关于我国油田污水处理技术现状的研究

　　摘要：在我国油田开采过程中，往往会产生、排放大量油田污水，不仅严重污染了环境，而且浪费了宝贵的水资源。进入新时代以来，建设“绿色中国”、“美丽中国”已经成为基本国策。为节约资源、保护环境，创造石油生产的绿色发展方式，必须认真研究油田污水处理技术。本文将分析油田污水处理技术的现状，并探索油田污水处理技术的发展方向。

　　关键词：油田污水;处理技术;现状;研究;探索

　　在国内油田采油生产中，往往会伴随产生大量油田污水。如何处理油田污水，一直是石油生产中的一个难题。

　　1油田污水

　　1.1油田污水

　　我国石油资源多为重质稠油，油田自喷井数量少，自喷时间短。为保证采油量，全国各大油田基本采用注水开发方式，即向油层注入高压水，保持油层压力，驱动原油流动，方便抽油机抽取原油。但经过持续多年的注水后，注入油层的水会随着原油被抽出，导致原油含水率不断上升[1]。合格原油含水率不允许超过0.5%，但大庆油田综合含水率早已超过77%。这就需要对原油进行脱水，从而产生油田污水。

　　1.2油田污水的性质及其危害

　　油田污水浑浊不清，含有大量细小的泥砂、粉砂、细菌、胶体等杂质，矿化度可超过每升数十万毫克，伴有硫化氢异味，密度高于1g/cm3，粘度高于1mPa·S，具有较强的导电性。油田污水中含有钾离子(K+)、钠离子(Na+)、钙离子(Ca2+)、镁离子(Mg2+)、锶离子(Sr2+)、钡离子(Ba2+)、铁离子(Fe3+、Fe2+)、氯离子(Cl)、氢氧根离子(OH)、碳酸氢根离子、碳酸根离子、硫酸根离子以及大量硫化物。油田污水水温较高，往往超过40℃，乃至高达80℃，pH值变化大[2]。

　　由于油田污水中含有大量阴阳离子，因而污水中的电化学活动异常活跃，极易腐蚀、堵塞油管及注水管道，甚至造成采油生产中断。若将油田污水直接排入江河，可形成大面积的油膜，切断水体氧的来源，导致鱼类死于缺氧。若将油田污水直接排入土壤，会破坏土层团体结构。人员长期接触油田污水，其肺、肠、肾、胃、造血系统均可能发生病变。

　　2油田污水处理技术现状

　　早在1963年，大庆油田便出现了油田污水问题。经过半个多世纪的生产后，目前，全国各大油田普遍进入二次采油开采的中后期，每生产一吨原油约注水2~3吨，一个油田外排的油田污水往往超过三千万吨。目前，国内油田污水处理技术有：

　　2.1重力分离

　　原油的密度在0.85~1.09之间，水的密度只有1，因此油田污水中油珠的比重比水小。依靠油水比重差，通过重力进行较长时间的自然沉降，实现油水分离。重力分离法可去除直径大于60微米的浮油、散油[3]。应用重力分离技术，须设置大型除油罐、沉降罐、隔油池，占地面积大，运行时间长。

　　2.2离心分离

　　将油田污水注入容器，再将容器安置在离心机上，然后进行高速旋转，形成强大的离心力场，甩出质量较大的水珠，而质量较小的油珠则集中容器中心部位，从而实现油水分离。

　　2.3混凝沉降

　　向油田污水中加入氯化亚铁、硫酸亚铁等混凝剂，使油田污水破乳，油珠发生凝聚，逐渐变大，最后实现油水分离。这是国内油田常用的方法。

　　2.4粗粒化除油

　　粗粒料是国内石油研究机构用石蜡、聚丙烯、无烟煤、陶粒、石英砂、聚烯烃特制的直径1~4mm的小球，油田污水在通过装有粗粒料的容器时，油珠会从小变大，从而实现油水分离。粗粒法可去除粒径大于10微米的分散油、乳化油[4]。

　　2.5气浮法

　　在油田污水中注入空气，产生气泡，使污水中直径在0.25~25微米的乳化油、分散油粘附在气泡上，并随气泡上浮到水面加以回收，达到油水分离。还可在污水中投入硫酸亚铁，加速油水分离。前苏联、美国的石油企业广泛采用气浮法进行油水分离，国内许多大油田从美国引进了叶轮浮选机处理油田污水。

　　2.6氧化法

　　氧化法以可分为化学氧化法、电解氧化法。化学氧化法即向油田污水中投入大量强氧化剂(如03，H2O2、KMnO4等)，分离污水中油和COD，净化污水。电解氧化法则是在污水中插入电极，通上直流电，废水中的油、COD在电极阳极发生氧化反应，生成氯离子、铁离子，从而净化污水。

