油田采出水處理技術進展
摘要(yao):采(cai)(cai)油污水(shui)經處理(li)(li)后資(zi)源(yuan)化利用，成(cheng)為節省水(shui)資(zi)源(yuan)、減(jian)少環境污染的(de)一個重要(yao)途徑。綜合評述了油田采(cai)(cai)出(chu)(chu)水(shui)的(de)特性、處理(li)(li)方式、處理(li)(li)技術(shu)及其工藝(yi)，并對各處理(li)(li)技術(shu)進行比(bi)較和(he)分析評價。采(cai)(cai)出(chu)(chu)水(shui)處理(li)(li)得好壞直接(jie)關系到自然生態環境，人類健康和(he)經濟持續發(fa)展，社會各界對采(cai)(cai)出(chu)(chu)水(shui)的(de)處理(li)(li)極(ji)為關注(zhu)，它是一項難度極(ji)大(da)的(de)技術(shu)課(ke)題。
關鍵詞:油田采出(chu)水特性(xing) 處(chu)理技(ji)術 采出(chu)水污染
隨(sui)著(zhu)油田(tian)開發(fa)時間的延長，原油含水(shui)率(lv)不斷上升。目前國內各油田(tian)均(jun)進入了高含水(shui)開采期，原油綜合含水(shui)率(lv)一般都在80%以上，為保證原油合格(ge)(含水(shui)率(lv)<0．5%)外(wai)輸(shu)，必(bi)須脫水(shui)，也就意味(wei)著(zhu)每生產(chan)(chan)1 t原油就有近4 t采出水(shui)[1]。勝利油田(tian)原油綜合含水(shui)率(lv)已達90%以上，日產(chan)(chan)廢水(shui)7 119萬[2]。
可見(jian)，采(cai)出水處(chu)理是否得當是油(you)田能否持續發展的重要保證(zheng)。
1 油田采出水特性
采(cai)(cai)油(you)(you)(you)污(wu)水(shui)是一(yi)(yi)種(zhong)含有(you)固體(ti)雜(za)質(zhi)(zhi)、液體(ti)雜(za)質(zhi)(zhi)、溶(rong)解(jie)氣體(ti)和溶(rong)解(jie)鹽類等較(jiao)為復(fu)雜(za)的(de)多相體(ti)系(xi)，細小雜(za)質(zhi)(zhi)大概可(ke)分(fen)(fen)(fen)為5大類：懸浮(fu)固體(ti)、膠體(ti)、分(fen)(fen)(fen)散油(you)(you)(you)、乳(ru)化(hua)油(you)(you)(you)及一(yi)(yi)些溶(rong)解(jie)物質(zhi)(zhi) 3。其(qi)中(zhong)懸浮(fu)固體(ti)(顆(ke)粒直徑1—100 μm)主(zhu)要包括(kuo)(kuo)：泥(ni)砂(sha)、各種(zhong)腐蝕(shi)產(chan)物及垢(gou)、硫酸鹽還原(yuan)(yuan)菌(jun)(jun)、腐生菌(jun)(jun)和重質(zhi)(zhi)油(you)(you)(you)類等；膠體(ti)(1×10-3—1．0 μm)主(zhu)要由泥(ni)砂(sha)、腐蝕(shi)結垢(gou)產(chan)物和細菌(jun)(jun)有(you)機物構(gou)成(cheng)。采(cai)(cai)出水(shui)中(zhong)一(yi)(yi)般含有(you)1—5g/L 的(de)原(yuan)(yuan)油(you)(you)(you)，其(qi)中(zhong)90%左右為分(fen)(fen)(fen)散油(you)(you)(you)(10—100 μm)和浮(fu)上(shang)油(you)(you)(you)(大于100 μm)，約有(you)10%乳(ru)化(hua)油(you)(you)(you)(1×10 —10 μm)。溶(rong)解(jie)物質(zhi)(zhi)主(zhu)要包括(kuo)(kuo)溶(rong)解(jie)鹽類(1×10-3μm以(yi)下，如(ru)Ca2+、Mg2+、Cl-)和溶(rong)解(jie)氣體(ti)(3×10 -4—5×10μm如(ru)溶(rong)解(jie)氧、硫化(hua)氫)。由于各油(you)(you)(you)田(tian)地質(zhi)(zhi)條(tiao)件、原(yuan)(yuan)油(you)(you)(you)特(te)(te)性(xing)、集輸及分(fen)(fen)(fen)離條(tiao)件等的(de)差異，各地油(you)(you)(you)田(tian)采(cai)(cai)出水(shui)的(de)水(shui)質(zhi)(zhi)不盡相同，但(dan)有(you)共(gong)性(xing)，一(yi)(yi)般具有(you)以(yi)下特(te)(te)點：含油(you)(you)(you)量高、成(cheng)分(fen)(fen)(fen)復(fu)雜(za)、礦化(hua)度高、水(shui)溫較(jiao)高、具有(you)放射性(xing)。
2 油田采出水處(chu)理方(fang)式
