摘要：在我國油田開采過程中，往往會產(chǎn)生、排放大量油田污水，不僅嚴重污染了環(huán)境，而且浪費了寶貴的水資源。進入新時代以來，建設(shè)“綠色中國”、“美麗中國”已經(jīng)成為基本國策。為節(jié)約資源、保護環(huán)境，創(chuàng)造石油生產(chǎn)的綠色發(fā)展方式，必須認真研究油田污水處理技術(shù)。本文將分析油田污水處理技術(shù)的現(xiàn)狀，并探索油田污水處理技術(shù)的發(fā)展方向。

　　關(guān)鍵詞：油田污水;處理技術(shù);現(xiàn)狀;研究;探索

　　在國內(nèi)油田采油生產(chǎn)中，往往會伴隨產(chǎn)生大量油田污水。如何處理油田污水，一直是石油生產(chǎn)中的一個難題。

　　1油田污水

　　1.1油田污水

　　我國石油資源多為重質(zhì)稠油，油田自噴井數(shù)量少，自噴時間短。為保證采油量，全國各大油田基本采用注水開發(fā)方式，即向油層注入高壓水，保持油層壓力，驅(qū)動原油流動，方便抽油機抽取原油。但經(jīng)過持續(xù)多年的注水后，注入油層的水會隨著原油被抽出，導致原油含水率不斷上升[1]。合格原油含水率不允許超過0.5%，但大慶油田綜合含水率早已超過77%。這就需要對原油進行脫水，從而產(chǎn)生油田污水。

　　1.2油田污水的性質(zhì)及其危害

　　油田污水渾濁不清，含有大量細小的泥砂、粉砂、細菌、膠體等雜質(zhì)，礦化度可超過每升數(shù)十萬毫克，伴有硫化氫異味，密度高于1g/cm3，粘度高于1mPa·S，具有較強的導電性。油田污水中含有鉀離子(K+)、鈉離子(Na+)、鈣離子(Ca2+)、鎂離子(Mg2+)、鍶離子(Sr2+)、鋇離子(Ba2+)、鐵離子(Fe3+、Fe2+)、氯離子(Cl)、氫氧根離子(OH)、碳酸氫根離子、碳酸根離子、硫酸根離子以及大量硫化物。油田污水水溫較高，往往超過40℃，乃至高達80℃，pH值變化大[2]。

　　由于油田污水中含有大量陰陽離子，因而污水中的電化學活動異常活躍，極易腐蝕、堵塞油管及注水管道，甚至造成采油生產(chǎn)中斷。若將油田污水直接排入江河，可形成大面積的油膜，切斷水體氧的來源，導致魚類死于缺氧。若將油田污水直接排入土壤，會破壞土層團體結(jié)構(gòu)。人員長期接觸油田污水，其肺、腸、腎、胃、造血系統(tǒng)均可能發(fā)生病變。

　　2油田污水處理技術(shù)現(xiàn)狀

　　早在1963年，大慶油田便出現(xiàn)了油田污水問題。經(jīng)過半個多世紀的生產(chǎn)后，目前，全國各大油田普遍進入二次采油開采的中后期，每生產(chǎn)一噸原油約注水2~3噸，一個油田外排的油田污水往往超過三千萬噸。目前，國內(nèi)油田污水處理技術(shù)有：

　　2.1重力分離

　　原油的密度在0.85~1.09之間，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，通過重力進行較長時間的自然沉降，實現(xiàn)油水分離。重力分離法可去除直徑大于60微米的浮油、散油[3]。應(yīng)用重力分離技術(shù)，須設(shè)置大型除油罐、沉降罐、隔油池，占地面積大，運行時間長。

　　2.2離心分離

　　將油田污水注入容器，再將容器安置在離心機上，然后進行高速旋轉(zhuǎn)，形成強大的離心力場，甩出質(zhì)量較大的水珠，而質(zhì)量較小的油珠則集中容器中心部位，從而實現(xiàn)油水分離。

　　2.3混凝沉降

　　向油田污水中加入氯化亞鐵、硫酸亞鐵等混凝劑，使油田污水破乳，油珠發(fā)生凝聚，逐漸變大，最后實現(xiàn)油水分離。這是國內(nèi)油田常用的方法。

　　2.4粗粒化除油

　　粗粒料是國內(nèi)石油研究機構(gòu)用石蠟、聚丙烯、無煙煤、陶粒、石英砂、聚烯烴特制的直徑1~4mm的小球，油田污水在通過裝有粗粒料的容器時，油珠會從小變大，從而實現(xiàn)油水分離。粗粒法可去除粒徑大于10微米的分散油、乳化油[4]。

　　2.5氣浮法

　　在油田污水中注入空氣，產(chǎn)生氣泡，使污水中直徑在0.25~25微米的乳化油、分散油粘附在氣泡上，并隨氣泡上浮到水面加以回收，達到油水分離。還可在污水中投入硫酸亞鐵，加速油水分離。前蘇聯(lián)、美國的石油企業(yè)廣泛采用氣浮法進行油水分離，國內(nèi)許多大油田從美國引進了葉輪浮選機處理油田污水。

