摘要:隨著石油開采中污水量的不斷增加和國內外對環保的嚴格要求，油田污水處理引起了國內外研究機構和學者地研究與探討。本文在大量調研國內外相關文獻的基礎上概括了油田污水處理的方法和種類，同時提出了污水處理方法的新進展集中在電磁方法和生物處理技術方面。最后，認為優化組合多種處理方法，特別是與新興起的生物技術方法進行組合必將成為以后的主流。
　　關鍵詞:油田污水，純化，新進展
　　
　　石油的開采量不斷增加，在這一過程中，各大油田產生的污水也與日俱增。采油污水具有水溫較高，礦化度高，含有大量細菌，表面張力大等特點，特別是三次采油技術在我國大部分油田已進入工業應用階段后，由于聚合物等化學藥劑的存在使得聚驅采出水具有黏度較大、油滴粒徑小、乳化程度較高、難生物降解等特點，增加了采出水的處理難度[1-3]。同時隨著全球范圍水資源短缺的加劇，以及人們對環境污染認識的加深。對采油污水的處理方法和技術，國內外研究機構一直在不懈地進行深入研究與探討。
　　1油田污水處理的方法
　　油田污水處理的目的是去除水中的油、懸浮物以及其它有礙注水、易造成注水系統腐蝕、結構的不利成分。由于各油田采油污水的物理化學性質差異較大，要求的注水水質標準也不一樣，因此各種油田采油污水處理工藝流程和方法也不盡相同。目前被廣泛應用于采油污水處理的有效方法概括起來主要有：化學法，物理法，物理化學法等[4]。本文將三類方法分類進行了討論。
　　1.1化學處理法
　　在油田污水處理中主要用于含油污水的深度處理，包括化學破乳法，化學氧化法(空氣氧化法、臭氧氧化法、氯氧化法、雙氧水氧化法、Fenton試劑氧化法、KMnO4氧化法、K2FeO4氧化法)，光化學氧化法等。
　　 化學破乳法主要是新型破乳劑的研發，沈明歡等采用室內模擬的聚合物驅采出水，考察了聚合物對其穩定性的影響，以該采出水為介質，研制出一種陽離子型反相破乳劑HEU-7，對模擬污水及渤海油田現場聚驅采出水均有較好的除油效果，當其用量為60mg/L時，30min后除油率達到90%以上，同時對于懸浮顆粒也具有較強的絮凝作用[4]。化學氧化方目前研究與應用較多的主要有Fenton試劑氧化法和K2FeO4氧化法。Fenton試劑氧化法是利用H2O2和FeSO4按一定的比例混合得到氧化性極強的藥劑來處理含油污水，具有氧化和混凝的雙重效果。如張鐵鍇等應用Fenton法處理含聚合物油田污水，同時觀察了初始pH值對聚丙烯酰胺去除率的影響，得出pH=3.0時去除率最高，pH值過高或過低都達不到理想的處理效果[5]。K2FeO4氧化法是最近幾年發展起來的高效水處理方法，K2FeO4的標準電極電位為1.90V，比高錳酸鉀等具有更強的氧化性，可去除水體中的有機污染物和重金屬并能脫色、脫臭等。魏宏曉等在中原油田水質改性技術的基礎上，應用二氧化氯配套技術對油田污水進行預處理，在較低pH條件下即能有效去除污水中的Fe2+，殺滅和控制細菌，實現了減少污泥、水質長期穩定達標的目標[6]。陳平等分析了pH值對化學法處理油田采出水的效果的影響。對油田采出水的處理必須具體問題具體分析，選擇合適的PH值，力求最佳處理效果[7]。
　　1.2物理處理法
　　物理法是根據在重力場和離心力場中油水間有不同的重力和離心力達到分離的目的，包括重力沉降法、過濾法、粗粒化法、水力旋流法以及膜分離法等。
　　重力沉降法和過濾法也存在一定的問題。如田曉川等對大慶油田采出水處理工藝的存在問題進行分析，發現沉降罐效率不高，有時出水出現反值；核桃殼濾罐的結構及反沖洗方式，嚴重影響了過濾效果；沉降罐及過濾罐產生的污泥不能得到有效處理，使水質不斷惡化。建議通過對沉降罐采取可行的技術措施，提高沉降罐的分離效果；通過優化過濾器結構及運行參數，使過濾效果達到最佳狀態；通過對沉降罐中形成的污泥以及過濾罐截留的懸浮固體進行單獨處理，防止水質惡化[8]。膜分離法目前也是一種主要的方法，在一些油田要使污水處理后的水質達到特低滲透注水水質指標，必須采用膜處理技術。目前處理含油污水的膜包括有機膜和無機膜，其中有機膜不耐高溫，應用的pH值范圍窄，在pH值超過11的情況下很容易老化，影響截流能力。無機膜耐高溫，耐強酸，耐強堿和有機溶劑，耐微生物侵蝕，應用的pH值范圍寬，應用也較有機膜廣泛[9]
　　1.3物理化學處理法
　　物理化學法包括混凝、氣浮、吸附、磁吸附以及電化學法等，其中氣浮法和混凝法較為常用。