石油(you)(you)(you)(you)工業是一個用水(shui)量和產水(shui)量都較大(da)的(de)(de)行業，除產生大(da)量的(de)(de)采出水(shui)外，油(you)(you)(you)(you)田同時還需要回(hui)注大(da)量的(de)(de)水(shui)來驅油(you)(you)(you)(you)。大(da)量的(de)(de)采出水(shui)外排(pai)既(ji)造成(cheng)了環境(jing)污(wu)(wu)染，又浪費了寶貴的(de)(de)水(shui)資源。因此，采油(you)(you)(you)(you)污(wu)(wu)水(shui)經(jing)處理后回(hui)注采油(you)(you)(you)(you)成(cheng)為(wei)減少環境(jing)污(wu)(wu)染，提(ti)高(gao)油(you)(you)(you)(you)田經(jing)濟效益(yi)的(de)(de)一個重要途徑。另外采油(you)(you)(you)(you)污(wu)(wu)水(shui)礦化度高(gao)、溫度高(gao)，且與油(you)(you)(you)(you)層(ceng)的(de)(de)配(pei)伍性好(hao)，回(hui)注有(you)利(li)于(yu)驅油(you)(you)(you)(you)。
采(cai)(cai)油污水可(ke)以資源化再利(li)用(yong)，例如用(yong)作農田灌溉用(yong)水、鍋(guo)爐(lu)用(yong)水等一些其他工業生(sheng)產(chan)環節；回注(zhu)目前(qian)已無開采(cai)(cai)價值的(de)枯竭油藏；排人外部水域或周邊土壤，排放必須考慮環境的(de)容(rong)量與自凈能(neng)力。但(dan)是這(zhe)些處(chu)(chu)置(zhi)方式都(dou)要經過必要的(de)預處(chu)(chu)理(li)。加拿大狼湖(hu)油田稠油污水資源化回用(yong)每年經濟(ji)效(xiao)益可(ke)達400萬(wan)美元；冷湖(hu)油田處(chu)(chu)理(li)水量較大(5．2萬(wan) ／d)，每年可(ke)產(chan)生(sheng)900萬(wan)美元的(de)經濟(ji)效(xiao)益[4]。
3 油田采出水處(chu)理方(fang)法
采(cai)油污水處理(li)既要處理(li)水中(zhong)的(de)大量油類(lei)，同時兼顧(gu)去除(chu)水中(zhong)溶(rong)解的(de)有機(ji)物(wu)、懸浮物(wu)與硫化物(wu)等(deng)。如果這些雜質處理(li)不(bu)當，再回(hui)注過(guo)程(cheng)中(zhong)會堵塞地層、腐蝕管(guan)線、結垢(gou)，還(huan)會加快微生(sheng)物(wu)繁殖，外排則會造成(cheng)更大的(de)污染。不(bu)同類(lei)型的(de)采(cai)油污
水(shui)要(yao)采用不(bu)同的處(chu)理方(fang)法(fa)(fa)，目前國內外含油(you)污水(shui)的處(chu)理技術(shu)按處(chu)理原理可分(fen)為4種：物理法(fa)(fa)、化學法(fa)(fa)、物理化學法(fa)(fa)和生物化學法(fa)(fa)[5-11]。
3．1 物理法
物理處(chu)理法(fa)的重點是去(qu)除采出(chu)水中的礦物質(zhi)和大(da)部(bu)分(fen)(fen)固體懸浮物、油(you)類等(deng)。包括重力分(fen)(fen)離(li)法(fa)、離(li)心(xin)分(fen)(fen)離(li)法(fa)、粗粒化法(fa)、過濾法(fa)、膜分(fen)(fen)離(li)法(fa)等(deng)。
(1)重力分(fen)離(li)(li)法(fa)。重力分(fen)離(li)(li)法(fa)是初級處理方法(fa)，它利用油(you)和水的密度差及(ji)油(you)和水的不相(xiang)溶性，在靜(jing)止或流動狀(zhuang)態下實現油(you)珠、懸浮物與水分(fen)離(li)(li)。重力除(chu)油(you)的主要設備有立式除(chu)油(you)罐和斜板式隔油(you)池(chi)等。
(2)離(li)(li)(li)(li)心分離(li)(li)(li)(li)法(fa)。離(li)(li)(li)(li)心分離(li)(li)(li)(li)法(fa)是使(shi)裝有采(cai)油污水(shui)的(de)(de)(de)容(rong)器高速旋(xuan)轉(zhuan)，形成離(li)(li)(li)(li)心力場，因(yin)顆粒和污水(shui)的(de)(de)(de)質量(liang)不同，受到的(de)(de)(de)離(li)(li)(li)(li)心力也(ye)不同。相(xiang)對密度(du)大(da)的(de)(de)(de)水(shui)受到較大(da)的(de)(de)(de)離(li)(li)(li)(li)心作用被(bei)甩(shuai)到外(wai)側(ce)，相(xiang)對密度(du)小的(de)(de)(de)油珠則被(bei)留在(zai)內側(ce)，并(bing)聚結成大(da)的(de)(de)(de)油珠而(er)上浮達到分離(li)(li)(li)(li)目的(de)(de)(de)，常用的(de)(de)(de)設(she)備有水(shui)力旋(xuan)流器。
(3)粗粒化(hua)(hua)(hua)法。粗粒化(hua)(hua)(hua)法是利用(yong)(yong)油—水兩(liang)相相對聚(ju)(ju)結材料(liao)親(qin)和力的(de)不(bu)同來進行分(fen)離。當采油污水流經過一(yi)些疏水親(qin)油物質時(shi)，油珠在其潤濕(shi)、聚(ju)(ju)結、碰撞(zhuang)聚(ju)(ju)結、截流、附著等聯(lian)合(he)作用(yong)(yong)下聚(ju)(ju)集成較大的(de)油滴。該(gai)裝置分(fen)為固定床式和流化(hua)(hua)(hua)床式兩(liang)種類(lei)型，常用(yong)(yong)的(de)粗粒化(hua)(hua)(hua)材料(liao)是石英砂、無(wu)煙(yan)煤(mei)、蛇(she)紋石、陶粒、樹脂等。
