重慶水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院

油田污水處理現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

閔志華重慶水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院

我國已進(jìn)入油田開采中后期，各油田大力發(fā)展驅(qū)油技術(shù)，導(dǎo)致油田污水處理出現(xiàn)許多新問題，為此開展了油田污水處理技術(shù)及發(fā)展趨勢的研究。我國油田污水處理技術(shù)方法存在許多不足：腐蝕和結(jié)垢問題仍然制約著油田污水處理效果；污水處理后二次污染問題嚴(yán)重；藥劑配置和再生成本高；技術(shù)和設(shè)備陳舊。因此提出當(dāng)前我國油田污水處理發(fā)展趨勢應(yīng)從精細(xì)化、高效化、科學(xué)化入手，主要進(jìn)行以下攻關(guān)：有針對性地研發(fā)污水處理新型藥劑；嘗試開展污水處理耦合工藝；開發(fā)新設(shè)備、引進(jìn)新技術(shù)及膜處理技術(shù)改進(jìn)研究。

油田污水；處理；設(shè)備；現(xiàn)狀

1 污水處理面臨的問題

我國已進(jìn)入油田開采中后期，各油田大力發(fā)展驅(qū)油技術(shù)，導(dǎo)致油田污水處理出現(xiàn)許多新問題[1]。

（1）聚合物驅(qū)采廢水問題。通過相關(guān)聚合物改變注水性質(zhì)的驅(qū)采油技術(shù)得到廣泛應(yīng)用，但是由于聚合物驅(qū)存在高分子聚丙烯酰胺等物質(zhì)，使得污水黏度變大、乳化油變得更加穩(wěn)定，致使油水分離更加困難，根據(jù)油田污水回注水質(zhì)的要求，污水中的聚合物必須清除干凈，這就導(dǎo)致污水除油處理更加困難。

（2）稠油污水處理難度高。在稠油開采時，為了開采方便通常向地層注入高壓蒸汽以降低原油黏度，稠油開采廢水一般都是通過污水處理后進(jìn)行鍋爐回用，凈化后用于熱采鍋爐的廢水水質(zhì)應(yīng)達(dá)到回用水水質(zhì)的要求，而稠油污水含油量高，一般在1 000mg/L以上，要達(dá)到回用水水質(zhì)要求非常困難。而且，現(xiàn)有的污水處理技術(shù)對污水硬度、SiO2等幾項(xiàng)的去除幾乎沒有任何作用，更達(dá)不到回用水水質(zhì)要求的回注標(biāo)準(zhǔn)，這也是當(dāng)前面臨的問題。

（3）低滲透油田污水處理難。低滲透油田占了我國油田儲備的絕大部分，為了不堵塞開采底層和保持油田開采的滲透性，低滲透油田開采標(biāo)準(zhǔn)比較嚴(yán)格：回注水要達(dá)到濾膜系數(shù)≥25，水中顆粒直徑≤0.5μm。而且低滲透油田注水一般要求使用清水，當(dāng)前常規(guī)污水處理方法很難滿足上述要求也是低滲透油田污水處理面臨的問題。

2 污水處理技術(shù)現(xiàn)狀

2.1 油田污水處理方法對比分析

當(dāng)前油田污水處理技術(shù)有多種，根據(jù)油田地區(qū)、污水性質(zhì)特征等使用不同的處理方法。通過對各種處理方法進(jìn)行歸納可分為物理法、化學(xué)法、生物法三種[2]。各處理方法包括多種處理技術(shù)，每種方法都有其優(yōu)點(diǎn)和局限性，受污水成分和油田地區(qū)性質(zhì)、回收利用要求、排放方式等多種因素影響，需要使用相應(yīng)的處理技術(shù)才能達(dá)到滿意效果。不同污水處理技術(shù)方法的特點(diǎn)對比分析如表1所示。

表1 不同污水處理技術(shù)方法的對比分析

上述油田污水處理方法是當(dāng)前國內(nèi)外油田污水處理的主流技術(shù)方法，除此之外，還有電解處理法、超聲波處理法等，這些方法雖然處理水質(zhì)效果好，但是設(shè)備裝置復(fù)雜且成本高，一般難以處理大規(guī)模污水。

2.2 污水處理設(shè)備

近幾年來，在傳統(tǒng)污水處理設(shè)備基礎(chǔ)上，國內(nèi)外相繼開發(fā)并使用了一些新型設(shè)備，如氣浮設(shè)備、水力旋流設(shè)備、油水分離設(shè)備、精細(xì)過濾設(shè)備等。

（1）浮選設(shè)備。新型浮選設(shè)備裝置包括多個浮選室的密閉式浮選罐，每個浮選室內(nèi)部都安裝有1個氣體分布管，油田污水經(jīng)過浮選罐處理后下層為清水，上層的油被收集到儲油箱中，達(dá)到油水分離的效果。該設(shè)備具有污水處理效果好、維護(hù)成本低等特點(diǎn)。

（2）水力旋流設(shè)備。水力旋流設(shè)備是當(dāng)前油田污水處理中的一種重要設(shè)備，用水力旋流裝置對油田污水進(jìn)行處理后，可以使污水中固體懸浮物含量小于8 g/L，油含量降低到3 g/L以下，水箱中的處理水可以直接進(jìn)入過濾環(huán)節(jié)。

