一、油田污水產(chǎn)生的原因

現(xiàn)在我國陸上油田出油含水量已達80%～90%。隨著油田開發(fā)時間的增長，產(chǎn)出的污水也隨之增多。我國一些干旱地區(qū)，水資源嚴(yán)重缺乏，如何將采油過程中產(chǎn)生的污水變廢為寶，處理后用于飲用或灌溉，具有十分重要的現(xiàn)實意義。如果將此水回注地層，補充地層壓力，這樣既避免環(huán)境污染，又實現(xiàn)了水資源的循環(huán)利用。但這種污水經(jīng)過地層時攜帶了大量成分復(fù)雜的礦物質(zhì)，其中主要成分包括二價鈣離子、二價鎂離子、三價鐵離子、碳酸氫根離子、碳酸根離子、硫酸根離子、少量原油、硫化氫以及為有害細菌提供了滋生環(huán)境的大量有機雜質(zhì)等。這些物質(zhì)的含量根據(jù)不同地區(qū)的地質(zhì)特性略有不同。如將這種污水不經(jīng)處理直接注人地層，它們經(jīng)過一定的化學(xué)過程，將會引起注水管、抽油管的嚴(yán)重腐蝕或結(jié)垢，使地層空隙堵塞。腐蝕的結(jié)果是使注水管和抽油管洞蝕或破裂，結(jié)垢的結(jié)果是使抽油管、注水管逐漸堵塞，無法注水和采油，使造價昂貴的抽油井和注水井出現(xiàn)嚴(yán)重的事故發(fā)生在地層中的結(jié)垢，會破壞地層的滲透性，堵塞地層即垢堵，使原油產(chǎn)不出來，使整口井報廢。同時這種污水不合理的回注和排放還會使地面設(shè)備不能正常工作，會造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。因此，對油田污水進行有效的處理，防止腐蝕、結(jié)垢和細菌的危害，具有巨大的經(jīng)濟效益和社會效益。

二、油田污水處理技術(shù)

1、物理法

物理處理法的重點是去除廢水中的礦物質(zhì)和大部分固體懸浮物、油類等。物理法主要包括重力分離、離心分離、過濾、粗粒化、膜分離和蒸發(fā)等方法。

①.重力分離技術(shù)，依靠油水比重差進行重力分離是油田廢水治理的關(guān)鍵。從油水分離的試驗結(jié)果看，沉淀時間越長，從水中分離浮油的效果越好。自然沉降除油罐、重力沉降罐、隔油池作為含油廢水治理的基本手段，已被各油田廣泛使用。

②.離心分離是使裝有廢水的容器高速旋轉(zhuǎn)，形成離心力場，因顆粒和污水的質(zhì)量不同，受到的離心力也不同。質(zhì)量大的受到較大離心力作用被甩向外側(cè)，質(zhì)量小的則停留在內(nèi)側(cè)，各自通過不同的出口排出，達到分離污染物的目的。含油廢水經(jīng)離心分離后，油集中在中心部位，而廢水則集中在靠外側(cè)的器壁上。按照離心力產(chǎn)生的方式，離心分離可分為水力旋流分離器和離心機。其中水力旋流器，由于具有體積小、重量輕、分離性能好、運行安全可靠等優(yōu)點，而備受重視。目前在世界各油田，如中東、非洲、西歐、美洲等地區(qū)的海上和陸地油田都有應(yīng)用。我國引進的數(shù)套Vortoil水力旋流器，在油田污水處理上取得了良好的效果。

③.過濾器有壓力式和重力式兩種，目前我國油田普遍采用的是壓力式，有石英砂過濾器、核桃殼過濾器、雙層濾料過濾器、多層濾料過濾器等。近年來，隨著纖維材料的發(fā)展，以纖維材料為濾料發(fā)展起來的深床高精度纖維球過濾器，因其具有纖維細密、過濾時可形成上大下小的理想濾料空隙分布、納污能力大、反洗濾料不流失等優(yōu)點，發(fā)展迅速。

④.粗粒化，是指含油廢水通過一個裝有粗粒化材料的設(shè)備時，油珠粒徑由小變大的過程。目前常用的粗?；牧嫌惺⑸?、無煙煤、蛇紋石、陶粒、樹脂等材料。粗粒化除油罐用以去除經(jīng)前期治理后的含油污水中的細小油珠和乳化油。

⑤.膜分離技術(shù)被認(rèn)為是“21世紀(jì)的水處理技術(shù)”，是一大類技術(shù)的總稱。主要包括微濾、超濾、納濾和反滲透等幾類。這些膜分離產(chǎn)品均是利用特殊制造的多孔材料的攔截能力，以物理截留的方式去除水中一定顆粒大小的雜質(zhì)。特別是超濾，己經(jīng)在除油的相關(guān)研究中取得了一定的進展，逐漸從實驗室走向?qū)嶋H應(yīng)用階段。

2、化學(xué)法

化學(xué)法主要用于處理廢水中不能單獨用物理法或生物法去除的一部分膠體和溶解性物質(zhì)，特別是含油廢水中的乳化油。包括混凝沉淀、化學(xué)轉(zhuǎn)化和中和法。

