采油污水深度处理技术分析

采油污水深度处理技术分析

翟海亮

（华北油田分公司第三采油厂，河北省河间市）

摘要：随着我国石油工业的快速发展，采油污水的产生量也日益增加。采油污水是指在石油开采过程中，由于地下水和地层水与原油混合而产生的一种复杂性质的污水。采油污水中含有大量的石油、有机物、无机盐、细菌和悬浮物等，对环境和人体健康造成极大的危害。因此，采油污水的处理显得尤为重要。本文将对采油污水深度处理技术进行分析，探讨其优缺点以及适用性。

关键词：油田；采油污水；处理现状；深度处理；

前言

我国大部分油田已进入中后期开采阶段，采出液含水量逐年递增，许多油田含水达90%以上，导致采油污水处理量增加较快，并且处理难度越来越大。随着环保要求的提高，水资源日趋紧张，搞好油田污水处理是当务之急。传统的工艺、设备和技术因处理效率较低、工程投资大、处理成本高，不能满足油田污水处理的需要。如果有效的解决含油污水处理，就可以实现了节约用水，污水资源化的环保目的。

1油田采油污水的特点

油田采油污水是指在油田开采过程中产生的含有油脂、悬浮物、溶解物和化学添加剂的废水。由于原油特性、采油方法、地质条件等不同，油田采出水的水质各异，但又有共性。油田采油污水的特殊性质和复杂成分，使得其具有以下特点：

（1）高含油量：油田采油污水中含有大量的油脂，通常油含量在5000-10000mg/L以上，甚至更高。这使得油田采油污水具有很高的污染性和难处理性。

（2） 复杂成分：油田采油污水中除了油脂外，还含有悬浮物、溶解物和化学添加剂等多种成分。其中悬浮物主要包括泥沙、矿物颗粒、藻类和细菌等；溶解物主要包括无机盐、重金属和有机物等。这些复杂成分的存在使得油田采油污水的处理难度增加。

（3）水质波动性大：油田采油污水的水质波动性大，随着油井开采情况的变化，油田采油污水的水质也会发生变化。这使得油田采油污水的处理工艺需要具有一定的适应性和灵活性。

（4）高浓度的离子：油田采油污水中含有大量的无机盐和重金属离子，如氯化物、硫酸盐、铁离子等。这些离子的存在会对环境造成一定的影响，并增加了油田采油污水的处理难度。

（5）高浓度的有机物：油田采油污水中含有大量的有机物，如石油烃类、表面活性剂和防腐剂等。这些有机物的存在对水体生态系统和人体健康都会造成一定的危害。

（6）高盐度：由于油田采油过程中需要注入大量的地下水来维持油井的压力，导致油田采油污水中含有较高的盐度。高盐度的油田采油污水对处理工艺会产生一定的影响。

（7）高温：油田采油污水的温度通常较高，一般在40-60摄氏度之间。高温使得污水中的有机物更容易溶解，增加了处理的难度。

2传统油田水处理技术

陆上采油污水处理工艺一般含沉降罐(自然沉降罐、混凝沉降罐)、压力过滤罐(核桃壳过滤罐、石英砂过滤罐、纤维球过滤罐)等基本处理单元，另外还含有斜板隔油罐、横向流隔油罐、双向流过滤罐、浮选隔油罐等选配单元，同时辅以反相破乳剂、杀菌剂、缓蚀剂等水处理药剂的应用。目前，我国采油污水大多是物理和化学方法相结合的技术达到回注水的要求。以下为采油污水回注处理主要采用的六种流程。

(1)沉降除油-斜板除油-石英砂(或无烟煤)过滤流程

(2)沉降除油-混凝除油-核桃壳(或纤维)过滤流程

(3)斜板除油-浮选-过滤流程

(4)除油-膜过滤流程

(5)大罐沉降-横向流除油-二级过滤流程

(6)水力旋流-混凝沉降-过滤流程

总体来讲，各油田采用的处理工艺流程大体可以分为两种：三段治理流程和二段治理流程。二段治理流程为三段治理流程的简化，主要组成部分是除油、砂滤。水处理过程中所开发的破乳剂性能逐步优化，经脱水处理的污水含油率下降，且污水的温度越高，乳化程度越低。此流程简单，设备投入少，节约投资。适于进水质量较好的情况。

3传统工艺存在的问题

目前，我国的油田污水处理技术基本属于初级处理，并未进行深度处理。主要存在以下几方面的问题。

(1)整体处理工艺单一。传统的“老三套"工艺依然占很大比例，深度处理工艺应用缺乏，而且工艺处理效果不好。

(2)在回注水和外排水上普遍存在问题。我国低渗透油藏开发比例逐年提高，对注入水水质要求很高，加大了污水处理难度。现有的处理工艺设施出水中石油类、悬浮固体浓度依然较高。

(3)采用化学絮凝法所带来的问题。化学絮凝是常采用的方法，需要加入絮凝剂，还有水质调节剂、防腐剂和除垢剂等化学药剂，容易产生二次污染；药剂投加量大，污泥产量高，增加了污泥排放及处理、处置难度，造成外输水质指标超标，影响了区块的回注效果。

(4)不具备脱盐能力。由于现有处理设施中多数不具有去除污水中大量无机盐的功能，即使其他指标达标，这类污水外排也会引起生态环境的严重污染。

(5)对含表面活性剂的分散油和乳化油处理效果差。我国部分油田已进入三次采油阶段，采油污水中含有大量表面活性剂，油的乳化程度加剧，为污水处理增加了难度。现有处理设施对于浮油和分散油的去除效果较好，而对含有表面活性剂的分散油和乳化油效果较差，所以采油污水中以分散油(含表面活性剂)和乳化油形式存在的油类的去除成为难题。