(4)過(guo)(guo)濾(lv)(lv)法。過(guo)(guo)濾(lv)(lv)法是(shi)將采油污(wu)水(shui)通過(guo)(guo)設有孔眼的裝(zhuang)置或通過(guo)(guo)由某(mou)種介質(zhi)組成的濾(lv)(lv)層，使污(wu)水(shui)中的懸(xuan)浮物得以去(qu)除，主要是(shi)利用(yong)顆粒介質(zhi)的截(jie)流、慣性碰撞、篩(shai)分、表(biao)面黏附、聚并(bing)等作用(yong)，將水(shui)中油分去(qu)除。一般所用(yong)過(guo)(guo)濾(lv)(lv)器(qi)(qi)有壓(ya)力(li)式(shi)和重(zhong)力(li)式(shi)兩種，目(mu)前(qian)我國油田過(guo)(guo)濾(lv)(lv)器(qi)(qi)普遍采用(yong)的是(shi)壓(ya)力(li)式(shi)，例(li)如石英(ying)砂過(guo)(guo)濾(lv)(lv)器(qi)(qi)、核(he)桃殼過(guo)(guo)濾(lv)(lv)器(qi)(qi)、多層濾(lv)(lv)料過(guo)(guo)濾(lv)(lv)器(qi)(qi)等。
(5)膜(mo)分(fen)(fen)(fen)離(li)(li)法(fa)。膜(mo)分(fen)(fen)(fen)離(li)(li)法(fa)是利用(yong)(yong)膜(mo)的(de)選(xuan)擇透過(guo)性(xing)對采油(you)污水進行分(fen)(fen)(fen)離(li)(li)和(he)(he)提純(chun)的(de)方法(fa)。其機理是用(yong)(yong)1張(或(huo)1對)多孔(kong)濾(lv)膜(mo)，利用(yong)(yong)液一液分(fen)(fen)(fen)散體系中兩相與固(gu)體膜(mo)表面(mian)親和(he)(he)力不同(tong)而達到分(fen)(fen)(fen)離(li)(li)的(de)目(mu)的(de)。常(chang)應用(yong)(yong)的(de)膜(mo)分(fen)(fen)(fen)離(li)(li)技術有反滲透、超(chao)濾(lv)、微濾(lv)、電滲析和(he)(he)納濾(lv)5種，通常(chang)使用(yong)(yong)的(de)材(cai)料有醋酸纖(xian)維素系、乙烯系聚合物和(he)(he)共聚物、聚亞酰胺(an)等。
3．2 化學法
化(hua)(hua)學(xue)處理法(fa)主(zhu)要用(yong)于(yu)處理采(cai)油(you)污水(shui)中(zhong)不能單(dan)獨用(yong)物(wu)(wu)理方法(fa)或(huo)生物(wu)(wu)方法(fa)去(qu)除的(de)一部分(fen)膠體和溶解性物(wu)(wu)質(zhi)(zhi)(特(te)別(bie)是乳化(hua)(hua)油(you))，還可以(yi)通過化(hua)(hua)學(xue)作(zuo)用(yong)將(jiang)采(cai)出水(shui)中(zhong)的(de)污染(ran)物(wu)(wu)轉化(hua)(hua)為無害物(wu)(wu)質(zhi)(zhi)，使(shi)水(shui)質(zhi)(zhi)達到(dao)標準。常用(yong)的(de)方法(fa)有化(hua)(hua)學(xue)破乳法(fa)、化(hua)(hua)學(xue)氧化(hua)(hua)法(fa)等。
(1)化(hua)(hua)學破乳(ru)法。化(hua)(hua)學破乳(ru)法包(bao)括鹽析(xi)法、酸化(hua)(hua)法、凝聚(ju)法，最傳統和常用的藥劑(ji)是鋁鹽及鐵(tie)鹽系列(lie)。乳(ru)化(hua)(hua)油呈(cheng)穩定狀態，要達(da)到油水分離(li)首(shou)先要破乳(ru)。破乳(ru)是向(xiang)水中投入(ru)化(hua)(hua)學藥劑(ji)，藥劑(ji)在水中水解(jie)后能形成帶正電(dian)荷的膠團，并(bing)能與(yu)帶
負(fu)電荷的(de)乳(ru)化油(you)發生電中和(he)作(zuo)用，降(jiang)低(di)其表(biao)面電位，再經過處理使油(you)粒聚(ju)集(ji)，粒徑變大，浮力也隨之增(zeng)大，可達到油(you)水分離的(de)目的(de)。
