目前，油井產(chǎn)物中的水量遠(yuǎn)大于油量，油田綜合含水率達(dá) 90% 以上，每年從污水中回收原油高達(dá) 40 萬噸。含油污水因其產(chǎn)生量大、污染范圍廣等特點(diǎn) 成為國內(nèi)外各大油田污水處理的重要任務(wù)。含油污水的超標(biāo)排放將會(huì)對水體環(huán)境、自然生態(tài)以及人類造成極大影響。為此，選擇經(jīng)濟(jì)、合理、有效的油田污水處理方法，可有效解決油田污水的污染問題，同 時(shí)還可降低油田開發(fā)對周圍環(huán)境的影響。

1 油田含油污水的來源及分類

1. 1 油田含油污水的來源

油田開采的中后期，水成為開采的重要介質(zhì)，各大油田基本都采用注水的方式作為主要開發(fā)手段， 用高壓水來穩(wěn)定油層壓力，減少死油區(qū)，以提高油采 出率。其來源于在油氣生產(chǎn)過程中所產(chǎn)出的地層伴 生水。為獲得合格的油氣產(chǎn)品，需要將伴生水與油 氣進(jìn)行分離，分離后的伴生水中含有一定量的原油 和其它雜質(zhì)，這些含有一定量原油和其它雜質(zhì)的伴 生水稱之為含油污水。

1. 2 油田含油污水的分類

油田采出水中的原油以大小不同的油珠分散在水中，采油后期含水量大，在顯微鏡觀察下，采出液 是“水包油”的乳狀液[1]。根據(jù)油類在水中分散的 粒徑大小不同，可以將油類物質(zhì)劃分成四種形態(tài):

( 1) 浮 油: 油 珠 顆 粒 的 粒 徑 大，通 常 大 于 100 μm，一般占污水含油量的 65% ～ 70% ，易漂浮在水 面上形成油層或油膜。

( 2) 分散油: 油珠的粒徑為 10 ～ 100 μm，以懸浮 狀態(tài)分散在水中，分散油不穩(wěn)定，在靜置一段時(shí)間 后，自然聚集成較大直徑顆粒的油滴浮到水面，從而 形成油膜。

( 3) 乳化油: 油珠的粒徑一般小于 10 μm，非常 微小，約占 5% ～ 8% ，因?yàn)橛斜砻婊钚詣┑拇嬖冢?可以穩(wěn)定地分散在水中，不易上浮水面，單純用靜置 的方法很難使其與水相分離。

( 4) 溶解油: 粒徑一般 < 0. 1 μm，分散在水中用 肉眼看不到，非常穩(wěn)定，約占 2% ～ 5% ，有時(shí)達(dá)到幾 納米，一般方法難以去除。

2 油田含油污水主要處理方法及比較

2. 1 油田含油污水的處理方法

對油田采出水進(jìn)行處理的任務(wù)是去除水中的油質(zhì)及懸浮物，以滿足油田采出水回注工藝要求，回注 達(dá)標(biāo)后會(huì)有剩余含油污水，也需要經(jīng)過嚴(yán)格處理后 達(dá)標(biāo)排放。一般油田含油污水處理階段包括: ①去 除水中的懸浮物質(zhì); ②去除膠體物質(zhì)及某些溶解的 有機(jī)無機(jī)污染物; ③要處理的是一些具有特殊性質(zhì) 的物質(zhì)，最終達(dá)到回注或排放的標(biāo)準(zhǔn)要求。

含油污水的處理方法按照性質(zhì)被分為物理，化 學(xué)，生物和物理化學(xué)四大類。

2. 1. 1 物理法

物理法主要是通過物理的方法去除水中的油質(zhì)、固體懸浮物和礦物質(zhì)。主要用到重力分離法、粗 ?；ā⒛し蛛x法及過濾法等。

①重力分離法: 利用密度原理使水中的油顆粒 在重力作用下依靠水的浮力慢慢上升到水表面，通 過收集浮上來的油脂使污水達(dá)到油水分離的目的。

②粗粒化法: 將污水通過放有粗?；牧系臋C(jī) 器，使含有乳化油和溶解油的污水達(dá)到油水分離的 效果[2]。

③膜分離法: 通過微濾、超濾、納濾和反滲透幾 種方法來處理乳化油和溶解油，其原理是利用膜的 選擇透過性對污染物進(jìn)行提純和分離，從而達(dá)到油 水分離的目的。

2. 1. 2 化學(xué)法

化學(xué)法是向水中投加化學(xué)藥劑，來處理物理法或生物法不能單獨(dú)清除的溶解性物質(zhì)，所以常用的 方法有絮凝法和鹽析法等。

①絮凝法: 此方法是將絮凝劑加入含油廢水中， 水解后帶正電荷的膠團(tuán)與帶負(fù)電荷的乳化油發(fā)生電 中和，乳化油的油粒聚集、粒徑變大，與此同時(shí)生成 絮狀物吸附細(xì)小油滴，然后通過沉降或氣浮的方法 實(shí)現(xiàn)油水分離[3]。

②鹽析法: 鹽析法是去除乳化油的有效方法，原 理是向乳化廢水中投加無機(jī)鹽類電解質(zhì)，去除乳化 油珠外圍的水化離子，壓縮油粒于水界面處電層厚 度，減少電荷，使雙電層破壞，從而使油粒脫穩(wěn)，油珠 間吸 引 力 得 到 恢 復(fù)，而 互 相 聚

