劉瑜，常軍利，俱鵬(陜西長(zhǎng)實(shí)建設(shè)工程有限公司，陜西 西安 710045)

1 油田污水的產(chǎn)生及其性質(zhì)

原油脫水站是油田污水產(chǎn)生的主要來(lái)源，油田含油污水主要是經(jīng)過(guò)脫水站后分離而來(lái)，同時(shí)原油儲(chǔ)罐、污水處理站的洗井廢水也是油田含油污水的來(lái)源之一。由于含油污水來(lái)自于不同的地層和生產(chǎn)工藝，所以需要處理的水質(zhì)過(guò)于復(fù)雜，主要包括含油量、懸浮物、礦化度、結(jié)垢、離子、有機(jī)物、微生物等。而這些不同性質(zhì)的油田污水對(duì)于油田的生產(chǎn)和運(yùn)輸都會(huì)造成巨大的影響(地層堵塞、管道容器結(jié)垢、微生物繁殖造成腐蝕、堵塞管道、增加廢水處理成本消耗等)[1]。

2 油田污水處理的必要性及現(xiàn)狀

2.1 油田污水處理的必要性

首先，出于環(huán)境的保護(hù)需要。油田污水由于其所包含的復(fù)雜多樣化學(xué)成分，一旦油田污水向外排放對(duì)于周邊環(huán)境的污染和破壞是巨大的。因此我國(guó)制定了《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》來(lái)控制我國(guó)油田企業(yè)禁止隨意將污水外排。20世紀(jì)90年代，我國(guó)環(huán)保局就在第二次工業(yè)污染防治工作會(huì)議上強(qiáng)調(diào)，節(jié)水和廢水利用是我國(guó)工業(yè)水污染防治的關(guān)鍵核心，特別強(qiáng)調(diào)石油工業(yè)作為我國(guó)工業(yè)污染防治工作的重點(diǎn)關(guān)注對(duì)象，需要結(jié)合石油生產(chǎn)的特點(diǎn)來(lái)進(jìn)行不斷地研發(fā)新技術(shù)和設(shè)備來(lái)應(yīng)對(duì)工業(yè)污染。由于石油開采、運(yùn)輸過(guò)程中所產(chǎn)生的污染物種類復(fù)雜多樣，一旦讓這些化學(xué)成分復(fù)雜的污染物向外排放進(jìn)入水資源和土地資源范圍內(nèi)，不僅對(duì)大自然環(huán)境造成影響，同時(shí)也會(huì)順著食物鏈直接對(duì)人類的身體健康造成影響和破壞[2]。

其次，是油田注水開發(fā)的必然需求。現(xiàn)階段，我國(guó)仍面臨著水資源緊缺的現(xiàn)狀，然而油田注水開發(fā)正處在全面建設(shè)開發(fā)階段，如何將油田污水進(jìn)行有效防治并回收利用已然成為油田企業(yè)的關(guān)注要點(diǎn)。但是由于油田污水所蘊(yùn)含的化學(xué)成分過(guò)于復(fù)雜，如果將油田污水重新注入地層，可能會(huì)導(dǎo)致對(duì)油田堵塞、原油管道容器結(jié)垢、堵塞管道等危害出現(xiàn)。因此油田企業(yè)想要實(shí)現(xiàn)油田污水的回注必須要配套相應(yīng)的先進(jìn)技術(shù)和設(shè)備來(lái)進(jìn)行有效地處理油田污水所蘊(yùn)含的雜質(zhì)和化學(xué)成分?？偠灾?，油田污水回注是我國(guó)實(shí)現(xiàn)資源再生利用和減少污水外排的重要策略[3]。

2.2 油田污水處理現(xiàn)狀

現(xiàn)階段我國(guó)大部分的油田企業(yè)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了開采模式和開采工作流程的完善，含水量也隨著原油的開采而不斷增加。而近些年來(lái)由于全球人口的數(shù)量不斷增加以及水污染的情況嚴(yán)重，全球可利用的水資源數(shù)量和規(guī)模呈現(xiàn)逐年下降態(tài)勢(shì)，因此，有效將油田污水進(jìn)行處理也就成為了我國(guó)水資源保護(hù)和利用效率提高的關(guān)鍵所在。但是現(xiàn)階段我國(guó)對(duì)于油田污水的處理仍然存在污水處理效率低下、污水處理成本高、技術(shù)和管理方法還缺乏完善的問(wèn)題。而我國(guó)部分油田企業(yè)仍采用先隔離石油，再進(jìn)行過(guò)濾浮選除油來(lái)實(shí)現(xiàn)污水的處理，這種傳統(tǒng)的污水處理辦法不僅效率低下，而且還極大地消耗了人力物力[4]。