(2)化(hua)(hua)(hua)(hua)學氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)。化(hua)(hua)(hua)(hua)學氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)是轉化(hua)(hua)(hua)(hua)采油(you)(you)污(wu)水(shui)中污(wu)染(ran)物(wu)(wu)的(de)(de)有效方法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)，能(neng)將(jiang)污(wu)水(shui)中呈溶(rong)解(jie)(jie)態(tai)(tai)的(de)(de)無(wu)機物(wu)(wu)和有機物(wu)(wu)轉化(hua)(hua)(hua)(hua)為微(wei)毒(du)、無(wu)毒(du)物(wu)(wu)質(zhi)(zhi)或(huo)轉化(hua)(hua)(hua)(hua)成容(rong)易與水(shui)分離的(de)(de)形態(tai)(tai)，分為氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)，電(dian)(dian)(dian)解(jie)(jie)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)和光化(hua)(hua)(hua)(hua)學催化(hua)(hua)(hua)(hua)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)。氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)是指利用(yong)強氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)分解(jie)(jie)污(wu)水(shui)中的(de)(de)油(you)(you)和COD等污(wu)染(ran)物(wu)(wu)質(zhi)(zhi)以(yi)(yi)達到(dao)凈化(hua)(hua)(hua)(hua)采油(you)(you)污(wu)水(shui)的(de)(de)一種方法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)；電(dian)(dian)(dian)解(jie)(jie)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)是指在污(wu)水(shui)中插入電(dian)(dian)(dian)極并(bing)通過(guo)一定的(de)(de)直(zhi)流電(dian)(dian)(dian)，污(wu)水(shui)中的(de)(de)油(you)(you)和COD等污(wu)染(ran)物(wu)(wu)質(zhi)(zhi)在陽極發生(sheng)電(dian)(dian)(dian)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)作用(yong)或(huo)與電(dian)(dian)(dian)解(jie)(jie)所產生(sheng)的(de)(de)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)性(xing)物(wu)(wu)質(zhi)(zhi)發生(sheng)作用(yong)以(yi)(yi)達到(dao)凈化(hua)(hua)(hua)(hua)采油(you)(you)污(wu)水(shui)的(de)(de)一種方法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)；光化(hua)(hua)(hua)(hua)學催化(hua)(hua)(hua)(hua)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)是用(yong)半導體(ti)材料來(lai)利用(yong)太陽光能(neng)或(huo)人造光能(neng)以(yi)(yi)達到(dao)凈化(hua)(hua)(hua)(hua)采油(you)(you)污(wu)水(shui)的(de)(de)一種方法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)。
3．3 物理化學法
物(wu)理化學(xue)法(fa)(fa)主要包括(kuo)氣浮(fu)法(fa)(fa)、吸附法(fa)(fa)、電化學(xue)法(fa)(fa)、超聲波分離法(fa)(fa)等，這些(xie)方(fang)法(fa)(fa)一般都適應性(xing)較(jiao)強，選擇性(xing)廣(guang)，處(chu)理較(jiao)徹底，但有些(xie)方(fang)法(fa)(fa)工(gong)藝未成(cheng)熟且(qie)能耗大。
(1)氣(qi)(qi)(qi)(qi)浮(fu)法(fa)。氣(qi)(qi)(qi)(qi)浮(fu)法(fa)是依靠氣(qi)(qi)(qi)(qi)泡能表面(mian)吸附(fu)油(you)粒(li)(li)或懸浮(fu)物以達到(dao)分(fen)離的(de)目(mu)的(de)。在采油(you)污水中通入空氣(qi)(qi)(qi)(qi)或其他氣(qi)(qi)(qi)(qi)體(ti)產生微細(xi)氣(qi)(qi)(qi)(qi)泡，使水中的(de)一(yi)些細(xi)小懸浮(fu)油(you)珠及固體(ti)顆粒(li)(li)附(fu)著在氣(qi)(qi)(qi)(qi)泡上(shang)，形成(cheng)水—氣(qi)(qi)(qi)(qi)一(yi)油(you)粒(li)(li)三相混合體(ti)系，隨(sui)氣(qi)(qi)(qi)(qi)泡一(yi)起上(shang)浮(fu)到(dao)水面(mian)形成(cheng)浮(fu)渣，然后使用(yong)適當的(de)撇(pie)油(you)器將油(you)撇(pie)去。按(an)照(zhao)氣(qi)(qi)(qi)(qi)泡產生的(de)方式，可(ke)分(fen)為加(jia)壓溶氣(qi)(qi)(qi)(qi)氣(qi)(qi)(qi)(qi)浮(fu)、葉輪氣(qi)(qi)(qi)(qi)浮(fu)、曝氣(qi)(qi)(qi)(qi)氣(qi)(qi)(qi)(qi)浮(fu)、引風(feng)空氣(qi)(qi)(qi)(qi)氣(qi)(qi)(qi)(qi)浮(fu)和電解氣(qi)(qi)(qi)(qi)浮(fu)等。
