理方法。好氧生物法是在有氧的条件下，利用微生物的新陈代谢实现污染物的降解。

（4）化学法主要为化学氧化法，其常用的氧化剂有臭氧，漂白粉，次氯酸钠、双氧水等。臭氧是一种极强的氧化剂和消毒剂，其氧化反应快，在低浓度下也能进行反应，在水中不产生持久性残余，没有二次污染问题。

①光化学氧化及光催化氧化。光化学氧化法是利用臭氧和过氧化氢作为氧化剂，在可见光或紫外光的照射下使污染物氧化分解。光化学氧化法可以在常温常压条件下进行反应，并且有很强的氧化能力，使得光化学氧化在近几十年来发展的很快，目前间接光降解的应用较多。

② Fenton试剂及类芬顿试剂法。二价铁离子（Fe2+）和过氧化氢之间的链式反应催化生成HO·自由基，在特定的酸度下，Fe（OH）3以胶体形态存在，并具有凝聚、吸附性能，水中悬浮物和杂质可被去除。

③臭氧氧化及其组合法：第1臭氧的氧化还原电位很高，氧化能力狠强，反应速度较快，通常在低浓度下也可进行，并且在水中也不会产生持久性残留，不会造成二次污染。臭氧发生器的成本相对较高，处理耗电量大，设备维修费用较高，不宜单独使用。第2催化臭氧化技术是一种新型的在常温常压下将平常难以用臭氧单独氧化或降解的有机物进行氧化的技术方法。催化臭氧化作用也是利用反应过程中产生的大量高氧化性自由基（羟基自由基）来氧化分解水中的有机物，以净化水质。第3Fe/C微电解技术 .Fe/C微电解工艺进行废水处理的过程实际上是內部和外部双重电解反应的过程。其吸附能力远远高于一般的Fe（OH）3絮凝剂。通过以上各种作用使铁碳微电解工艺去除水中的污染物。

三、上述各种处理采油废水的方法有很多优点，但是存在技术、经济效益和环境保护等问题，为了满足日益严格的环保要求，采油废水处理越显重要，加强各种采油废水处理新技术、新材料、新工艺的研究和革新，以达到经济效益和环境效益相统一，将是今后采油废水处理技术的发展趋势。

[1]徐英，李发永.超滤膜处理含油污水后污垢的清洗[J】石油大学学报（自然科学版），1997，21（4）： 70-73.

作者简介：夏娟，毕业于长江大学环境工程专业，主要从事油气田废水分析、处理工作，现任中原油田采油四厂采油管理三区污水站技术助理）

（作者单位：中原油田分公司采油四厂 河南 濮阳）