李兵、马志强、王锦石、马心雨、任鑫、李想、肖傲东、张玉微
哈尔滨石油学院 黑龙江哈尔滨 150028
摘要：因为在处理油田采出水的时候，会遇到很多的问题，例如混凝沉降问题和不稳定物去除较难等等，为有效解决上述问题，便应用了臭氧氧化技术，通过臭氧氧化及混凝作用，可以有效的除去油田采出水里的有机化合物以及细菌等，从而增强油田采出水的处理效率。因此，本文就着重研究了臭氧氧化对油田采出水的处理情况。
关键词：油田采出水；臭氧氧化；处理效果
为有效处理油田采出水中的杂质，便引用了臭氧氧化技术，而且臭氧投入量越多，污水里的COD就会越少，所以臭氧氧化对油田采出水的COD有良好的处理作用，同时还可以运用臭氧氧化技术处理工业污水，这样能够很大程度的节省水源。
一、臭氧氧化技术的优点
臭氧氧化技术不仅具有消毒的功效，而且还不会发生二次污染，所以对环境不会造成伤害，可显著用于油田采出水处理当中。同时该技术还能充分回收水里的原油，以促使水可以循环再使用，这样既节约了水资源，又解决了环境污染问题，广泛应用臭氧氧化技术将给我国环境污染带来巨大的改善。臭氧发生器详见图1。
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图1 臭氧发生器
二、臭氧氧化技术的作用
通常油田采出水中会含有大量结构稳定的有机物，这些有机物很难被降解，这不仅会增加油田采出水的处理难度，而且还会污染环境，所以始终是油田采出水处理的难题。而臭氧属于强氧化剂，不仅能降解环状以及长链的有毒有机物，而且还能把大分子变为小分子，从而减弱其毒性，增强采出水的可生程度，所以可把臭氧氧化技术广泛应用于油田采出水处理当中，能使内部的杂质显著降低。随着人们对臭氧氧化技术的不断研究，使得臭氧氧化技术越来越成熟，能够有效去除油田采出水中的杂质，尤其是对芳香族物质，能够显著破坏其结构，诱使有机物分子发生断裂，从而把无法分解的大分子污染物转变成可分解的酸类及醛类，以减少水里的油含量，增大水里的酯、酮、醛及烷烃含量。据调查发现，臭氧在水里对苯系类和稠环芳烃类的物质具有良好的处理作用，用臭氧处理之后水中的有机物会显著降低，其对稠环芳烃类的除去率高达85%，其对苯系类的除去率高达70%，同时还会显著减少酯、醛、酮及烷烃的种类，会从16种降低至7种，这样油田采出水的污染物质就被显著减少了。同时在臭氧氧化的过程当中，还会产生中间产物，这些中间产物会将污水的毒性显著减少。
三、油田采出水臭氧氧化处理研究
（一）研究内容
在此主要研究了臭氧强化混凝处理的影响因素，并找出最适当的处理指标。所研究的影响因素主要包括：臭氧投入量、混凝剂投入量、PH值以及温度等。
（二）研究目的
本文研究的主要目的就是为了探究臭氧投入量对油田采出水里COD的去除影响。在此主要通过三种处理技术进行分析，首先，膜分离技术。该技术是将油田采出水透过物理膜，以将油田采出水里的颗粒物全部隔离出来，从而让水质变得良好。其次，超声波技术。此技术运用的是机械、空化以及能量原理，通过机械振动让油与水发生凝聚、破乳以及释气。最后，水力旋流技术。此技术运用的是压力原理，先将油田采出水放入圆筒器中，然后高速转动油田采出水，油、水会因为密度不一样，而发生分离效果，受离心力的影响，油会集中于旋流的中间，水会集中于旋流的外面，这样就能达到油水分离的效果。
（三）油田采出水臭氧氧化实验
为了深入了解臭氧投入量对油田采出水的影响，便对其展开了实验，实验结果详见图2。反应时间均为60min，臭氧的投加量分别为5mg/L、10mg/L、50mg/L。当臭氧投入量为5mg/L时，油田采出水的COD值要比进水值大；当臭氧投入量为10mg/L时，采出水的COD除去率为65%左右；当臭氧投入量为50mg/L时，除去率最大。由此可知，臭氧投入量在5mg/L-50mg/L时，的增加，采出水的COD会随着臭氧投入量的增大而不断减小，当臭氧投入量大于50mg/L时，采出水的 COD会随着臭氧投入量的增大而基本不变。随后又对反应时间展开了研究，臭氧投入量均为50mg/L，反应时间分别为10min和60min，结果发现采出水的COD除去率分别为16%和40%，然后又将反应时间设为180min，但是采出水的COD除去率并没有变化。由此可知，当臭氧投入量小于50mg/L时，采出水COD的去除率会随着投入量的增加而降低，当臭氧投入量大于50mg/L时，采出水的COD去除率不会随着臭氧投入量的增加而发生变化。
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图2 不同臭氧投入量对采出水COD的除去情况
（四）实验成果
通过实验可知，臭氧投入量在一定范围内对油田采出水的COD除去效果具有很大的影响，会使其越来越小。对于油田采出水常规混凝沉降和有机物去除困难的问题，可通过臭氧强化混凝技术来解决。运用臭氧强化混凝技术，不仅能够有效除去油田采出水的有机杂质，而且还能显著增强油田采出水的处理效率，给油田开采带来了很大的帮助。从经济角度来分析，因为臭氧具有强化混凝的作用，所以其能够加大絮体的沉降程度，这和常规的混凝技术相比，不用加入聚合氯化铝以及聚丙烯酰胺，就能达到减少药剂成本的作用，从而显著节省了运行费用，在同等条件下，只需加入臭氧就能实现对油田采出水杂质的消除，其经济效果非常良好。
四、总结
通过上述内容可知，在处理油田采出水的时候，会存在很多的问题，为解决这些问题，可通过臭氧氧化技术实现，臭氧氧化既能够有效除去油田采出水的杂质，又能够加大油田采出水的处理效率，具有良好的作用。为研究臭氧投入量对油田采出水COD的影响，便对其展开了详细的实验，结果发现臭氧投入量小于50mg/L时，采出水COD的去除率会逐渐增强，当臭氧投入量大于50mg/L时，采出水的COD去除率基本不变。
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黑龙江省大学生创新创业训练计划项目，项目编号：202013299025。指导教师：马志强、王锦石。