油田采油废水处理技术应用及研究进展

王凯 冯彦明 孙莉 龙清玉

摘要：在实际处理采油废水过程中，各油田应结合自身情况，同时考虑运行成本、工艺可行性、出水水质等因素，选择最佳的组合工艺。并且不断地发展新的处理技术以优化组合工艺，保证更加科学高效地提升油田采油废水的处理效率，最大程度地减少对生态环境的污染。

关键词：油田;采油;废水处理技术

随着对油田开采规模的不断扩大，开采油田污水也在不断增多，人们对油田采油废水有许多种处理的方法，但是，油田采油废水的处理方法仍需要相关工作人员进一步努力，不断地对其进行完善与更新，达到低污染、低成本处理油田采油废水的效果。

一、油田采油废水成因

现阶段我国陆上油田基本都采用注水开发方式，这种方法操作较为简便，但会对环境造成污染。注水开采方式是向地层注入高压水，高压水进入地层后会驱动原油使原油从油井中被开采出来。在经过了一段时间注水后，注入水将随原油一起被采出，随着开发时间延长，采出原油含水率将不断上升，油田原油在外输或外运之前要求必须将水脱出，合格原油允许含水率为0.5%以下。

例如我国的大庆油田的综合含水率已接近90%。原油脱水后就会产生大量的废水。随着油田的持续开采，油田废水的产生量也相应地增加，废水的性质及组成成分也越来越复杂，假如废水不经任何处理直接排入天然水体，势必引起水体的严重污染。水体被污染后，会导致水的颜色的改变、混浊、散发着难闻的气体，某些生物种群的减少或死亡，另一生物种群的出现和剧增等现象。这些废水也会成为微生物的营养源，使有机物分解而被消化。分解过程中消耗水中大量的溶解氧，一旦水体中氧气补给不足;则将使氧化作用停止，进而阻碍空气进入水体。如这些废水直接排入土壤会引起土壤盐渍化，土壤会变得越来越脆弱无法耕种。油田废水不仅有害于水的利用，而且油在水面形成油膜后，影响氧气的进入，对生物造成危害，漂浮在水面上的油膜还容易填塞鱼的鳃部，使鱼窒息;漂浮在水面上的油层，还可随水流和风的影响，可以扩散很远，致使海滩变坏、休养地、风景区被破坏，鸟类生活也遭到危害。

二、目前国内外常见的采油废水处理技术

1化学法

化学法主要包括混凝法和化学氧化法两大类。混凝法通常是在废水中加入混凝剂，这种方法的原理是利用胶体粒子表面电荷作用，来减小互相之间的作用力，而失去稳定性的胶体粒子会聚集在一起，体积慢慢增大，由于这些胶体一般由很大的表面积，可以将污水中的悬浮物、可溶性污染物除去。混凝法的主要特点是，使用pH值范围较宽，试剂用量较少和处理效率较高。

化学氧化法的原理主要是依靠氧化还原反应，将废水中的有机物分解成易降解的小分子无机物和有机物，这种方法可以和其他方法一起使用，也可以单独使用。当前高级氧化工艺已作为一项新兴的污水处理技术，在油田污水处理中得到了较好的推广。具体说来氧化技术可以细分为以下几种：NaClO氧化法、Fenton氧化法、O3氧化法、湿式氧化法和其他的氧化方法。

2物理法

物理法主要包括重力分离技术和粗粒化技术。其中，重力分离技术根据油和水的不同物理特性，将浮游、乳化油以及分散油从废水中除去，主要的分离技术有离心法、自然沉降法、水力旋流法等。重力分离技术的运行费用较低、效果稳定且易管理，对废水有很强的适应性，主要应用在油田废水的处理中。但是，该方法也有一个很大的缺点，就是自动化程度低，若废水的处理量很大时，需要较多的设备。

粗粒化技术则主要通过聚结、碰撞、截流、附着等作用，不断增大油类的粒径，最终将其捕获而去除，这一过程是在粗粒化装置中实现的，一般，粗粒化设备都较小，操作也较为简单，可用来去除采油废水中分散油和乳化油。对于过滤技术来说，我们在油田上主要采用的是压力式过滤器和重力式过滤器，这两种过滤器的过滤速度都很高，而且可以用来处理多种含油废水，针对我国的油田废水处理问题，压力式过滤器更加适合，重力式过滤器的效果稍差，现在已经基本不再使用。

3物理化学法

物理化学法可分为电解法、吸附法以及离子交换软化法。其中，电解法又包括电解气浮法和电解絮凝法。电解气浮法主要根据电解水产生的氧气和氢气气泡的气浮作用，进而去除废水中的油类和悬浮物，由于这些气泡的体积小、数量多，可用于废水的回注处理。后者方法则是通过外加电压的作用，金属电极在被氧化时，会释放出大量的金属离子，这些金属离子又能发生水解作用，生成具有混凝和絮凝作用的膠体，进而将废水中的悬浮颗粒物和细小微粒去除，改善废水的水质。

吸附法一般指废水中的油类和溶解性有机物，易被亲油性的材料吸附在材料表面和空隙中。常用的吸油材料，除了活性炭之外，还有煤炭、石英砂、陶粒、木屑、吸油毡以及吸附树脂等。活性炭的吸附容量较为有限，且成本很高、再生困难，因此有被其他吸附材料逐渐取代的趋势。

离子交换软化法主要是利用水中的钙镁离子，与树脂进行离子交换，进而降低两者的离子浓度，最终达到软化水质的目的。目前，我国所研究的离子交换软化技术，主要是用来软化稠油开采区的采出水，从而可以使废水达到注气用水的标准。国内目前有油田已应用了离子交换软化技术，但是由于该项技术还不够成熟，处理成本也很高，所以在我国一直未能得到广泛的应用。

4生物法

生物法主要是根据微生物的生长代谢作用，达到分解和转化有机物的目的。目前，针对含油废水处理的方法主要有：活性污泥法、曝气生物法、接触氧化法、氧化塘法、厌氧生物法、生物强化法等。生物法作为一项经济且易管理的方法，已在油田中得到了广泛应用。

5水质改性技术

在油田废水处理中，利用水质改性技术就是在油田废水中投入石灰乳，因为石灰乳呈碱性，可以使采油废水pH值升高，除去一些油田采油废水中的有害离子，之后在利用部分离子絮凝沉淀对油田采油废水做进一步的处理，可以减小采油废水的腐蚀性，达到水质净化的目的。一些油田在处理采油废水时采用水质改善技术，不仅保障了废水处理后的水质，还避免了污水对管线的腐蚀。

总结：

油田采油废水的危害是十分巨大的，不仅对水、空气、土壤等造成危害，更会造成物种多样性的减少，造成大量物种灭绝，假如油田采油废水进入到地下水组织，污染到人类所引用的水那将会严重危害人类健康，造成多种严重疾病。我们在注重开发资源的同时也应该注意保护环境，不能“走先污染后治理”的老路，应该时时注意到环境的保护。

参考文献

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