采油废水处理工艺研究

于金辰 刘欢 梁旺华

摘要：本文通过对采油废水的特征、来源和危害进行简要介绍，并对废水处理技术进行分析，利用现有废水处理工艺技术改变水质，提高资源利用的效率，减少油田采油的生产成本，并避免生态环境遭到破坏，保证油田的可持续发展。

关键词：采油废水;资源利用;特征;处理技术

一、采油废水的来源

石油的开采会导致油层压力不断下降，油田为保证原油的开采，需经常向油层注水补充油层压力，因此采出原油的含水率不断上升，这些经原油集输站脱油、脱蜡处理后的含油废水为油田采出水。采出水的成分比较复杂，通常含有油类、固体颗粒物、细菌以及硫化物，同时用于油水分离的破乳剂、絮凝剂以及杀菌剂的添加使废水处理难度加大，这些废水统称为采油废水。同时石油的开采过程中，绝大部分处于中、高含水期，通常石油开采的无水期较短，所以在油田生产的后期产生了大量的含油废水。

二、采油废水特征

采油废水的成分比较复杂，其中含有多种杂质，不仅有原油还有地层中的一些盐类、气体和悬浮固体。同时，在原油运输的过程当中，还掺进了一些化学制剂。另外，采出水含有的有机环境又适宜滋生大量细菌。因此采油废水的杂质非常多。

废水杂质含量使得采油废水的特点具有：细菌含量高、有机物含量高、悬浮固体多等特点。但是从全国陆上的油田来看，各个地方的采油废水差别还是很大的，废水受时间、采油工艺、地点环境不同的影响，其杂质的含量也呈现不同的特点。

三、采油废水危害

采油废水对周围环境的危害主要是石油、各种有机化学物质、盐类、重金属、放射性元素和化学处理剂等，具体表现在以下方面：

含油污水容易污染地下水，破坏水体资源。油类在进入水体后，主要以以浮油、乳化油、溶解油的形式存在，漂浮在水面的油膜阻断空气与水体间的气体交换，导致水体溶解氧含量下降，水质恶化。含油废水在进入农田后，不仅会污染土壤，还会覆盖在土壤表面，阻断氧气供给，造成土壤温度上升，对农作物的生长产生影响。同时，含油废水中的挥发性物质也容易在外界作用下挥发进入大气，造成大气污染。

四、采油废水处理措施

（1）气浮技术

气浮分离技术主要指的就是向采油废水中通入一定量的空气，并且以微小气泡的形式从水中析出并且成为载体，使废水中的微小的悬浮固体颗粒等污染物质粘附在气泡上，其密度小于水会上浮从而达到净化废水的目的。

（2）膜技术

选择合适的膜结构，可以一次性去除水中的固体颗粒，这种膜技术的去除率一般很高，不会造成二次污染，操作方便并且安全性较高。但是膜分离技术存在膜污染和浓差极化等问题，使得运行中渗透通量随运行时间的延长而下降，而且膜技术造价成本较高。

（3）旋流分离技术

旋流分离技术适合处理油水密度差大于0.05毫克每升的含油污水，可以去除颗粒直径大于10微米的悬浮固体以及分散油。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。但是旋流器不耐磨，运行不稳定，这也是该技术的一个缺点。

（4）混凝技术

在采油废水中加入混凝剂，胶体粒子的表面电荷就会很容易发生静电作用，减轻彼此间的排斥力和作用力，失去稳定性的胶体粒子可以通过吸附作用聚集，这样就可以将废水中的悬浮物除去。混凝剂的种类主要分为无机盐类和高分子类，无机盐类分为铁盐和铝盐;高分子类混凝剂主要应用较多的是聚合氯化铝和聚合硫酸铁等。混凝技术在油田废水的处理中，操作条件非常简单，装置较小，但是药剂的成本比较高。

（5）电解悬浮技术

电解悬浮技术主要分离的是比重接近水的悬浮物质，比如油类和纤维还有活性污泥等。其主要是通过大量微小气泡的产生与悬浮物质粘附，使废水的水质得到较大的改善。由于这些气泡较小并且数量很多，所以电解法对于微小颗粒物和悬浮物的去除效率非常高，可使得废水的额回注处理达到较好的效果。

（6）微波处理技术

微波处理技术利用微波的量子能使得化合物中的一些化学键产生振动或者转动，导致这些化学键的减弱，从而降低反应的活化能，促进化合物的分解。微波处理技术就是加热的速度很快，并且反应比较均匀，节能高效，没有什么污染产生，非常环保，设备也很简单非常容易操控。微波并不能单独应用于水处理中降解有机物质，而是需要和其他技术联立，因此这也是其局限性。

（7）生物法

生物法主要是利用微生物的生长代谢过程，实现有机物的分解与转化，目前针对含油废水处理的方法有活性污泥法、接触氧化法、厌氧生物法等。

其中活性污泥法具有运行管理方便、费用低的特点，但是最大的缺点是反应速度比较慢，必须保证足够长的停留时间才能使出水水质达到较高的要求。生物接触氧化、生物滤池等生物膜技术在采油废水处理中也有应用。采用厌氧生物法可以使得废水中难降解的有机污染物在厌氧菌的做一下转化为二氧化碳、水和甲烷等容易降解的化合物，通过这种过程来改善废水的生化性。

五、采油废水处理工艺流程

（1）一体化处理

采油废水处理工艺系统分为混凝沉降装置和撬装一体化处理装置，一般采油废水在混凝沉降罐内轮换完成进水、反应混凝、沉降分离，出水进入撬装一体化处理装置通过核心工艺涡旋向心气浮去除污水中的浮油，通过核桃壳+石英砂二级过滤，去除污水中的细小颗粒和悬浮物，处理规模一般为5～10m3/h。投加药剂为片碱 NaOH、絮凝剂 PAC、助凝剂 PAM。核心技术：该装置将涡流混凝、气浮、过滤等物理法水处理工艺技术融为一体，主要由油、泥、水分离装置、一体化细过滤器和一体化精过滤器三部分组成。

（2）旋流分离工艺

旋流分離工艺装置由气浮单元、旋流分离单元（核心工艺）、过滤单元和加药单元组成，处理规模一般为5m3/h。投加药剂为片碱 NaOH、絮凝剂 PAC、助凝剂 PAM。其中气浮单元采用不加药气浮工艺，气源为氮气，对悬浮物和油有一定的去除效果。过滤单元采用砂滤。核心技术：采油废水混合液通过切向入口进入旋流分离器，促使混合液在分离器内旋转在离心力的作用下利用两相或多相间的密度差来实现相分离的。

结束语

对含油废水的处理是油田实现其可持续发展和节约成本的一个重要方式，对采油废水进行回注不仅可以满足油田注水开采用水，同时也节约了水资源，并且为油田带来了一定的经济效益，有利于油田的发展。

参考文献：

[1]黄廷林，杨利伟.2000.  采油废水回注处理技术.  工业用水与废水，31（ 4）：1-3

[2]李志健，付政辉. 2009.电凝聚气浮技术处理采油废水的研究.中国给水排水，25（7）：83-85