2.3 主要問(wèn)題

雖然油田企業(yè)逐漸采用聚合法驅(qū)采等技術(shù)方法來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)于油田注水開發(fā)工作以及水質(zhì)的處理，但是油田污水處理技術(shù)仍面臨著以下四大矛盾和問(wèn)題。

首先，各油田企業(yè)為了提高原油油層能量，通過(guò)向地層注入化學(xué)藥劑和水等來(lái)提高原油的注水粘度，波及系數(shù)等來(lái)實(shí)現(xiàn)注水開發(fā)更好的成效。但是這種注水開發(fā)的技術(shù)使得地層水成分更加復(fù)雜，反而增加了油田污水處理難度。其次，油田注水開發(fā)所需要的藥劑量、費(fèi)用成本較高，國(guó)家現(xiàn)階段要求各大油田不斷地提高生產(chǎn)效率同時(shí)降低生產(chǎn)成本，如何實(shí)現(xiàn)油田開發(fā)效果提高與注水開發(fā)所需要的藥劑量和費(fèi)用降低，已經(jīng)成為油田企業(yè)污水處理所面臨的重大難點(diǎn)。因此開發(fā)出藥劑量和費(fèi)用較低且運(yùn)行效率高的水處理劑已經(jīng)是油田企業(yè)推動(dòng)發(fā)展的必然選擇。再者，腐蝕管道和管道結(jié)垢仍然是油田污水系統(tǒng)開發(fā)和運(yùn)行的重要難題，雖然許多油田企業(yè)積極的采取各項(xiàng)技術(shù)和措施來(lái)應(yīng)對(duì)腐蝕管道和管道結(jié)構(gòu)問(wèn)題，但是受限于企業(yè)的投資資金、管理模式等因素的影響，管道結(jié)垢和腐蝕問(wèn)題依然沒有得到有效的解決。最后，雖然油田企業(yè)污水處理系統(tǒng)經(jīng)過(guò)了注水站的污水層層處理和過(guò)濾，但是在注水實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中仍發(fā)現(xiàn)水中的Fe經(jīng)過(guò)氧化后形成沉淀物質(zhì)，反而造成了水質(zhì)污染。再加上部分油田企業(yè)注水管線缺乏管線內(nèi)部的防腐設(shè)施，導(dǎo)致污水中SRB在長(zhǎng)時(shí)間的厭氧環(huán)境下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，水質(zhì)在新一輪沉淀下造成二次污染[5]。

3 油田污水處理常見技術(shù)

3.1 化學(xué)法

周天企業(yè)污水處理主要運(yùn)用的化學(xué)處理方法有化學(xué)轉(zhuǎn)換法和化學(xué)絮凝法。前者主要是通過(guò)對(duì)油田污水當(dāng)中的有機(jī)物和無(wú)機(jī)物直接運(yùn)用化學(xué)試劑來(lái)進(jìn)行產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，讓油田污水當(dāng)中的物質(zhì)轉(zhuǎn)化為無(wú)毒或微毒的成分后進(jìn)行分離排出；后者主要是通過(guò)將油田污水當(dāng)中的懸浮物和膠體利用絮凝劑來(lái)實(shí)現(xiàn)化學(xué)中和，通過(guò)將膠體與懸浮物轉(zhuǎn)化為絮凝體后直接進(jìn)行排除。油田污水處理技術(shù)采用化學(xué)方法的手段不僅操作簡(jiǎn)單、效果較強(qiáng)，而且還能實(shí)現(xiàn)與物理方法和生物方法進(jìn)行結(jié)合來(lái)進(jìn)一步提高對(duì)于油田污水處理的效率和質(zhì)量[6]。

3.2 物理法

物理處理油田污水技術(shù)方法需要大量的時(shí)間來(lái)進(jìn)行操作，主要是將油田污水當(dāng)中的不同成分進(jìn)行簡(jiǎn)單的分離和處理。物理方法的油田污水處理效果遠(yuǎn)不如化學(xué)方法和生物方法。而物理方法主流的操作技術(shù)有膜分離、水力旋流、粗化法三種。其中膜分離法是我國(guó)現(xiàn)階段物理方法石油污水處理的常見手段，也是物理處理方法的主要研究開發(fā)方向。

3.3 生物法

生物法主要是將油田污水當(dāng)中的元素(厭氧分子和好氧分子)與微生物進(jìn)行結(jié)合，將有毒物質(zhì)轉(zhuǎn)化為無(wú)毒物質(zhì)的一種轉(zhuǎn)變方法。生物法主要的處理方法由活性污泥法和生物膜法組成，并且在生物法較好的處理效果以及成本優(yōu)勢(shì)下逐漸成為我國(guó)油田企業(yè)油田污染處理的主流方法之一。