(6)污水处理站的自动化程度不高，手动操作多，工人劳动强度大，而且一般比较笨重，不易操作管理，生产效益低。

(7)我国油田污水处理回注的整体技术、工艺、管理水平低，不能及时引进、消化国际先进的技术与设备，没有借鉴外国先进的管理经验，这也是污水处理效率低，水质无法达标的主要原因之一。

4采油污水深度处理技术

根据我国采油污水的特点和处理要求，深度处理技术应具备以下特点：

（1）高效去除有机物和无机物：采油污水中含有大量的石油、有机物和无机盐等污染物，处理技术应具备高效的去除能力。

（2）抗冲击负荷能力强：采油污水的水质和水量波动较大，处理技术应具备较强的抗冲击负荷能力。

（3）节能环保：处理技术应具备较低的能耗和较少的二次污染。

（4）投资和运行成本合理：处理技术应具备较低的投资和运行成本，以满足采油企业的经济性要求。

4.1生物处理技术：

采油污水生物处理技术是一种利用微生物降解污染物的方法，通过引入适宜的微生物菌群，加速油脂和悬浮物的降解，达到净化水质的目的。该技术具有处理效率高、运行成本低等优点，被广泛应用于石油行业。

采油污水生物处理的关键是选择适宜的微生物菌种。一般选择具有高降解能力的油脂降解菌、悬浮物降解菌和硫化物降解菌等。这些菌种在处理过程中会利用油脂和悬浮物作为能源和营养来源，通过代谢作用将其降解为无害的物质。

采油污水生物处理技术主要包括生物反应器、曝气系统和污泥处理系统等组成部分。生物反应器是处理的核心设备，通常采用曝气式活性污泥法或厌氧生物反应器。曝气系统通过输送空气或氧气，提供足够的氧气供给微生物菌群的代谢需求。污泥处理系统则负责处理反应器中产生的污泥，通常采用浓缩、脱水和干化等方法。

采油污水生物处理技术的处理效果受到多种因素的影响，如温度、pH值、溶解氧浓度等。一般来说，适宜的温度范围是20-35摄氏度，pH值保持在6-8之间，溶解氧浓度不低于2毫克/升。此外，还需要控制水质中的盐度、COD和悬浮物浓度等指标，以保证处理效果。

4.2膜分离技术：

膜分离技术包括超滤、纳滤、反渗透等过程，通过膜的选择性通透性，将水中的溶解物、悬浮物以及油脂等分离出来。超滤技术主要用于去除悬浮物和胶体颗粒；纳滤技术则可以去除较小分子量的有机物质和重金属离子；而反渗透技术则可以去除更为细小的溶解物质。

采油污水膜分离处理技术是利用膜的分离原理，通过将废水与膜进行接触，通过膜的选择性透过性，将废水中的油类、悬浮物等污染物分离出来，从而达到净化废水的目的。该技术主要包括微滤、超滤、纳滤和反渗透等不同的膜过程。

微滤是一种通过微孔的方式进行分离的膜过程，其孔径一般在0.1-10微米之间，可以有效去除废水中的悬浮物、颗粒物等大分子物质。超滤是一种通过孔径在1-100纳米之间的膜进行分离的过程，可以有效去除废水中的高分子有机物和胶体物质。纳滤则是一种通过孔径在0.1-10纳米之间的膜进行分离的过程，可以有效去除废水中的溶解性有机物、重金属离子等。反渗透是一种通过孔径在0.001-0.01纳米之间的膜进行分离的过程，可以有效去除废水中的溶解性无机盐和微量有机物。

采油污水膜分离处理技术的优点在于处理效率高。由于膜的选择性透过性，可以有效地去除废水中的油类、悬浮物、有机物和无机盐等污染物，使得废水能够得到较好的净化。同时，该技术对于水质的要求较低，适用于各种不同种类的采油污水处理。此外，采油污水膜分离处理技术还可以实现连续运行，操作简单，管理方便。

4.3 电化学处理技术

采油污水电化学处理技术的主要原理是利用电解质和电流的作用，使污水中的有害物质发生氧化、还原等电化学反应，从而达到净化水质的目的。电化学处理技术是一种利用电流和电解质溶液中的电荷转移来实现污水处理的方法。采油污水电化学处理技术主要包括电沉积、电离、电吸附、电解等过程。

首先，电沉积是将电极与污水接触，通过电流的作用，将污水中的悬浮物和沉淀物沉积在电极上。这种方法可以有效地去除污水中的固体颗粒，使污水澄清。

其次，电离是指通过电解作用，将污水中的溶解物质分解成离子。电离可以使污水中的有机物和无机物变得更容易去除，从而减少污水的污染。

然后，电吸附是指利用电流和电极表面的电荷吸附污水中的有害物质。电吸附可以去除污水中的重金属离子、有机物等污染物质，提高污水的处理效果。

最后，电解是指通过电流的作用，将污水中的有害物质分解成无害物质。电解可以彻底分解污水中的有机物和无机物，实现污水的彻底处理。

5结束语

综上所述，采油污水深度处理技术应选择具有高效、抗冲击、节能环保和成本合理等特点的处理方法。在实际应用中，可根据采油污水的具体特点和处理要求，采用物理法、化学法和生物法等多种方法进行组合处理，以达到更好的处理效果。同时，应加强对采油污水深度处理技术的研究和创新，以满足不断提高的环保要求。

参考文献

[1]付馨.油田污水处理技术问题浅析及新技术应用研究[J].化工管理,2018(21).192-192

[2]薛蓥.采油污水处理现状及其深度处理技术[J].化工设计通讯,2019(11).235+253

[3]李昕玥.我国三次采油污水处理技术研究进展[J].石化技术,2019(08).129-130