采油厂污水处理现状及对策

刘江鱼，杨成艳，高萃，张文丽，刘晓霞

(延长油田股份有限公司吴起采油厂，陕西 延安 717600)

0 引言

在油田开采企业中，油田污水指的是在石油开采生产过程中所产生的各种废水的总和，包括：钻井施工用水、石油开采过程中用水、地表面生产用水、工作人员生活用水等部分构成。采油厂在污水处理过程中，可能受到多种因素影响和制约，为进一步提升采油厂污水处理水平，工作人员应实时监督和管控污水处理流程，并采用多种类型施工工艺，如物理、化学、生物等技术，在提升污水处理水平同时，减少对当地环境破坏以及影响，促进人与自然和谐发展。

1 油田污水处理重要性

时代不断进步，社会不断发展，人们对美好生活的品质和质量要求也与日俱增。但是，一些油田企业在进行日常生产中所产生的油田废水其组成成分比较复杂，比如含有硫离子、含硫化合物、碳酸钙、酚类化学物质、石油化合物衍生物等，这些化学物质其主要特点都是难以与水相融，在自然环境作用下不能达到很好地分解和处理，若是随意排放到环境中或者泄漏都会给当地人居环境造成较大影响。

因此，在可持续发展理念下，要对油田污水处理进行创新、研究，在油田企业污水处理中合理使用化学药剂对其进行合理使用和处理，可以减少油田污水中的杂质以及有害物质产生，确保污水经过多道工序处理之后能够继续使用，让企业能够在可持续发展理念下与当地居民稳定和谐发展。

在实践中，经过相关研究发现，采用油田化学剂对油田企业污水进行处理，可有效减少污水中有毒物质的含量，可使油田企业产生的污水能达到使用标准或排放标准，有效降解硫化物以及酚类物质等对环境有着较大危害的化学物质。

2 采油厂污水处理技术

2.1 物理方法

合理应用物理处理污水方法，有助于减少污水中的大部分油类以及固体颗粒物等。如油田膜分离技术，通过污水处理装置，油田膜分离技术实现高速旋转，并产生较强离心力，由于杂质与废水在质量上有着较大差异，因此，在离心力作用下，将杂质与废水进行分离，顺着污水处理装置排出，从而实现处理污水目的。

通常情况下，膜分离技术主要有微滤、超滤、纳滤以及反渗透等类型，是由具有拦截能力制成的特殊类型多孔材料膜实现有效清除采油厂污水中多种类型杂质。因产生离心力程度的不同，又可分为旋流分离器以及离心分离器两种。相比离心分离器，旋流分离器因其性能较好、质量较轻、较为方便等特点，被广泛应用在采油厂污水处理中。该技术目前已经取得突破性进展，已从实验室逐渐应用到实践中[1]。

2.2 化学方法

在采油厂处理污水期间，若单独使用化学或者物理法难以完全去除污水中的溶解性杂质、胶性物质以及油废水乳化油，可采用混凝剂沉淀方法、转化法、化学中和法等方式进行处理[2]。根据相关研究发现，化学方法处理油田废水是最有效的方式之一，主要有缓蚀剂、杀菌剂、絮凝剂以及阻垢剂等化学方法，其中能将油田废水中的微毒物质或者让有毒物质转化为容易被水分解状态。氧化方法主要分为电解、化学以及光化学等三种类型。

通过选用不同类型的氧化剂，可进一步分解在油田废水中的有害物质，从而实现净化废水目的。电解法是在油田污水中插入正负电极，通上电流，让油田废水中油以及一些污染物在氧化物质或者氧化作用下发生化学氧化反应，从而达到减少废水中污染物目的。