(2)吸(xi)附(fu)(fu)(fu)法。吸(xi)附(fu)(fu)(fu)法是利用(yong)吸(xi)附(fu)(fu)(fu)劑(ji)的多孔性和(he)大的比表(biao)(biao)面積(ji)，將采油污水中的溶解油和(he)其(qi)他溶解性有機物吸(xi)附(fu)(fu)(fu)在表(biao)(biao)面從而(er)達(da)到分離。根據(ju)固體表(biao)(biao)面吸(xi)附(fu)(fu)(fu)力的不同(tong)，吸(xi)附(fu)(fu)(fu)可以分為表(biao)(biao)面吸(xi)附(fu)(fu)(fu)、離子交換吸(xi)附(fu)(fu)(fu)和(he)專屬(shu)吸(xi)附(fu)(fu)(fu)3種(zhong)類型。
(3)電(dian)(dian)(dian)化(hua)學(xue)法(fa)。電(dian)(dian)(dian)化(hua)學(xue)法(fa)包(bao)括電(dian)(dian)(dian)凝(ning)聚(ju)、電(dian)(dian)(dian)氣浮(fu)和(he)電(dian)(dian)(dian)火花(hua)法(fa)。電(dian)(dian)(dian)凝(ning)聚(ju)是(shi)利用(yong)(yong)溶(rong)(rong)解(jie)(jie)(jie)性電(dian)(dian)(dian)極電(dian)(dian)(dian)解(jie)(jie)(jie)采油(you)污水(shui)，從溶(rong)(rong)解(jie)(jie)(jie)性陽極溶(rong)(rong)解(jie)(jie)(jie)出金屬離(li)子，金屬離(li)子水(shui)解(jie)(jie)(jie)生成氫氧(yang)化(hua)物(wu)，它能吸附(fu)和(he)凝(ning)聚(ju)乳化(hua)油(you)與(yu)溶(rong)(rong)解(jie)(jie)(jie)油(you)，然后沉淀可除去(qu)油(you)；電(dian)(dian)(dian)氣浮(fu)是(shi)利用(yong)(yong)不溶(rong)(rong)性電(dian)(dian)(dian)極電(dian)(dian)(dian)解(jie)(jie)(jie)采油(you)污水(shui)，在(zai)(zai)電(dian)(dian)(dian)解(jie)(jie)(jie)分解(jie)(jie)(jie)作用(yong)(yong)和(he)初生態的(de)微(wei)小氣泡的(de)上浮(fu)作用(yong)(yong)下(xia)，使乳化(hua)油(you)破壞，并使油(you)珠附(fu)著在(zai)(zai)氣泡上；電(dian)(dian)(dian)火花(hua)法(fa)是(shi)利用(yong)(yong)交流電(dian)(dian)(dian)來去(qu)除采油(you)污水(shui)中的(de)乳化(hua)油(you)和(he)溶(rong)(rong)解(jie)(jie)(jie)油(you)，在(zai)(zai)電(dian)(dian)(dian)場作用(yong)(yong)下(xia)筒內的(de)導電(dian)(dian)(dian)顆粒(li)間會產生電(dian)(dian)(dian)火花(hua)，在(zai)(zai)電(dian)(dian)(dian)火花(hua)和(he)水(shui)中均勻分布的(de)氧(yang)的(de)作用(yong)(yong)下(xia)，油(you)分被(bei)氧(yang)化(hua)和(he)燃燒(shao)分解(jie)(jie)(jie)。
(4)超聲(sheng)波分(fen)(fen)離法。超聲(sheng)波(頻率一般為2×l04—5×l0s )在水(shui)中可以發生凝聚、空穴或空化效(xiao)應。當超聲(sheng)波通過采油污水(shui)時，會(hui)使微小(xiao)油滴(di)與水(shui)一起(qi)振(zhen)動(dong)。但由于大小(xiao)不同(tong)的(de)(de)粒子具有不同(tong)的(de)(de)相(xiang)對振(zhen)動(dong)速度，油滴(di)將會(hui)相(xiang)互碰撞(zhuang)、粘合，使油滴(di)的(de)(de)體積增大。隨后由于粒子已變大，不能隨聲(sheng)波振(zhen)動(dong)，只作無(wu)規則運動(dong)，最后水(shui)中小(xiao)油滴(di)凝聚并上浮，再用(yong)其他設備分(fen)(fen)離。
3．4 生物化學法