集，以 達(dá) 到 破 乳 目 的[4]。從而使油水分離。常用的電解質(zhì)有 CaCl2 、NaCl、MgCl2 、MgSO4 、CaSO4 等。

2. 1. 3 生物法

生物法是向水體中投入微生物，在微生物的作用下將污水中的有機(jī)物分解，轉(zhuǎn)變成簡單的無機(jī)物， 利用微生物的分解特性和生存能力。目前處理工藝 較成熟并常用到的兩種方法主要是活性污泥法和生 物濾池法。

①活性污泥法: 對于比較難處理的水質(zhì)一般采 用活性污泥法，它是通過微生物形成的大量菌膠團(tuán) 吸附溶解水中的溶解油脂。通過曝氣給微生物提供 所需的氧氣，在有氧條件下菌體把溶解油大量同化 為自身組成部分，或氧化成二氧化碳和水等物質(zhì)，從 而使污水得到凈化。

②生物濾池法: 生物濾池在處理污水中有著廣 泛的應(yīng)用，主要去除水中的溶解油，它在生物濾池 內(nèi)，使微生物附著在固定的載體( 濾料) 上，污水從 上而下散布，在流經(jīng)濾料表面過程中，污水中的有機(jī) 物質(zhì)便被微生物吸附和分解[5]。

2. 1. 4 物理化學(xué)法

物理化學(xué)法在油田污水處理中主要有氣浮法和吸附法兩種。

①氣浮法: 又稱為浮選法，適用于去除分散油和乳化油，此法是向含油污水中通入空氣，使水中油珠 粘附在大量氣泡上，隨著氣泡浮力帶油珠一起浮升 至水面實(shí)現(xiàn)分離[6]。

②吸附法: 吸附法是利用材料的特殊性質(zhì)來吸 附水中的油，其可吸附污水中的乳化油和溶解油。吸附可以分為表面、離子交換和專屬吸附 3 種類 型[7]。活性炭是常用的吸附材料，但由于活性炭處 理成本高、再生難，使用上受到一定的限制，一般僅 用于含油廢水的深度處理。

2. 2 各處理階段方法的選擇

在處理含油污水的過程中，一般通過對污水的水質(zhì)、水量以及處理程度等問題，采用分級的方式對含 油污水進(jìn)行處理，在中國一般通常分為三級處理，一 級處理是對污水的預(yù)處理，主要用到的是一些基本方 法，二級處理能去除污水中 90% 以上的懸浮物質(zhì)及可 降解的有機(jī)物，三級處理主要對難降解有機(jī)物以及有 毒重金屬物質(zhì)等。各級處理方法見表 1。

2. 3 不同油形含油污水處理方法

在油田采油污水中，根據(jù)原油粒徑的不同分為四種油形。中國大多數(shù)油田常采用一級處理也就是 預(yù)處理去除浮油，二級處理來破乳和去除分散油，深 度處理主要是除掉溶解油。富含不同油形含油污水 常用處理方法具體見表 2。

2. 4 各種方法去除 COD 效果比較

油田含油污水中 COD 含量較高，一般 COD 高達(dá)20 000 mg /L ～ 30 000 mg /L，各種方法處理 COD 的效果不同，去除效率具體見表 3。

由表 3 可見，以上八種具體處理方法對 COD 的 去除效率都能達(dá)到 85% 以上，其中粗?；ê蜕?濾池法對 COD 的處理都達(dá)到 95% 以上，效果最佳，

COD 含量較高的油田含油污水可采用粗?；ê?生物濾池法來有效去除。

2. 5 不同油形含油污水處理方法經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較

含不同油形污水從高去除效率、低經(jīng)濟(jì)費(fèi)用兩 方面進(jìn)行比較，比較結(jié)果見表 4。

由表 4 可見，浮油含量高污水無論去除效率、運(yùn) 行投入費(fèi)用方面分析，重力分離法均最優(yōu); 分散油含 量高污水從去除率角度分析浮選法、過濾法較優(yōu)，但 運(yùn)行投入費(fèi)用分析，優(yōu)選粗?；? 乳化油含量高污 水從去除效率和運(yùn)行投入費(fèi)用兩方面分析優(yōu)選膜分 離法; 溶解油含量高污水從去除效率和運(yùn)行投入費(fèi)用 兩方面分析，分別優(yōu)選活性污泥法和生物濾池。

3 結(jié)論

通過研究發(fā)現(xiàn):

( 1) 含油污水分為三級處理，一級處理是預(yù)處 理主要處理浮油，二級處理主要去除分散油、乳化 油; 三級處理主要處理溶解油。

( 2) 油田含油污水中 COD 去除率物理化學(xué)法相 對低，可達(dá) 80% ; 生物法相對高，可達(dá) 95% 。

( 3) 富含浮油污水優(yōu)選重力分離法進(jìn)行處理; 富含分散油污水優(yōu)選浮選法、過濾法進(jìn)行處理; 富含乳化油污水優(yōu)選膜分離法進(jìn)行處理; 富含溶解油污 水優(yōu)選活性污泥法進(jìn)行處理。

來源:《環(huán)境科學(xué)與管理》  作者:趙光楠等 

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