采油废水处理技术及应用

发表时间:2021/6/9   来源:《科学与技术》2021年第29卷第5期   作者:车永伟 何福营 吴波
[导读] 文章首先对油田废水的水质特征进行了介绍,
车永伟 何福营 吴波
中石化胜利油田分公司滨南采油厂  山东滨州  256504
摘 要:文章首先对油田废水的水质特征进行了介绍,然后对油田废水处理的现状以及废水处理过程中存 在的问题进行了分析,在此基础上提出了进行采油废水有效处理的方法,将废水处理措施进行了优化组合, 对采油废水处理的的标准进行探讨,最后对采油废水未来的发展形势进行了研究。
关键词:采油废水;处理方法;优化组合
引 言
        油田在生产作业过程中产生的采油废水中含有大量的 乳化油、溶解油,此外采油废水中固体悬浮颗粒以及在采油 作业过程中添加的各种木质素、重晶石粉、黏土等物质使得 采油废水成分非常复杂。油田的采油废水必须要经过严格的 处理后才能向外排放或者再利用。但是实际的采油废水处理 非常困难。在我国,通常的废水处理方法有物理法、化学物、 物理化学法以及生物法。上述几种方法在技术上以及经济性 上都有各自的优点。不同的油田采油废水的水质以及水量存 在很大的差异,因此,结合油田采油废水实际情况的选择来 选择合理的废水处理方法才能有效提升采油废水处理的效率。
        一、 采油废水及其处理问题
        1.1 采油废水的水质特点
        随着国内各油田的不断开发,原油的含水量也 在不断地上升,虽然其中约 90%可以进行回注。 但是仍然会产生出大量污水,即油田废水。油田废 水成分复杂,包括原油、有机物、无机物、无机盐类及 微生物等。其中主要污染物是分散油、浮油、乳化油 及少量的溶解油。油田污水的特点: 量大面广, BOD、COD 含量高,含盐量高,易燃、温度高、易氧化 分解等特点。因此,使得油田采油废水的处理变 得困难。目前,油田废水常用的处理技术有物理 法、化学法、生物法。有时采用单一的 处理技术很难达到油田废水的排放标准,因此,通常 采用几种工艺组合,形成多级处理工艺,从而实现油 田污水的达标排放及回收利用。近几年,随着油田 废水处理技术的快速发展,国内外不断涌现油田废 水新型处理技术。但是目前油田废水处理技术还存 在着很多问题,需要进一步地研究,从而实现更好的突破。
        1.2采油废水处理面临的问题
(1)油田采油废水的来源广。随着油田不断地 开采,由于地层的不同产生的废水成分也不相同,有 的来自地底下的地层水,也有的是在原有开采过程 的各个生产环节中所产生的废水,因此给油田废水 的处理带来了很多困难。
(2)油田采油污废水的排放量大。近年来我国 的油田采油发展非常迅速,油田污水的排放量也在 逐年增加。
(3)油田采油废水成分复杂。在油田采油领域 出现的废水中大多包含有很多的有毒有害物质,其 中以有机物为主,油田采油废水还含有溶解矿物质、 溶解气、化学药剂、无机盐等多种物质,这就给油田 废水处理技术的选择带来了困难。
        二、采油废水优化处理方法选择
        2.1 物理法
        采油废水物理处理法主要由气浮法以及吸附法两种。
        气浮法用于去除废水中密度<1 的悬浮物、油类 和脂肪等。在固液分离过程中,凭借高效、快速的特 点受到国内外研究人员的关注,并得到快速发展,目前广泛应用于各类含油废水的处理。 张志辉等用混凝-微气泡气浮工艺进行预处理,以混凝 PAC 用量、气浮时间及发生器 工作压力对气浮效果的影响为指标对工艺进行优 化,结果表明,混凝剂 PAC 为 50 mg /L,气浮时间 15 min,发生器工作压力 0. 4 MPa,浊 度 去 除 率 46. 1%,除油率为 82. 2%。混凝-微气泡气浮工艺的 除油率比单独地混凝和气浮作用之和要高出 27. 7%。说明混凝和气浮存在着协同作用,能够增 强除油效果。