生(sheng)化(hua)(hua)處理法(fa)是利(li)用微(wei)(wei)生(sheng)物(wu)(wu)(wu)的(de)(de)生(sheng)物(wu)(wu)(wu)化(hua)(hua)學作(zuo)用，將復雜(za)的(de)(de)有(you)(you)(you)機(ji)物(wu)(wu)(wu)分(fen)解(jie)為(wei)簡(jian)單(dan)物(wu)(wu)(wu)質，將有(you)(you)(you)毒(du)物(wu)(wu)(wu)質轉化(hua)(hua)為(wei)無毒(du)物(wu)(wu)(wu)質，使采油(you)污水得到凈化(hua)(hua)。微(wei)(wei)生(sheng)物(wu)(wu)(wu)可(ke)將有(you)(you)(you)機(ji)物(wu)(wu)(wu)作(zuo)為(wei)營養物(wu)(wu)(wu)質，使其(qi)一部分(fen)被吸收轉化(hua)(hua)成為(wei)微(wei)(wei)生(sheng)物(wu)(wu)(wu)體內(nei)的(de)(de)有(you)(you)(you)機(ji)成分(fen)或增殖成新的(de)(de)微(wei)(wei)生(sheng)物(wu)(wu)(wu)；其(qi)余部分(fen)可(ke)被微(wei)(wei)生(sheng)物(wu)(wu)(wu)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)分(fen)解(jie)成簡(jian)單(dan)的(de)(de)有(you)(you)(you)機(ji)或無機(ji)物(wu)(wu)(wu)質，如甲烷、二氧(yang)(yang)化(hua)(hua)碳(tan)和(he)水等。生(sheng)化(hua)(hua)法(fa)可(ke)分(fen)為(wei)好氧(yang)(yang)生(sheng)物(wu)(wu)(wu)處理和(he)厭(yan)氧(yang)(yang)生(sheng)物(wu)(wu)(wu)處理。從過程形式(shi)上(shang)可(ke)分(fen)為(wei)：污泥(ni)法(fa)、生(sheng)物(wu)(wu)(wu)過濾法(fa)和(he)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)塘(tang)法(fa)。Gi~xt T研究了活性污泥(ni)法(fa)處理采油(you)污水，表明停(ting)留時(shi)間為(wei)20 d時(shi)能(neng)去除采油(you)污水中(zhong)98%一99%的(de)(de)碳(tan)氫化(hua)(hua)合物(wu)(wu)(wu)，使液相中(zhong)懸浮物(wu)(wu)(wu)總體質量濃(nong)度下降為(wei)730 mg／L，能(neng)量消耗大約花費1．25美元(yuan)／t[12]。
近來關(guan)于土地處理(li)法的(de)(de)(de)研究比較多(duo)，該(gai)法是利用土壤中的(de)(de)(de)微生(sheng)物(wu)(wu)(wu)和(he)(he)植物(wu)(wu)(wu)根(gen)系來吸收分解(jie)(jie)采(cai)油(you)污(wu)(wu)水中的(de)(de)(de)污(wu)(wu)染物(wu)(wu)(wu)。其凈化(hua)(hua)功(gong)能主要(yao)由(you)3要(yao)素構(gou)成(cheng)：植物(wu)(wu)(wu)根(gen)系的(de)(de)(de)吸收 轉化(hua)(hua)、降(jiang)解(jie)(jie)和(he)(he)生(sheng)物(wu)(wu)(wu)合(he)成(cheng)作(zuo)用；土壤中細菌、真菌和(he)(he)放線菌等微生(sheng)物(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)降(jiang)解(jie)(jie)、轉化(hua)(hua)和(he)(he)生(sheng)物(wu)(wu)(wu)固化(hua)(hua)作(zuo)用；土壤的(de)(de)(de)有機、無機膠(jiao)體及其復合(he)體的(de)(de)(de)吸收、絡合(he)和(he)(he)沉淀作(zuo)用。哥倫比亞Kelt公司以蘆葦為基礎的(de)(de)(de)根(gen)區(qu)過濾系統去除采(cai)油(you)污(wu)(wu)水中污(wu)(wu)染物(wu)(wu)(wu)，處理(li)后的(de)(de)(de)水用于灌溉稻田。該(gai)方法1年(nian)后能去除9o%的(de)(de)(de)苯酚等污(wu)(wu)染物(wu)(wu)(wu)，3年(nian)后發揮全部效果(guo)，并且SS、COD都(dou)有不同程度的(de)(de)(de)下降(jiang)[13]。
4 油田采出水處理技術評價(jia)及工藝
 |
采油(you)(you)(you)污水處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)方法(fa)(fa)較多，各有(you)優缺點(見表1)，單一方法(fa)(fa)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)效(xiao)果不佳，在實際應用中通常(chang)是(shi)兩三(san)種方法(fa)(fa)聯合使用，才(cai)能使水質達到(dao)標準。處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)手段(duan)大體(ti)是(shi)以物理(li)(li)(li)方法(fa)(fa)分(fen)(fen)離，以化(hua)學法(fa)(fa)去(qu)除，再以生物法(fa)(fa)降解(jie)。