江 旭
(大慶油田第三采油廠規(guī)劃設計研究所,黑龍江 大慶 163000)
石油是我國重要的礦產(chǎn)能源,是我國發(fā)展戰(zhàn)略能源的核心組成部分。近年來我國生態(tài)環(huán)境日漸惡化,各類因工業(yè)生產(chǎn)造成的環(huán)境污染已經(jīng)威脅到國家的生存基發(fā)展,為此石油行業(yè)未來發(fā)展的核心問題是在最大限度降低對環(huán)境破壞的前提下確保石油產(chǎn)量。石油生產(chǎn)污水排放一直是重要的生產(chǎn)污染源頭之一,對含油污水的處理一直是業(yè)內(nèi)最為重視課題之一[1]。化學三采階段,含油污水中污染物含量更為復雜,需要進一步提高污水處理技術,才可以實現(xiàn)對污水的達標處理。
根據(jù)油田的開發(fā)現(xiàn)狀以及產(chǎn)量需求,我國大部分油田已經(jīng)進入了三次采油階段。水驅已經(jīng)不能為油藏提供足夠的驅油動力,化學驅油技術、熱力驅油技術、微生物驅油技術逐漸成為了主力驅油技術。其中化學驅油技術是通過向油藏中加入表活劑等化學制劑,改變原油物性,提高原油活性和流動性,從而提高原油的采收效率?;瘜W驅油技術在應用中需要向地下注入大量的化學藥劑,導致含油污水成分十分復雜,并存在粘度高、乳化程度高的不良現(xiàn)象。同時化學驅油技術產(chǎn)生的污水,其成分受到油田地理位置、采油工藝以及輸油工藝的影響呈多樣性。從而導致含油污水處理方法無法大面積適用。
目前我國多數(shù)油田已經(jīng)進入開采末期,原油含水量的不斷增高無法逆轉,許多油田都面對污水處理壓力不斷增大的生產(chǎn)問題,污水回注曾經(jīng)是解決部分污水的工藝方法,但近年來采出水量與回注水量的平衡關系被打破,大量的含油污水必須經(jīng)過處理后外排,污水處理困難或處理效率較低等問題已經(jīng)成為制約油田發(fā)展的重要瓶頸。
一直以來我國對于環(huán)保問題都十分重視,尤其在工業(yè)行業(yè)中,對污水的排放有這更為嚴格的標準,我國政府頒布的《污水綜合排放標準》文件中,對各類型污水的處理后排放標準有著嚴格的要求。同時許多地方政府為了應對自身管轄區(qū)域內(nèi)日漸惡化的生態(tài)環(huán)境,針對本地企業(yè)在國家排放標準的前提下制定了更為嚴格的排放制度。如我國二排放標準中要求污水中石油含量需要低于10mg/L,而陜西、遼寧、天津的地方標準中,最低要求污水石油成分應低于5mg/L。指標的逐步嚴格直接反應了我國政府以及各級地方政府對環(huán)境保護的決心,以及做出了具體努力[2]。因此改進污水處理工藝,優(yōu)化污水處理藥劑以及成為石油行業(yè)生存發(fā)展所必需的面對的課題。
石油在污水中有多種存在形態(tài)形式,根據(jù)不同狀態(tài)下油滴粒徑大小以及存在形式,可以分為漂浮油、分散油;乳化油和溶解油等幾種。油水分離技術是根據(jù)不同形態(tài)油的物理化學特性進行油水分離,達到處理污水的目的。其中懸浮油一般以油膜以及漂浮油塊的形式存在與污水中,分散油以油滴的形態(tài)懸浮與無水腫,乳化油和溶解油是最難去除的油污,其油粒徑大小可以達到納米級。分散油和乳化油可以通過離心分離的方法實現(xiàn)油水分離,通過在高速旋轉下油水密度差進行物理分離。分散油可以通過粗粒畫法進行分離,將含有污水加壓通過裝有粗粒濾材的容器中,讓油滴與粗粒濾材充分基礎,并吸附至過濾材料上,實現(xiàn)油水分離。過濾法針對漂浮油效果良好[3]。
Codcr也是含油污水中存在的有害物質之一,我國對污水中codcr的含量也有明確的要求,codcr主要由有機物以及亞硝酸鹽等物質組成,亞硝酸亞對動物以及人類有明顯的殺傷力。目前對codcr的去除主要使用武力吸附法。庫用多孔材料作為濾材,實現(xiàn)對codcr的吸附,常用的吸附材料有活性碳、沸石、活性氧化鋁等等。上述材料均具有豐富的空隙結構,屬于典型的疏水吸附劑。
其中活性炭造價低廉獲取難度低是應用最為廣泛的活性材料之一,同時可再生,具有更高的環(huán)保價值。沸石是一種天然礦物,相比活性炭空隙結構更為豐富,具有更高的過濾性能,但其對污水中帶靜電的污染物存在天然排斥,應用空間較為狹窄。
化學法也是重要的codcr去除方法之一,常用的化學方法有氧化法、臭氧氧化法、催化氧化法等幾種。其中直接氧化具有選擇性,主要是臭氧與含有雙鍵的有機物發(fā)生反應,因此對芳香烴類化合物和不飽和脂肪烴作用效果明顯;而間接氧化主要是只由臭氧分解生成無選擇性的羥基自由基OH,進而與有機污染物反應,去除CODCr。通過臭氧氧化,污水中有機物可降解為小分子的CO2和H2O,同時可將水中有色物質氧化,達到除色的效果。芬頓試劑是指由Fe2+和H2O2組成的氧化體系,在Fe2+的作用下H2O2反應生成羥基自由基OH和Fe3+,OH可降解污水中的有機污染物和硫。同時,生成的Fe(OH)3膠體吸附能力強,對水中污染物可起到絮凝效果。
生物法是最新的污水處理技術之一,利用水中大量的有機成分作為碳源,通過微生物代謝作用對污水中有害物質進行分解,微生物分解代謝過程對氧氣含量有明確的要求,分為厭氧法和好癢其法兩種,其中好氧法根據(jù)氧氣基礎方式可以分為生物池法、活性污泥法、硫酸鹽法等等。生物法去除codcr需要注意以下幾點,第一,提高污水的再生性;第二,培養(yǎng)高效的降解細菌;第三,深度開展氧化污水處理技術;第四,在有條件的地區(qū)采用生物法處理后水質相對穩(wěn)定,但采用生物法所需設備體積,前期一次性投資大,需要專人操作維護。
本文對探討了含油污水處理的對生態(tài)環(huán)境保護的意義和我國以及各級人民政府對含油污水處理的標準,并深入分析了化學三才階段,含油污水的處理方法,從油水分離、codcr、生物降解三個技術角度,深入探討了污水處理的技術要點。但研究層級較潛,僅從技術層面探討處理的可行性,沒有處理技術的經(jīng)濟可行性、操作可行性等進行更為細致的分析,需要進一步的研究和完善。