另外还有物理化学结合法处理油田废水污水技术，如吸附法和气浮法，其中吸附法是将化学性质不明显的并带有一定油液吸附性的材料进行污水处理，常见的材料为活性炭。虽然活性炭的吸附性较强，但是其造价较高，而采用吸附法处理废水的过程中吸附材料的使用量比较大，不适宜大规模使用，但是在对采油厂废水进行深度处理时可以使用活性炭。气浮法的工作原理主要是将气体利用微小气泡的方法打入到废水中，这些微小气泡在废水中吸附一些油性粒子，这样微小气泡在上浮的过程中就可以将油性粒子带至废水表面，然后将其与废水进行分离，实现污水处理。在采油厂污水处理工作中，为了增加气浮法的工作效率，经常会使用一些悬浮剂来增加其效果，并且能够增加微小气泡与胶性物质的结合度。

2.3 生物处理法

在采油厂处理污水期间，也可利用生物处理方式进行污水处理。生物处理污水工艺主要是利用微生物具备的分解作用，将采油厂废水中的有害物质进行分解，并将有害物质转化为无毒物质，充分发挥生物处理污水工艺实际作用。有厌氧生物处理污水工艺、好氧污水处理工艺两种组成生物污水处理法。厌氧法污水处理技术主要是在采油厂污水中注入相应规格的厌氧生物菌，生物菌利用自身能力将污水中有机物质进行降解，并将其转换为水、二氧化碳等。

好氧污水处理技术主要是在污水中使氧含量达到相应标准时投入使用，污水中有机物转化为二氧化碳、水以及NO3等。微生物在废水中将大分子有机物通过酶的作用进行降解，从而将分子结构中的自由能释放出来，然后将自由能转变为生物能物质，微生物利用三磷酸腺苷进行生物合成反应，从而实现菌种群落的扩大。而在这过程中，可以将废水中的胶态或者溶解态的大分子有机物转化为无害物质，从而实现污水治理的效果。

3 污水处理试剂类型

3.1 缓蚀杀菌剂

在油田开采企业中，所排出的油田废水中含有一定量的细菌以及微生物，若不能对污水进行及时处理，会严重破坏当地生态以及环境，会损伤当地生物链，对动植物生存带来影响，也会直接影响到人们身体健康。与此同时，由于污水中所含有的微生物以及细菌较多，在自然因素以及化学因素影响下，会产生很多有害气体，给当地生态环境带来很大的影响。因此，采用杀菌剂对污水进行处理，可将污水中含有的细菌以及微生物消灭干净，并且可以根据不同菌种类型使用针对性的杀菌剂，可以将油田废水对环境影响降到最低。

3.2 絮凝剂

絮凝剂可分为有机、无机、复合絮凝剂这三种类型。絮凝剂的主要作用可分为沉降、凝结、架桥等。在油田污水处理中应用絮凝剂，可使絮体杂质等下沉到沉降区底部，从而达到清理污水效果形成清澈水质的作用。架桥作用则是通过高聚物与胶粒通过吸附作用进行桥梁连接。高聚物分子因其具备较强线性结构让其能够与胶粒结合产生化学基团，并且二者通过化学反应互相依附凝结，高聚物另一部分分子与溶液之中胶性粒子也进行依附，从而具备较强聚合效果。凝结效果则因为胶性粒子对一些负号粒子有着一定的吸附作用，在这种效果作用下可以中和其部分电荷，有效减少静电排斥力，可以与其余不同颗粒互相依附并形成颗粒物絮体作用，达到油田废水处理效果。

3.3 阻垢剂

在油田企业运行过程中，产生油田废水之后其内含有众多种类不溶性杂质。进行油田废水处理时，常常发生结垢现象，这些污垢存在金属设备表面并进行累计，积累到一定程度甚至会影响到油田正常生产和运行。在油田注水设备中，因为结垢情况产生的问题比较常见，金属管道结垢以后其整体运输水量明显减少、消耗能量明显增加、结垢表面损害程度加剧，严重时甚至会影响设备正常运行，让油井使用周期大大缩短，会增加企业正常运行成本，影响企业发展。

