油田废水处理工艺设备详解

油田废水的来源及水质特点

我国大多数油田都是注水开采的(注水和压裂)。每生产一吨原油，需要注入约2 ~ 3吨水。因此，开采原油时，采油废水也随原油进入集输系统。特别油田生产后期，原油含水可高达90%以上。此外，在钻井和洗井过程中，也有较高的废水产生。油田废水是组成复杂的液态混合物，其主要成分为水、原油、可溶性气体、固体悬浮物、电解质、细菌和各种油田化学添加剂等。

油田废水具有以下特点：

l 矿化度高，有一定腐蚀性，同时也给废水生化处理造成困难；

l 含油量高，远大于各种水质所要求的水质标准；

l 含大量微生物，细菌大量繁殖不仅腐蚀管线而且还造成地层严重堵塞；

l 含有大量生垢离子，采出水中含有SO42-、 CO32- 、Ca2+、Mg2+、 Ba2+等易成垢离子；

l 悬浮物（注聚区聚合物）含量高、颗粒细小、容易造成地层堵塞。

油田废水的危害

油田废水将对环境造成严重危害，污染地表水和农田，导致动植物死亡和潜在的人类疾病，并对当地人民的生活造成严重危害。另外，油田废水中的酸性气体和盐类会加速管线设备的腐蚀，油田废水中的固体悬浮物会腐蚀堵塞地层的油田废水中的工业细菌，堵塞管道，使水质恶化。

油田废水处理技术

油田废水处理，主要是指将原油开采过程中产生的废水回注地层前，将水中的原油、悬浮杂质、有害的化学离子分离开来，以免对地质结构和地表环境造成污染和破坏。油田废水处理技术有物理法、化学法、生物法以及综合性的物理化学方法。

 油田废水处理工艺设备详解物理法

物理法是通过物理作用分离和去除油田废水中不溶于水的悬浮物的方法。物理处理法中使用的设备多数比较简单，操作方便，分离效果好，使用极广，物理作用下废水处理有重力分离法、离心分离法、压力沉降法、粗粒化法和过滤法等，可用不同的水处理设备去除油田废水中的有害物质或降低其含量。

1、重力分离法

重力分离也称为重力沉降和自然除油。其基本原理是利用油田废水中不同密度的油水相，使油水混合物在重力场中相对运动，最终实现油水分离。重力分离设备是一种重力分离油罐，适用于油田废水的预处理。

2、离心分离

离心分离也利用油水密度的差异，在液流高速旋转时，在离心力的作用下实现油水分离。其特点是设备体积小、分离效率高。然而，它对原油相对密度大于0.9的含油废水的适应性较差。

3、压力沉降

压力沉降除油技术是用使油珠聚结的材料填充除油设备。含油废水通过聚结材料层时，细小的油珠变成较大的油滴，加快了油的上升速度，从而缩短了废水的停留时间，减小了设备的体积。其特点是该设备综合采用聚结斜板技术，大大提高了除油效率，但适应进水水量和水质变化的能力比隔油池差。

 油田废水处理工艺设备详解化学法

化学处理法是指利用化学反应，向废水中添加化学药剂，从电化学上去除有害物质的方法。

 1、絮凝沉淀法

絮凝法主要是通过在废水中添加絮凝药剂，使废水中的悬浮物絮凝沉降，在此过程中除去废水中的悬浮物和胶体粒子，不仅可以降低cod值，还可以除去细菌等。指在絮凝剂的作用下，油田废水中胶体和细小悬浮物的静电中和、吸附或桥接，最终去除絮凝物。化学絮凝法作为预处理技术在各大油田中被广泛应用，常与气浮法联合使用。

3、化学氧化法

化学氧化是转化废水中污染物的有效方法，能将废水中呈溶解状态的无机物和有机物转化为微毒、无毒物质或转化成容易与水分离的形态。化学氧化是利用氧化剂（如O2、O3、Cl2、ClO2、NaClO、H2O2、KMnO4、K2FeO4 、漂白粉等）氧化分解废水中油和COD等污染物质以达到净化废水。

 油田废水处理工艺设备详解物化法

物化法是运用物理和化学的综合作用使废水得到净化的方法。物理化学法在油田废水处理中主要有气浮法和吸附法。

1、气浮法

气浮法（又称浮选法）是较常用的物化法除去油污的方法之一。浮法是通过浮力，用很多微小气泡包围油污周围，将油污从水面带出，最终分离油污和水的目的。由于组成空气中的微小气泡大多是非极性分子，易与油污中的油粘合在一起，油污随着微气泡的上浮力而被快速带出水面，这样，加快油水分离的效率。气浮法较为常用的有三种方法，分别为：电解气浮法、机械碎细气浮法和溶气气浮法。由于电解气流法存在耗电大、管理复杂、电易脏等问题，电解气流法一般不适合大型生产。机械碎细气浮法则是通过机械混合的方式将气泡分散分布于水中。溶解气体浮法主要是在加压或常压下向水中注入空气，在负压或常压下析出，溶解气体浮法以其便利、迅速、高效的优势得到广泛应用。

 油田废水处理工艺设备详解生物法

生物法利用微生物的生化作用，将复杂的有机物分解为简单的物质，将有毒物质转化为无毒物质，从而净化废水。生物处理技术是目前世界上应用最广泛的废水处理技术，该技术比物理或化学方法成本低、投资少、效率高、无二次污染，广泛应用于各国化工。我国城市废水采用生物处理法的占85%以上，油田采用生物处理法的比较少，大港油田的氧化池处理技术就是生物处理技术。

1、生物膜法

经物化法去除油田废水中的不溶性有机物质后，油田废水污染物主要是溶解性有机物质，但生物膜法能去除油田废水中的溶解性有机物质。通过油田废水与生物膜的直接接触，生物膜中的固体物质和油田废水中的液体物质被交换，进入生物膜内的有机物被微生物氧化的同时，膜内的微生物数量增加，吸收油污的良性循环被促进，油田废水被净化了。

2、活性污泥

生物法中的活性污泥是人工培养的生物絮凝物，主要通过微生物吸收油田废水中的溶解性有机物，活性污泥法主要通过该生物絮凝物处理油田废水。油田废水进入生物絮凝后，该微生物开始分解油污的溶解性有机物质，不仅净化水质，还为自己的生长、繁殖提供能量。同时，油田废水中的胶体和不溶性物质不能被微生物分解，但是被生物絮凝物吸附，与细胞外酶发生水解反应，成为微生物能够吸收的物质。

3、氧化塘法

氧化塘法是一种能分解有机物的大型浅池。池塘里有大量需氧微生物和藻类。氧化塘的特点是投资少，管理简单，但占地面积较大。除了曝气池需要机械稀薄空气外，其他氧化池不依靠动力充氧，而是充分发挥自然生物的净化功能。氧化池一般采用水面自然复氧和藻类光合复氧，其运行状况随温度和季节而变化。这项技术需要废水停留几天或几个月，所以处理措施需要很长时间。目前，大港油田的废水处理采用了氧化塘法。