①.混凝沉淀法是借助混凝劑對膠體粒子的靜電中和、吸附、架橋等作用使膠體粒子脫穩(wěn)，在絮凝劑的作用下，發(fā)生絮凝沉淀以去除污水中的懸浮物和可溶性污染物。目前采用的混凝劑主要有鋁鹽類（聚合氯化鋁）、鐵鹽類（三氯化鐵）、聚丙烯酰胺（PAM）類、接枝淀粉類等。

②.化學(xué)氧化是轉(zhuǎn)化廢水中污染物的有效方法，能將廢水中呈溶解狀態(tài)的無機物和有機物轉(zhuǎn)化為微毒、無毒物質(zhì)或轉(zhuǎn)化成容易與水分離的形態(tài)。該法分為化學(xué)氧化法，電解氧化法和光化學(xué)催化氧化法3類?；瘜W(xué)氧化是指利用強氧化劑（如O2、O3、Cl2、H2O2、KMnO4、K2FeO4等）氧化分解廢水中油和COD等污染物質(zhì)以達到凈化廢水的一種方法。電解氧化法是指在廢水中插上電極，通以一定的直流電.廢水中的油和COD等污染物在陽極發(fā)生電氧化作用或與電解產(chǎn)生的氧化性物質(zhì)（如C12、C1O-、Fe3-等）發(fā)生化學(xué)氧化還原作用，以達到凈化廢水的一種方法。光化學(xué)催化氧化法是指以半導(dǎo)體材料（如TiO2、Fe2O3、WO3等）利用太陽光能或人造光能（如紫外燈、日光燈等）使廢水中的油和COD等污染物質(zhì)降解以達到凈化廢水的一種方法。目前常用的處理含油廢水的方法包括超臨界水氧化、濕式空氣氧化、臭氧氧化、TiO2電極氧化、Fenton試劑氧化等。

3、物理化學(xué)法

油田污水物化處理法通常包括氣浮法和吸附法兩種。

①.氣浮法是將空氣以微小氣泡形式注入水中，使微小氣泡與在水中懸浮的油粒粘附，因其密度小于水而上浮，形成浮渣層從水中分離。常投加浮選劑提高浮選效果，浮選劑一方面具有破乳作用和起泡作用，另一方面還有吸附架橋作用，可以使膠體粒子聚集隨氣泡一起上浮。把電氣浮技術(shù)應(yīng)用于油田采出水處理中，研究表明電氣浮工藝用于油田采出水除油及殺菌是可行的。陽極用于除油，陰極用于殺菌，除油率為80%～90%，電耗約為0.1kW·h/m3。

②.吸附法主要是利用固體吸附劑去除廢水中多種污染物。根據(jù)固體表面吸附力的不同，吸附可分為表面吸附、離子交換吸附和專屬吸附三種類型。油田污水處理中采用的吸附主要是利用親油材料來吸附水中的油。常用的吸附材料是活性炭，由于其吸附容量有限，且成本高，再生困難，使用受到一定的限制，故一般只用于含油廢水的深度處理。因此，近年來開展了尋求新的吸油劑方面的研究，研究主要集中在兩點：一是把具有吸油性的無機填充劑與交聯(lián)聚合物相結(jié)合，提高吸附容量：二是提高吸油材料的親水性，改善其對油的吸附性能。

20世紀(jì)70年代，美國學(xué)者Richard首次提出了超聲波輻照的化學(xué)效應(yīng)，隨著超聲波技術(shù)的不斷發(fā)展，大功率超聲波設(shè)備的問世，超聲波的物理化學(xué)效應(yīng)逐漸成為人們的研究熱點。20世紀(jì)90年代以來，國內(nèi)外學(xué)者紛紛致力于超聲波降解有機物的研究，開始將超聲波應(yīng)用于控制水污染，尤其是治理廢水中難以降解的有毒有機污染物，結(jié)果表明，超聲波對污染水體的降解機理是聲空化效應(yīng)及由空化產(chǎn)生的增強化學(xué)反應(yīng)的活性自由基的作用。

4、生物法

生物法是利用微生物的生化作用，將復(fù)雜的有機物分解為簡單的物質(zhì)，將有毒的物質(zhì)轉(zhuǎn)化為無毒物質(zhì)，從而使廢水得以凈化。根據(jù)氧氣的供應(yīng)與否，將生物法分成好氧生物處理和厭氧生物處理，好氧生物處理是在水中有充分的溶解氧的情況下，利用好氧微生物的活動，將廢水中的有機物分解為CO2、H2O、NH3、NO3?等；厭氧生物處理的特點是可以在厭氧反應(yīng)器中穩(wěn)定的保持足夠的厭氧生物菌體，使廢水中的有機物降解為CH4、CO2、H2O等。生物法較物理或化學(xué)方法成本低，投資少，效率高，無二次污染，廣泛為各國所采用。油田廢水可生化性較差，且含有難降解的有機物，因此，目前國內(nèi)外普遍采用A/O法、接觸氧化、曝氣生物濾池（BAF）、SBR、UASB等處理油田污水。

隨著全球范圍水資源短缺的加劇，以及人們對環(huán)境污染認(rèn)識的加深， 油田污水處理后回用已經(jīng)越來越受到重視。為了解決油田污水處理，一定要大力推廣新技術(shù)，新工藝，新設(shè)備。除了加大對油田污水系統(tǒng)改造的投入外，關(guān)鍵是依靠科技進步，加強科技攻關(guān)，針對油田急需解決的難題開展研究，開發(fā)一批實用新技術(shù)，滿足油田開發(fā)的需求。