        吸附法是依靠比表面积较大的吸附材料吸附废 水中的污染物,对一些大分子有机污染物的处理效 果尤为显著,近年来广泛地用于采油废水的处理。 常见吸附剂有活性炭、粉煤灰、膨润土、炭石纤维、高 吸油树脂等。
         2.2 化学法
        化学法主要有化学混凝法、电解法以及化学氧化法等几种。
        化学混凝法主要是用来进行化学药剂的处理的一种方 法。在水处理过程中加入絮凝剂,可以破坏污水中胶体的稳 定性及降低油类物质的乳化性,除去部分分散油和 乳状油。化学混凝法操作简单、费用低,但产生的泥 渣多,加入化学药品可能造成废水的二次污染,COD 的去除率低。因此单独处理采油废水并不常见,一 般作为预处理技术。
        电解法用小间隙、高流速旋转电极装置对废水 进行处理,常用于去除乳化油和高分子有机物。孟 晓龙等用电解法配合絮凝、沉降、过滤工艺对华 北油田含油污水进行处理实验。以电极材料、电解 时间、电极间距和电解电压为影响因素,以悬浮物的 量和含油量为指标对工艺进行优化,结果表明,阳极 为 Al、阴极为 Cu,电极板间距为 6 cm,电解时间 20 min,电解电压 4 V 时对油田含油污水处理效果 最佳。污水含油量≤5 mg /L,悬浮物含量≤1 mg /L,出 水水质达到《碎屑岩油藏注水水质标准》要求。
        化学氧化法主要由臭氧氧化法、分子氧化法以及催化氧化法等几种,化学氧化法通常用来进行采油污水的预处理过程,或者与其余的废水处理方法进行结合使用。
        2.3 物理化学法
        物理化学法应用比较广泛的是电解气浮法,其主要是就是在利用气浮法进行废水处理时,将电解法气浮法相结合从 而形成一种新的废水处理方法,还可以通过将气浮法、絮凝 法以及电解法进行结合后形成絮凝电解气浮法。
        2.4 生物法
        生物法主要包括好氧生物法、厌氧生物法以及生物强化 技术。
        好氧生物法实际应用过程中活性污泥法以及生物膜 法的应用比较广泛。而厌氧生物法主要是指在采油废水处理 的过程中将一些很难实现降解的的多环芳烃类有机污染物 实施水解或者发酵,这样就能将其简单结果的有机物,便于 进一步的进行的降解。而生物强化技术主要是针对采油废水 中一些微生物采取毒害微生物或者抑制生长的一种暂时性 方法,然后在利用的实验培养的优势菌类生物将进行快速降 解。 上述几种采油废水处理方法在技术上以及经济上都有 各自的优点。一些方法能够高效的进行大分子污染物的处 理,一些方法能够高效的处理难降解有机污染物;但是有的 处理方法深度不够,而且处理的成本较高。因此,油田在进 行采油废水处理的过程中要充分结合油田自身废水的水质 以及实际情况,有针对性的的选择最佳的处理方法。通过将 采油废水处理方法进行结合能够极大的提升废水处理的效 果。
结论
        通过以上的讨论与研究可知,油田采油废水的 处理是一个相对复杂的过程,国内外所使用的处理技术也存在一定差异,很多新的处理技术得到了广 泛的应用。一些传统工艺逐渐暴露出了弊端,已经 不能满足油田采油废水处理的需求。因此,在现实 的油田采油废水处理过程中,各油田应切合自身实 际,同时兼顾经济因素、可行性因素、环保因素,在原 有处理工艺的基础上,发展研究新型处理技术,采用 多种技术结合的方式,以确保最大限度地提升油田 采油废水的处理效率,保护地区的生态环境,使得我 国石油开采工作能够环保、健康、持续、稳定地运行。

[参考文献]
[1]张志辉,酆婧轩,郑天龙,等.混凝-微气泡气浮法预处理油田采 出废液[J].水处理技术,2014,40( 5) : 103-107.
[2]孟晓龙,周朝昕,杨祥,等电解法处理华北油田含油污水[J].油 气田地面工程,2010,( 5) : 65-66.
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