　　2.6氧化法

　　氧化法以可分為化學氧化法、電解氧化法。化學氧化法即向油田污水中投入大量強氧化劑(如03，H2O2、KMnO4等)，分離污水中油和COD，凈化污水。電解氧化法則是在污水中插入電極，通上直流電，廢水中的油、COD在電極陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，生成氯離子、鐵離子，從而凈化污水。

　　3油田污水處理中存在的問題

　　從整體上看，當前國內(nèi)油田污水處理成本過高，藥劑投入量過大，始終難以解決管路、設(shè)備的腐蝕問題，在處理過程中還會產(chǎn)生大量絮體，堵塞管道;由于污水粘度不斷提升，傳統(tǒng)工藝油水分離的能力逐步下降[5]。油水處理站生產(chǎn)效率低，機械笨重，工人需要進行大量手工操作，勞動強度大。

　　4探索油田污水處理技術(shù)的發(fā)展方向

　　4.1膜分離技術(shù)

　　利用膜將污水中的離子分離出去，稱為膜分離技術(shù)。在膜分離技術(shù)中，使污水中的離子透過膜實現(xiàn)油水分離稱為滲析，使污水中的水透過膜實現(xiàn)油水分離稱為滲透。膜分離技術(shù)還可細分為電滲析、反滲透、超濾、微濾。微濾膜孔徑在0.1~0.2微米左右，膜間壓力在1.72×105~3.44×105Pa之間，可有效去除污水中的懸浮固體;超濾膜孔徑在0.01~0.1微米之間，膜間壓力在1.72×105~6.89×105Pa之間，可有效去除污水中的有機物;納濾膜孔徑在0.0001~0.01微米之間，膜間壓力在9.30×105~15.86×105Pa之間，可去除較大的無機離子。

　　目前，大慶油田已嘗試應(yīng)用陶瓷膜進行超濾，取得了很好的效果。陶瓷膜過濾精度達0.04微米，單根膜處理污水量為每小時10立方米，設(shè)計膜面流速為3.5~5m/s，設(shè)計壓力為1.6MPa。但陶瓷膜處理技術(shù)造價高昂，運行成本較高，難以大面積推廣，亟待改進。

　　4.2微生物處理法

　　利用微生物的生物化學作用，使油田污水得到凈化。微生物處理法可分為厭氧微生物處理法與好氧微生物處理法，好氧微生物處理法還可細分為生物膜法、活性泥炭法、接觸氧化法。微生物處理法可去除粒徑在10微米以下的溶解油，實現(xiàn)徹底去油，成本低，保持污水水質(zhì)的穩(wěn)定，不會產(chǎn)生二次污染，并且抑制硫酸鹽還原菌等厭氧菌的生長。應(yīng)用微生物處理法，須使環(huán)境溫度保持在15~35℃之間，環(huán)境壓力不能超過0.4MPa，水中溶解氧含量不能高于3mg/L。處理時間不能低于6小時，待處理的污水礦化度須低于100000mg/L，硫化物含量不能高于70mg/L。

　　2014年，大慶油田某聯(lián)合站應(yīng)用微生物處理法進行了石油污水處理對比試驗。污水含油量達118mg/L，懸浮物含量達37.6mg/L，懸浮物粒徑中值為5.11微米。使用微生物處理法處理后的出水，含油量降為4.36mg/L(下降了96.3%，幾乎實現(xiàn)了徹底的油水分離)，懸浮物含量降為8.54mg/L(下降了77.3%)，懸浮物粒徑中值下降為1.52微米(下降了70.3%)。而使用原工藝處理后的出水，含油量為42.25mg/L(僅下降64%)，懸浮物含量為21.54mg/L(僅下降42.7%)，懸浮物粒徑中值為5.21微米(完全未能達標)。由此可見，微生物處理法處理效果更好，相較于傳統(tǒng)工藝具有明顯優(yōu)勢，值得大面積推廣、應(yīng)用。

　　結(jié)語

　　石油污水成分復雜，處理難度大;因此，我們應(yīng)當知難而上，迎難而進，積極研究、應(yīng)用各種新型石油污水處理技術(shù)，做好油水分離工作，降低石油污水對環(huán)境造成的污水，推動我國石油生產(chǎn)綠色轉(zhuǎn)型。

　　參考文獻

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　　化工師評職投稿期刊：《化工設(shè)計通訊》(雙月刊)1975年創(chuàng)刊，為化工類科技期刊，主要特色：以化肥及相關(guān)產(chǎn)品為主，兼顧無機化工、石油化工、醫(yī)藥及學術(shù)研究和工程設(shè)計項目信息報道等，旨在幫助讀者運用化工基礎(chǔ)理論與知識，解決化工研究與生產(chǎn)中所遇到的實際問題，提高行業(yè)生產(chǎn)技術(shù)水平，推廣和交流新產(chǎn)品、新技術(shù)、新材料、新設(shè)備、新工藝。