3.4 油田污水處理工藝

通過(guò)將油田污水當(dāng)中的油層成分、含油量等作為處理工藝的依據(jù)，并采用一級(jí)或二級(jí)處理工藝來(lái)進(jìn)行處理。一級(jí)處理工藝，主要是借助物理處理方法當(dāng)中的膜分離法、水力旋流法、粗化法來(lái)對(duì)油田污水當(dāng)中的浮游固體進(jìn)行分離處理。二級(jí)處理工藝，則是物理處理方法與化學(xué)處理方法、生物方法進(jìn)行結(jié)合，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)油田污水深度處理和去除溶解油的目標(biāo)。油田企業(yè)在進(jìn)行油田污水處理過(guò)程中，需要根據(jù)實(shí)際的污水處理情況和類型來(lái)采取合適的污水處理工藝。

4 油田污水處理技術(shù)的發(fā)展方向

4.1 污水處理藥劑的研發(fā)與創(chuàng)新

藥劑是油田污水處理的必要組成部分，現(xiàn)階段市場(chǎng)上已經(jīng)不斷地研發(fā)各種新型高效污水處理藥劑，這些新型高效污水處理藥劑主要包含新型化合物質(zhì)、氧化劑、復(fù)合化學(xué)物質(zhì)等藥劑成分，創(chuàng)新和發(fā)展新型高效污水處理藥劑的目的是為了有效降低油田污水當(dāng)中的水的黏度，并且通過(guò)藥劑來(lái)實(shí)現(xiàn)原油與水的分離，最終以油珠的方式進(jìn)行排出處理。通過(guò)研究和創(chuàng)新能夠更快地降解污水當(dāng)中的沉淀物、破乳速度加快、絮凝體積較小的新型高效處理藥劑，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)油田污水滅菌、去垢、防污染等功能，同時(shí)還能防止油田污水重新注入地層再次對(duì)水資源和原油資源造成污染的現(xiàn)象發(fā)生，最后還能實(shí)現(xiàn)新型高效污水處理藥劑能夠避免出現(xiàn)與污水過(guò)濾清潔后水中的物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，繼續(xù)生成有害物質(zhì)污染水資源和原油資源[7]。

4.2 污水處理裝備研發(fā)

經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，我國(guó)已經(jīng)逐步研發(fā)擁有自主產(chǎn)權(quán)的油田污水處理設(shè)備，并將研發(fā)先進(jìn)的污水處理設(shè)備運(yùn)用在實(shí)際的油田污水處理工作當(dāng)中。油田污水處理技術(shù)人員通過(guò)不斷地提高對(duì)于先進(jìn)設(shè)備的技術(shù)操作以及技術(shù)原理的了解，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的努力和操作后可以熟練地掌握先進(jìn)的油田污水處理設(shè)備，可以提高整體的污水處理效率和工作進(jìn)程。通過(guò)在我國(guó)油田企業(yè)廣泛地使用先進(jìn)的污水處理設(shè)備，不僅實(shí)現(xiàn)了大規(guī)模的污水處理效率提高，同時(shí)還推動(dòng)了我國(guó)油田無(wú)水通電事業(yè)的發(fā)展和整體進(jìn)程的創(chuàng)新與加快[8]。

4.3 復(fù)合反應(yīng)器的開發(fā)與運(yùn)用

通過(guò)在油田污水處理過(guò)程中運(yùn)用先進(jìn)的復(fù)合反應(yīng)器，不僅可以有效地提高污水處理的范圍和工作效率，同時(shí)還減少了過(guò)去復(fù)合反應(yīng)器占據(jù)大量的用地面積。生物處理技術(shù)與膜分離技術(shù)在先進(jìn)的復(fù)合反應(yīng)器的推動(dòng)下實(shí)現(xiàn)了兩者的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合，是我國(guó)現(xiàn)階段油田污水處理技術(shù)當(dāng)中最為先進(jìn)的技術(shù)之一。

5 結(jié)語(yǔ)

現(xiàn)階段我國(guó)油田污水處理所采用的化學(xué)法、物理法、生物法都具備各自的優(yōu)點(diǎn)與缺陷，伴隨著我國(guó)石油規(guī)模進(jìn)一步擴(kuò)大而產(chǎn)生的各種新型環(huán)境問(wèn)題，必須要不斷地提高和創(chuàng)新油田污水處理技術(shù)，才能有效地應(yīng)對(duì)未來(lái)可能出現(xiàn)的各種環(huán)境問(wèn)題對(duì)人類的生存造成的威脅。