阻垢药剂是具有能分散水中的难溶性无机盐、阻止或干扰难溶性无机盐在金属表面的沉淀、结垢功能，并且能进一步防止爆管，维持金属设备有良好的传热效果的一类药剂。阻垢剂可分为天然阻垢剂、合成阻垢剂两种。而合成阻垢剂又可以分为有机磷酸盐阻垢剂、绿色阻垢剂、有机物阻垢剂等类型。有机磷酸盐类型阻垢剂能有效将油田企业污水中的钙、镁等离子结合并进行分解，使用化学反应将污垢中的碳酸盐离子分解，将结晶碳酸钙分子结构转变为不能有效结合的分子结构，从而有效扼制晶体的生长和扩散，并且慢慢将其打散分解。天然阻垢剂的组成成分主要是淀粉、纤维素等，天然阻垢剂形成范围较广，但是有效阻断结垢效果一般，效率较低，逐渐被合成阻垢剂所代替。

4 案例分析

4.1 项目概况

吴起采油厂油沟联合站于2007 年投入运行污水处理系统，采出水主要是延10 层原油和长4 采出水，并设计采出水处理能力为1 000 m3/d，但根据相关研究发现，目前实际处理量为650 m3/d 左右。目前，该采油厂联合站采出水处理后外输送至17 号注水站进行回注，进行站内回注，采取PVC 材质制作采集出流程管线。

4.2 油沟联合站水质波动情况及解决措施

在油沟联合站正常运行期间，可能存在着来水发黑，含油量较少情况。出现这一问题主要原因在于水中细菌、泥沙含量较高。因此，工作人员需进行混凝实验小样观察，并且相应加大药剂比例，同时观察各个端口实际情况：(1)过滤前水质较好，过滤之后水发蒙不透亮，这主要原因在于过滤罐可能长时间没有清洗，导致管内细菌增生。需提高反洗频率，延长反洗时间，在特殊情况下，进行开罐检查。(2) 过滤后水质发黄，出现黄色絮体，这主要原因在于采油厂污水处理时间过短，导致大量悬浮物颗粒没充分沉降。除复合混凝剂之外，也需加强其余药剂增加量，并且提供过滤罐反洗力度，定期观察水样实际情况，以便及时相应调整。(3)经过过滤之后水质较好，但是当放置一段时间之后，水质逐渐发黄，并且有黄色絮体。这主要原因在于絮体内可能含有Fe2+离子。也可能出现Fe3+需要持续增加复合混凝剂药量，但是工作人员应监控实际情况，以免投入混凝剂过量。

4.3 提供精细化管控力度

针对吴起采油厂油沟联合站处理难度逐渐加大情况，需提高对污水处理站管控力度，设置污水治理达标管理部门，不断优化以及改进污水处理指标考核制度，并制定相应工作标准，实现从污水站来水，直至外输污水水质达标，从而让污水处理环节都能按操作标准及具体参数进行。同时，强化监管力度，可采取月度检查、季度评比方式。同时制定污水处理奖惩制度，对于表现较为优秀的员工可给予物质和精神方面奖励。部分污水处理厂在处理期间，可能因为缺少相应过滤设备，导致控制悬浮物相对困难，可提高对清砂和排泥力度，有助于提升排泥效率，并且定期对排泥设施进行维护和保养，有助于提升回收水质质量，并确保各环节回收指标平稳。此外，因为药剂本身可能具有一定腐蚀性，导致经过多年运行之后，各加药系统存在一定腐蚀问题，可能导致药剂泵损坏，管线穿孔现象较为严重。因此，需要定期更换药剂泵损坏部件。

5 结语

综上所述，技术创新和发展对油田污水处理水平提出更高的要求。以吴起采油厂油沟联合站为例，分析油污处理现状，以及影响处理污水水平主要因素。同时依据企业自身油田污水不同，选择相应化学技术、物理技术以及生物技术等多种类型处理方式，有助于提升污水处理水平，减少对当地生态环境造成的破坏以及影响，提升企业经济效益，促进企业可持续发展。