一、油田污水產(chǎn)生的原因

現(xiàn)在我國(guó)陸上油田出油含水量已達(dá)80%～90%。隨著油田開(kāi)發(fā)時(shí)間的增長(zhǎng)，產(chǎn)出的污水也隨之增多。我國(guó)一些干旱地區(qū)，水資源嚴(yán)重缺乏，如何將采油過(guò)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(shí)意義。如果將此水回注地層，補(bǔ)充地層壓力，這樣既避免環(huán)境污染，又實(shí)現(xiàn)了水資源的循環(huán)利用。但這種污水經(jīng)過(guò)地層時(shí)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(jià)鈣離子、二價(jià)鎂離子、三價(jià)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(xì)菌提供了滋生環(huán)境的大量有機(jī)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(guò)一定的化學(xué)過(guò)程，將會(huì)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(wú)法注水和采油，使造價(jià)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(huì)破壞地層的滲透性，堵塞地層即垢堵，使原油產(chǎn)不出來(lái)，使整口井報(bào)廢。同時(shí)這種污水不合理的回注和排放還會(huì)使地面設(shè)備不能正常工作，會(huì)造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。因此，對(duì)油田污水進(jìn)行有效的處理，防止腐蝕、結(jié)垢和細(xì)菌的危害，具有巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

二、油田污水處理技術(shù)

1、物理法

物理處理法的重點(diǎn)是去除廢水中的礦物質(zhì)和大部分固體懸浮物、油類(lèi)等。物理法主要包括重力分離、離心分離、過(guò)濾、粗?；?、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(jìn)行重力分離是油田廢水治理的關(guān)鍵。從油水分離的試驗(yàn)結(jié)果看，沉淀時(shí)間越長(zhǎng)，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(chǎng)，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(guò)不同的出口排出，達(dá)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(jī)。其中水力旋流器，由于具有體積小、重量輕、分離性能好、運(yùn)行安全可靠等優(yōu)點(diǎn)，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(guó)引進(jìn)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(guò)濾器有壓力式和重力式兩種，目前我國(guó)油田普遍采用的是壓力式，有石英砂過(guò)濾器、核桃殼過(guò)濾器、雙層濾料過(guò)濾器、多層濾料過(guò)濾器等。近年來(lái)，隨著纖維材料的發(fā)展，以纖維材料為濾料發(fā)展起來(lái)的深床高精度纖維球過(guò)濾器，因其具有纖維細(xì)密、過(guò)濾時(shí)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(diǎn)，發(fā)展迅速。

④.粗?；侵负蛷U水通過(guò)一個(gè)裝有粗?；牧系脑O(shè)備時(shí)，油珠粒徑由小變大的過(guò)程。目前常用的粗?；牧嫌惺⑸啊o(wú)煙煤、蛇紋石、陶粒、樹(shù)脂等材料。粗?；凸抻靡匀コ?jīng)前期治理后的含油污水中的細(xì)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(lèi)技術(shù)的總稱(chēng)。主要包括微濾、超濾、納濾和反滲透等幾類(lèi)。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(jìn)展，逐漸從實(shí)驗(yàn)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(dú)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(duì)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(lèi)（聚合氯化鋁）、鐵鹽類(lèi)（三氯化鐵）、聚丙烯酰胺（PAM）類(lèi)、接枝淀粉類(lèi)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(wú)機(jī)物和有機(jī)物轉(zhuǎn)化為微毒、無(wú)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(lèi)?；瘜W(xué)氧化是指利用強(qiáng)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(dá)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(yáng)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(dá)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(yáng)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(dá)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(yáng)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(zhuān)屬吸附三種類(lèi)型。油田污水處理中采用的吸附主要是利用親油材料來(lái)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(lái)開(kāi)展了尋求新的吸油劑方面的研究，研究主要集中在兩點(diǎn)：一是把具有吸油性的無(wú)機(jī)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(duì)油的吸附性能。

20世紀(jì)70年代，美國(guó)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(wèn)世，超聲波的物理化學(xué)效應(yīng)逐漸成為人們的研究熱點(diǎn)。20世紀(jì)90年代以來(lái)，國(guó)內(nèi)外學(xué)者紛紛致力于超聲波降解有機(jī)物的研究，開(kāi)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(jī)污染物，結(jié)果表明，超聲波對(duì)污染水體的降解機(jī)理是聲空化效應(yīng)及由空化產(chǎn)生的增強(qiáng)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(jī)物分解為簡(jiǎn)單的物質(zhì)，將有毒的物質(zhì)轉(zhuǎn)化為無(wú)毒物質(zhì)，從而使廢水得以?xún)艋８鶕?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(dòng)，將廢水中的有機(jī)物分解為CO2、H2O、NH3、NO3?等；厭氧生物處理的特點(diǎn)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(jī)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(wú)二次污染，廣泛為各國(guó)所采用。油田廢水可生化性較差，且含有難降解的有機(jī)物，因此，目前國(guó)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(duì)環(huán)境污染認(rèn)識(shí)的加深， 油田污水處理后回用已經(jīng)越來(lái)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(duì)油田污水系統(tǒng)改造的投入外，關(guān)鍵是依靠科技進(jìn)步，加強(qiáng)科技攻關(guān)，針對(duì)油田急需解決的難題開(kāi)展研究，開(kāi)發(fā)一批實(shí)用新技術(shù)，滿(mǎn)足油田開(kāi)發(fā)的需求。