探析油田污水處理工藝技術(shù)和應(yīng)用
行業(yè)動(dòng)態(tài)
1 油田污水處理常規(guī)工藝
在石油開采過(guò)程中，油田污水主要包括油田采出水、鉆井污水及站內(nèi)其他類型的含油污水。對(duì)這些污水經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的處理后就進(jìn)行排放，對(duì)生態(tài)環(huán)境造成了極大的破壞。目前污水處理的方法主要有：物理法、化學(xué)法、生物法三種。
（1）物理法。物理法主要是去除廢水中的礦物質(zhì)和大部分固體懸浮物、油類等，應(yīng)用于油田各污水處理站、低滲透區(qū)塊注水站的污水處理，常用的處理工藝為“上游三段法（緩沖+沉積分離除油+過(guò)濾）”+“下游二段法（緩沖+精細(xì)過(guò)濾）”。物理法主要包括重力分離、離心分離、過(guò)濾、膜分離和蒸發(fā)等方法。
（2）化學(xué)法?；瘜W(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。應(yīng)用于油田各污水處理站，通過(guò)添加一定濃度的化學(xué)藥劑從而輔助物理法達(dá)到提高水處理效果的目的。它包括混凝沉淀、化學(xué)轉(zhuǎn)化和中和等方法。
（3）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)，從而使廢水得以凈化。根據(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。主要應(yīng)用于注汽鍋爐給水的處理、污水達(dá)標(biāo)排放處理等領(lǐng)域。
油田污水成分比較復(fù)雜，不同的油層成分也各不相同，油分含量及油在水中的存在形式也不盡相同，因此單一的處理方法往往達(dá)不到水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，各種方法都有其局限性，在實(shí)際應(yīng)用中通常都是兩三種方法結(jié)合使用。在水處理工藝流程中，常見(jiàn)的一級(jí)處理有重力分離、浮選及離心分離，主要除去浮油及油濕固體。二級(jí)處理有過(guò)濾、粗?；?、化學(xué)處理等，主要是破乳和去除分散油。深度處理有超濾、活性炭吸附、生化處理等，主要是去除溶解油。
2 油田污水處理的問(wèn)題
（1）油田提高油層能量的方式主要靠注水，為了使注水開發(fā)取得較好的效果，采取向地層中注入化學(xué)藥劑等（如聚丙烯酰胺），用來(lái)提高注水粘度、波及系數(shù)等因素。這樣使得采出的地層水成分復(fù)雜，處理起來(lái)難度較大。對(duì)此類問(wèn)題國(guó)內(nèi)外沒(méi)有成熟的技術(shù)可以借鑒，如果不能合理的解決此問(wèn)題，將制約油田開發(fā)水平的進(jìn)展。
（2）油田污水系統(tǒng)的兩大難題就是腐蝕和結(jié)垢，雖然油田采取了積極的應(yīng)對(duì)措施，但是由于成本、管理等諸多因素的影響，腐蝕和結(jié)垢問(wèn)題造成的影響依然存在。
（3）在注水實(shí)際運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)，雖然油田污水經(jīng)過(guò)了注水站的層層處理，但是水中Fe2+會(huì)逐漸被氧化形成沉淀物質(zhì)，使水質(zhì)惡化。并且，注水管線缺少內(nèi)防腐措施，運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)，污水中含有的SRB在厭氧環(huán)境中發(fā)生化學(xué)反應(yīng)形成沉淀，對(duì)水質(zhì)造成了二次污染，這就是注水管線截面積縮小的直接原因。
（4）注水開發(fā)運(yùn)行成本較高，特別是藥劑用量大、費(fèi)用高?，F(xiàn)在油田提倡降本增效，節(jié)支降耗的同時(shí)還要提高油田開發(fā)的效果。怎樣降低高昂的注水費(fèi)用已經(jīng)成為一個(gè)重點(diǎn)問(wèn)題。因此，開發(fā)低成本、高能多效的水處理劑迫在眉睫。
3 污水處理技術(shù)應(yīng)用
油田開發(fā)水平不斷深入，各項(xiàng)先進(jìn)、成熟的污水處理技術(shù)逐漸引進(jìn)、應(yīng)用于現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)，初步形成了比較成熟的油田采出水回注處理、稠油油田采出水用注汽鍋爐處理、外排水達(dá)標(biāo)處理、低滲透油田精細(xì)水處理等配套的處理技術(shù)，基本滿足了油田生產(chǎn)的需求。并且污水處理設(shè)備水平和技術(shù)都有了較大提高。水處理更加重視工藝和化學(xué)的有機(jī)結(jié)合，油田水化學(xué)在油田采出水處理中的作用越來(lái)越重要。水處理劑的品種增多、效能提高，油田水化學(xué)的研究手段增強(qiáng)、水平提高。特別是針對(duì)污水達(dá)標(biāo)外排處理的要求，開展了水微生物學(xué)的研究，發(fā)展應(yīng)用了生化處理技術(shù)，建立了用于污水、污泥處理的菌種庫(kù)，使污水深度處理技術(shù)得到了長(zhǎng)足的發(fā)展。對(duì)于目前實(shí)際應(yīng)用處理技術(shù)的缺陷，對(duì)一些技術(shù)加大了研究力度，主要包括膜分離技術(shù)、超聲波破乳技術(shù)、高級(jí)氧化技術(shù)（AOP）。膜分離法處理采油污水，方便簡(jiǎn)單，分離效果好，處理含油污水也不需要加入其他試劑，不產(chǎn)生含油污泥，濃縮液還可以燃燒處理。但是，膜易被污染的問(wèn)題和膜的清洗是需要解決的問(wèn)題。超聲波破乳技術(shù)對(duì)三次采油階段進(jìn)行破乳脫水效果較好，提高了三次采油的經(jīng)濟(jì)效益。影響超聲波破乳脫水效果的因素較多，主要有：聲強(qiáng)、頻率、作用時(shí)間、介質(zhì)溫度、聲波對(duì)介質(zhì)的作用方式等。高級(jí)氧化技術(shù)對(duì)采油污水的深度處理已經(jīng)在國(guó)內(nèi)外取得了一些成績(jī)，超臨界氧化技術(shù)，濕式氧化技術(shù)處理效果好，但是，高級(jí)氧化技術(shù)也存在一些弊端，比如運(yùn)行成本高，技術(shù)還不夠成熟，不適于大面積推廣使用。
4 技術(shù)攻關(guān)
要解決油田開發(fā)中水處理面臨的實(shí)際問(wèn)題的關(guān)鍵仍然是依靠科技進(jìn)步，科研攻關(guān)。新工藝、新設(shè)備都離不開先進(jìn)的技術(shù)，讓先進(jìn)技術(shù)與時(shí)俱進(jìn)才是解決難題的唯一途徑。在研制新型試劑的同時(shí)，對(duì)水處理設(shè)備也要進(jìn)行改良，現(xiàn)開發(fā)出的橫向流含油污水除油器等采用光催化氧化技術(shù)，電絮凝技術(shù)等都取得了較好的效果。另外，微波能技術(shù)和超聲波技術(shù)、微生物處理技術(shù)都有很好的前景，今后會(huì)成為水處理工藝研究的重點(diǎn)。膜分離技術(shù)用于油田污水處理，雖然已經(jīng)在油田出水處理方面得到了廣泛的應(yīng)用，但是存在著膜成本高、膜污染等突出問(wèn)題。今后研究重點(diǎn)是開發(fā)質(zhì)優(yōu)價(jià)廉的新材料膜;減少污染的方法;清洗方法的優(yōu)化以及清洗劑的開發(fā)。