　　3油田污水处理中存在的问题

　　从整体上看，当前国内油田污水处理成本过高，药剂投入量过大，始终难以解决管路、设备的腐蚀问题，在处理过程中还会产生大量絮体，堵塞管道;由于污水粘度不断提升，传统工艺油水分离的能力逐步下降[5]。油水处理站生产效率低，机械笨重，工人需要进行大量手工操作，劳动强度大。

　　4探索油田污水处理技术的发展方向

　　4.1膜分离技术

　　利用膜将污水中的离子分离出去，称为膜分离技术。在膜分离技术中，使污水中的离子透过膜实现油水分离称为渗析，使污水中的水透过膜实现油水分离称为渗透。膜分离技术还可细分为电渗析、反渗透、超滤、微滤。微滤膜孔径在0.1~0.2微米左右，膜间压力在1.72×105~3.44×105Pa之间，可有效去除污水中的悬浮固体;超滤膜孔径在0.01~0.1微米之间，膜间压力在1.72×105~6.89×105Pa之间，可有效去除污水中的有机物;纳滤膜孔径在0.0001~0.01微米之间，膜间压力在9.30×105~15.86×105Pa之间，可去除较大的无机离子。

　　目前，大庆油田已尝试应用陶瓷膜进行超滤，取得了很好的效果。陶瓷膜过滤精度达0.04微米，单根膜处理污水量为每小时10立方米，设计膜面流速为3.5~5m/s，设计压力为1.6MPa。但陶瓷膜处理技术造价高昂，运行成本较高，难以大面积推广，亟待改进。

　　4.2微生物处理法

　　利用微生物的生物化学作用，使油田污水得到净化。微生物处理法可分为厌氧微生物处理法与好氧微生物处理法，好氧微生物处理法还可细分为生物膜法、活性泥炭法、接触氧化法。微生物处理法可去除粒径在10微米以下的溶解油，实现彻底去油，成本低，保持污水水质的稳定，不会产生二次污染，并且抑制硫酸盐还原菌等厌氧菌的生长。应用微生物处理法，须使环境温度保持在15~35℃之间，环境压力不能超过0.4MPa，水中溶解氧含量不能高于3mg/L。处理时间不能低于6小时，待处理的污水矿化度须低于100000mg/L，硫化物含量不能高于70mg/L。

　　2014年，大庆油田某联合站应用微生物处理法进行了石油污水处理对比试验。污水含油量达118mg/L，悬浮物含量达37.6mg/L，悬浮物粒径中值为5.11微米。使用微生物处理法处理后的出水，含油量降为4.36mg/L(下降了96.3%，几乎实现了彻底的油水分离)，悬浮物含量降为8.54mg/L(下降了77.3%)，悬浮物粒径中值下降为1.52微米(下降了70.3%)。而使用原工艺处理后的出水，含油量为42.25mg/L(仅下降64%)，悬浮物含量为21.54mg/L(仅下降42.7%)，悬浮物粒径中值为5.21微米(完全未能达标)。由此可见，微生物处理法处理效果更好，相较于传统工艺具有明显优势，值得大面积推广、应用。

　　结语

　　石油污水成分复杂，处理难度大;因此，我们应当知难而上，迎难而进，积极研究、应用各种新型石油污水处理技术，做好油水分离工作，降低石油污水对环境造成的污水，推动我国石油生产绿色转型。

　　参考文献

　　[1]焦海明.油田污水处理技术现状及发展趋势[J].化工设计通讯,2019,45(04):57.

　　[2]尚跃再,秦俊岭,赵起锋,徐慧,王木立.阳离子乳液型清水剂的制备及其在油田污水处理中的应用[J/OL].化工环保:1-7[2019-05-17].

　　[3]谭利敏.油田稠油污水处理方法现状及发展趋势[J].化工管理,2019(10):60-61.

　　[4]闫芮宁.油田污水处理中油田化学剂的应用分析[J].化工管理,2019(10):66-67.

　　[5]任师华.微生物处理技术在油田水处理中的应用研究[J].石化技术,2019,26(03):157.

　　化工师评职投稿期刊：《化工设计通讯》(双月刊)1975年创刊，为化工类科技期刊，主要特色：以化肥及相关产品为主，兼顾无机化工、石油化工、医药及学术研究和工程设计项目信息报道等，旨在帮助读者运用化工基础理论与知识，解决化工研究与生产中所遇到的实际问题，提高行业生产技术水平，推广和交流新产品、新技术、新材料、新设备、新工艺。