在工藝流程中，常(chang)見的一級(ji)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)有(you)沉(chen)降、浮選和離心(xin)分(fen)(fen)離，主(zhu)要(yao)除去(qu)浮油(you)(you)(you)和油(you)(you)(you)濕(shi)固體(ti)；-級(ji)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)有(you)過濾、粗粒(li)化(hua)、化(hua)學處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)等，主(zhu)要(yao)是(shi)去(qu)除分(fen)(fen)散油(you)(you)(you)；深度處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)有(you)超濾、活性炭(tan)吸(xi)附、生化(hua)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)等，主(zhu)要(yao)去(qu)除微細的分(fen)(fen)散油(you)(you)(you)和溶(rong)解(jie)油(you)(you)(you)[14]。
目前(qian)國內各油(you)田采油(you)污水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)處(chu)(chu)理(li)(li)工(gong)(gong)(gong)藝多數采用(yong)(yong)隔油(you)除油(you)一(yi)(yi)(yi)混凝(ning)(沉(chen)淀或氣浮(fu))一(yi)(yi)(yi)過濾3段處(chu)(chu)理(li)(li)工(gong)(gong)(gong)藝，再輔以阻垢、緩(huan)蝕、殺菌(jun)、膜(mo)處(chu)(chu)理(li)(li)或生化(hua)法(fa)處(chu)(chu)理(li)(li)等。英國北(bei)(bei)海ULa油(you)田采出水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)回(hui)(hui)注(zhu)的(de)(de)工(gong)(gong)(gong)藝流程為：采出水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)一(yi)(yi)(yi)油(you)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)分離(li)(li)器(qi)一(yi)(yi)(yi)(加乳(ru)化(hua)劑)一(yi)(yi)(yi)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)力旋流器(qi)一(yi)(yi)(yi)回(hui)(hui)注(zhu)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)[15]。科威特北(bei)(bei)部油(you)田采出水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)處(chu)(chu)理(li)(li)工(gong)(gong)(gong)藝流程為：電脫鹽原油(you)污水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)一(yi)(yi)(yi)AH油(you)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)分離(li)(li)器(qi)一(yi)(yi)(yi)倒油(you)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)分離(li)(li)器(qi)一(yi)(yi)(yi)IGF氣浮(fu)一(yi)(yi)(yi)出水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)，該工(gong)(gong)(gong)藝處(chu)(chu)理(li)(li)后的(de)(de)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)可以用(yong)(yong)作(zuo)回(hui)(hui)注(zhu)地(di)層的(de)(de)凈(jing)化(hua)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)[16]。
美國Texas的Permian Basin油田采油污(wu)水處理工藝流(liu)程為：采出水一(yi)水力旋(xuan)流(liu)器一(yi)一(yi)級過(guo)濾一(yi)汽(qi)(qi)提塔脫(tuo)硫一(yi)石灰軟化一(yi)二級過(guo)濾一(yi)陽離子交換一(yi)蒸汽(qi)(qi)鍋(guo)爐(lu)(lu)，出水各指標可達到鍋(guo)爐(lu)(lu)給水水質標準(zhun)[17]。國內遼河工程公司經過(guo)研(yan)究(jiu)實踐也形成(cheng)了1套(tao)可靠適用的回(hui)(hui)用于注(zhu)汽(qi)(qi)鍋(guo)爐(lu)(lu)的稠油污(wu)水處理工藝：采出水一(yi)調節一(yi)混凝沉降一(yi)溶(rong)氣(qi)浮選(xuan)一(yi)吸附除硅一(yi)粗濾一(yi)精細過(guo)濾一(yi)弱酸軟化一(yi)回(hui)(hui)用注(zhu)汽(qi)(qi)鍋(guo)爐(lu)(lu)[4]。