（3）油水分離設(shè)備。在使用水力旋流設(shè)備除油的基礎(chǔ)上，許多油田使用一些特殊的設(shè)備對油水進(jìn)行分離，這些設(shè)備采用油水分離動力學(xué)聚結(jié)、粗?；夹g(shù)能夠更好地分離乳化油、高密度含油污水等。

（4）精細(xì)過濾設(shè)備。過濾是污水處理中最關(guān)鍵的步驟，通過兩次過濾可以將油田污水中的顆粒、固體、稠油滴、結(jié)垢物等進(jìn)行清除，精細(xì)過濾設(shè)備能夠清除98%以上的≤2μm顆粒。

油田污水處理中還包括其他許多常用的設(shè)備，如沉降罐、增壓泵、膜裝置、氣泡產(chǎn)生器等。

2.3 當(dāng)前污水處理技術(shù)存在的不足

通過對我國油田污水處理技術(shù)方法、設(shè)備等現(xiàn)狀進(jìn)行分析，在油田污水處理技術(shù)方面還存在許多不足：

（1）腐蝕和結(jié)垢問題仍然制約著油田污水處理效果。雖然污水處理中采取了防腐蝕和防結(jié)垢措施，例如電化學(xué)防腐、電磁防結(jié)垢等，但是由于成本限制、設(shè)備落后、技術(shù)落實(shí)等原因，腐蝕和結(jié)垢問題依然嚴(yán)峻，嚴(yán)重影響了油田污水處理的開展。

（2）污水處理后二次污染問題嚴(yán)重。雖然油田污水經(jīng)過污水處理，但是由于污水處理技術(shù)條件的限制，污水中還是含有Fe2+，會逐步氧化造成設(shè)備和管道腐蝕，污水中含有的硫酸還原菌（SRP）也會逐步反應(yīng)、沉淀造成水質(zhì)二次污染。

（3）藥劑配置和再生成本高。化學(xué)處理法的藥劑配備和生物法微生物再生等難度大，其使用量大，污水處理時成本較高，嚴(yán)重影響了油田開采成本。

（4）技術(shù)和設(shè)備陳舊。多數(shù)油田污水處理采用的是傳統(tǒng)技術(shù)和老式設(shè)備，污水處理效率低。

3 污水處理發(fā)展趨勢及展望

當(dāng)前我國油田污水處理發(fā)展趨勢應(yīng)從精細(xì)化、高效化、科學(xué)化入手，主要進(jìn)行以下攻關(guān)：

（1）有針對性地研發(fā)污水處理新型藥劑。研發(fā)高效污水處理有機(jī)化合物和無機(jī)化合物的新型水處理藥劑：一方面要具備絮凝、防腐蝕、防結(jié)垢、殺菌燈多種功能；另一方面要以純天然有機(jī)高分子代替現(xiàn)有的人工合成絮凝劑，減少環(huán)境污染和水質(zhì)二次污染；第三方面是要盡量降低藥劑生產(chǎn)成本。

（2）嘗試開展污水處理耦合工藝。對現(xiàn)有的污水處理浮選法、水力旋流、絮凝等常規(guī)方法工藝進(jìn)行改進(jìn)，增加相關(guān)新設(shè)備，對其工藝進(jìn)行耦合，通過多個工藝流程相結(jié)合處理，發(fā)揮各個工藝單元的優(yōu)勢，以達(dá)到最終污水處理效果好、成本低、污染低的目的。

（3）開發(fā)新設(shè)備和引進(jìn)新技術(shù)。開發(fā)使用新式污水處理設(shè)備和新技術(shù)，可以大幅度地降低設(shè)備損耗、提高處理效率，改進(jìn)污水處理存在的不足，不斷地提高污水處理效果。

（4）膜處理技術(shù)改進(jìn)研究。膜處理法研究要開發(fā)膜通量大、膜性能好、抗污染、有破乳特性的功能膜，并使其能夠良好耦合化學(xué)絮凝、沉淀技術(shù)、微生物分解技術(shù)等方法；同時研發(fā)符合其處理要求的膜分離器，以達(dá)到最好的污水處理效果和最佳的經(jīng)濟(jì)效益。

4 結(jié)語

我國油田污水處理技術(shù)方法較多且使用較為廣泛，這些傳統(tǒng)的方法在處理污水的同時不可避免地存在許多缺點(diǎn)和不足。在對比分析油田污水處理方法的基礎(chǔ)上，提出發(fā)展新型處理藥劑、研究新設(shè)備與新技術(shù)、嘗試處理工藝耦合、改進(jìn)膜分離技術(shù)等四個方面的發(fā)展趨勢。油田污水處理將會有更多的新技術(shù)和新設(shè)備，以提高污水的處理效率、降低處理成本。

[1]陳文兵，張永奇．國內(nèi)油田含油污水處理現(xiàn)狀與展望[J]．太原理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2001，32（4）：383-385.

[2]陳國威，尹先清．油田采油污水處理現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J]．工業(yè)水處理，2012，22（12）：13-16.

（欄目主持 張秀麗）

10.3969/j.issn.1006-6896.2014.7.036