應(ying)該(gai)合理(li)(li)地對采(cai)油污水處(chu)理(li)(li)工(gong)藝(yi)進行選(xuan)擇(ze)，在滿足水質標準的(de)前提(ti)下應(ying)力求簡單、管(guan)理(li)(li)方便、運(yun)行可靠，組成(cheng)最佳工(gong)藝(yi)流(liu)程(cheng)，必須進行經濟技(ji)術(shu)比較，合理(li)(li)選(xuan)定。挪(nuo)威國家石油公司對采(cai)油污水處(chu)理(li)(li)技(ji)術(shu)評價標準有[18]：處(chu)理(li)(li)量(liang)大；較低(di)(di)的(de)重量(liang)和高度；造成(cheng)的(de)影響很(hen)小；低(di)(di)資本(ben)和運(yun)作費(fei)用；少產(chan)生或不產(chan)生廢(fei)物；化學藥劑的(de)使用量(liang)少；最重要的(de)是非常有效地去除危害環境的(de)各種因(yin)素。
5 油田采出水危(wei)害[19-22]
油田采(cai)出(chu)水(shui)(shui)最(zui)理想的(de)出(chu)路是處理達標(biao)后回注(zhu)，但由(you)于種(zhong)(zhong)種(zhong)(zhong)原因仍(reng)有(you)大量采(cai)油污(wu)水(shui)(shui)不得不外排，流(liu)入(ru)外部(bu)水(shui)(shui)域或滲入(ru)到周(zhou)邊土壤，采(cai)油污(wu)水(shui)(shui)主要污(wu)染物有(you)石油類、化學耗(hao)氧(yang)量、重(zhong)金屬、硫化物、懸浮物、揮發酚、氨氮等，據統計全(quan)國油田外排水(shui)(shui)量大約為3萬m3／dh 3。
采油(you)(you)污水進(jin)入水體(ti)后(hou)，不僅(jin)使水體(ti)的(de)(de)化學(xue)需氧(yang)量(liang)升(sheng)高(gao)，而且由于油(you)(you)類等物質的(de)(de)降解消耗大量(liang)的(de)(de)溶解氧(yang)，同時水表層(ceng)的(de)(de)油(you)(you)膜(mo)阻止了空氣中的(de)(de)氧(yang)向水中擴散，造成局部水域的(de)(de)嫌氧(yang)狀態，使水生(sheng)動物因缺氧(yang)而死亡，水生(sheng)植物的(de)(de)光(guang)合作用也會
遭到破壞，并且還能影響(xiang)飲用水資(zi)源和地下(xia)水資(zi)源，破壞大氣和水體的界(jie)面上(shang)的能量和物質平衡。
采油污水滲入(ru)土(tu)(tu)(tu)(tu)壤(rang)(rang)的量超過土(tu)(tu)(tu)(tu)壤(rang)(rang)的自凈(jing)容(rong)量后(hou)，積累的油類等物(wu)質(zhi)將長期殘留于其(qi)中，破(po)壞(huai)土(tu)(tu)(tu)(tu)壤(rang)(rang)結構，影響土(tu)(tu)(tu)(tu)壤(rang)(rang)通透(tou)性，損害(hai)植物(wu)根(gen)部(bu)，阻礙根(gen)的呼吸(xi)和(he)吸(xi)收，對土(tu)(tu)(tu)(tu)壤(rang)(rang)植物(wu)和(he)土(tu)(tu)(tu)(tu)壤(rang)(rang)微(wei)生物(wu)生態系(xi)統甚(shen)至地下水都造成危害(hai)，嚴重影響土(tu)(tu)(tu)(tu)壤(rang)(rang)的
生產力和農作物(wu)(wu)產量(liang)。污染(ran)物(wu)(wu)還能進入食物(wu)(wu)鏈，影響人(ren)類健康。
6 結語
為保護(hu)自然生(sheng)態環境與(yu)(yu)人類(lei)健康，保持經(jing)濟持續發(fa)(fa)展(zhan)，采油(you)(you)(you)污(wu)水的(de)處理(li)(li)成為油(you)(you)(you)田開(kai)發(fa)(fa)中亟待(dai)解(jie)決的(de)問(wen)題(ti)(ti)。同時由于采油(you)(you)(you)技術(shu)的(de)改變，在采油(you)(you)(you)過(guo)程中還需加(jia)入堿、聚合(he)物(wu)、表面活(huo)性(xing)劑(ji)等化學品，這(zhe)些組分的(de)加(jia)人，使采油(you)(you)(you)污(wu)水處理(li)(li)更加(jia)困難(nan)。要徹(che)底改變這(zhe)一(yi)現狀(zhuang)，必須針(zhen)對各環節中存在的(de)問(wen)題(ti)(ti)，采取相應的(de)措(cuo)施，同時積(ji)極吸取國外的(de)先(xian)進技術(shu)經(jing)驗，從技術(shu)與(yu)(yu)工藝兩(liang)方面使油(you)(you)(you)田采出水處理(li)(li)不斷完(wan)善與(yu)(yu)發(fa)(fa)展(zhan)。
參考文獻
[1]豐國斌．高含鹽油田采出水處理技術研究與應用．石油規劃設計，20O6，17(4)：17—19．
[2]李美蓉．回注采出水深度除油復合配方的優選．石油化工環境保護,20O6，29(2)：43—45．
[3]陳進富．油田采油污水的CODc~構成分析．工業水處理，20O2，8(22)：29—31．
使用微信“掃一掃”功能添加“谷騰環保網”