　　氣浮法是依靠空氣泡的表面吸附油粒或懸浮物達到分離目的的。混凝法是向含油水中投加絮凝劑，水解后生成膠體，吸附油珠，并通過絮凝產生礬花等物理化學作用或通過藥劑中和表面電荷使其凝聚并通過后續工藝去除的方法。隨著采油工藝的發展，油田采出廢水的處理難度也在增加，這就要求不斷研發新型的、有效的絮凝劑。如李玉江等研究了使用活性硅酸混凝劑SPAS處理含油污水，該絮凝劑對廢水的pH適應能力較強，pH在7.2~10.6范圍內，其對廢水中污染物的混凝去除能力基本相同，但pH太高處理效果會降低[10]。
　　此外，現在物理化學方法也可以與物理法進行組合，可以起到更好的效果。如許浩偉等根據孤島油田污水的現狀及污水處理面臨的主要問題，利用氣浮和“雙膜”法處理油田污水進行配聚再利用的工藝，通過現場試驗分析研究了處理前后3種水的水質指標，對比了配制的聚合物溶液的初始黏度和穩定性，結果表明，采油污水經該工藝處理后完全可以替代清水配制聚合物母液，具有較好的經濟及社會效益[11]。
　　電化學法的應用也較多，特別是可以降低油田污水礦化度。荊國林闡述了利用電滲析裝置降低油田污水礦化度的技術，通過實驗得出最佳操作條件，并進行了相應的經濟評價[12]。 盡管以上3類方法已經在很多油田進行了應用，也取得了一定的效果。隨著環保要求的提高和油田注水水質的嚴格化，以上方法已經明顯不能取得滿意的處理結果。因為化學法、生物降解法、膜分離法一次投資性大，操作復雜，又有化學物質參與，給本來復雜的油田污水又不可避免的帶來了新的雜質等等的實際缺點。
　　2油田污水處理方法新進展
　　油田采油污水處理將朝著低污染、低成本、易操作、高效處理方向發展。對于油田污水來說，用物理方法可以解決含油污水中的除油問題，但處理不掉諸如COD問題，不能做到達標排放。用化學的方法盡管處理速度較快，但往往成本太高，或處理不徹底，同時易造成化學藥劑的二次污染[13]。因此，需要提出和發展新的油田采油污水處理方法。近些年來，在油田采油污水處理方法取得進展主要集中在以下兩個領域。
　　2.1電磁處理方法
　　由于化學方法具有的缺陷遲遲使得油田污水得不到合理的解決。物理方法中以電磁場作用為基礎的水處理方法是近幾年才發展起來的一項新型水處理技術，由于其具有一般污水處理方法所不可比擬的優點，所以它是一項極具發展前景的技術。近年來電磁處理主要包括：磁處理法、電子處理法、高頻電磁場法、高壓靜電處理法。而電磁場水處理的方法具有以下兩個突出的優點：一是在整個水處理過程中不投加任何藥劑(如混凝劑聚合氯化鋁、消毒劑液氯等)。因此不會人為地引入新的雜質及某些有害物質；二是消毒效果好且不產生具有“三致”作用的氯化副產物。
　　應用電磁場處理污水可以節省水處理藥劑費、人工清洗費、水質分析費用等。因此，此項技術的進一步完善具有其它一些水處理方法不可比擬的優點。其在油田污水處理中的大規模應用終將產生良好的社會效益及經濟效益。如王東莉等針對油田高含離子污水排放嚴重污染環境并對油田生產安全造成一些嚴重后果的問題，結合實際情況提出了電磁油田污水處理的方法[14]。
　　2.2先進生化技術處理方法
　　生化處理在環保方面的應用越來越廣泛，目前已在化工、醫藥、造紙、印染等廢棄污染物、污水處理方面都有成功運用。特別是近來運用微生物技術在核廢料進行無害化處理方面的發現，引起關注。隨著環保要求的提高和油田注水水質的嚴格化，近年來國外油田采油污水的治理技術已經得到改善和提高。已由原來的隔油-混凝-過濾技術改變為隔油-混凝氣浮-生化-過濾技術。生化技術的采用已成為近年來先進的采油污水處理工藝的一種標志。
　　如中國石油在蘇丹的海外項目充分利用先進生化技術處理采油廢水，日處理量4萬噸，處理后的廢水在旱季還可作為當地綠化用水[15]。再如，冀東油田于2002年相繼完成了兩座聯合站污水處理系統的改造擴建工程后，2個污水處理系統的工藝基本相同，主要采用沉降隔油、過濾和生化處理等方法。處理后外排水水質指標全部達到國家GB8978-1996一級排放標準。經濟效益顯著，大幅降低了運行成本，一年即可為油田節約成本1670萬元[16]。
　　3總結及展望
　　盡管目前污水處理的技術較多，但對于復雜的油田污水任何單項技術都難以處理達標，這需要進行多項技術綜合處理。油田采油污水的處理方法還需要進一步的創新、完善和組合。同時應該考慮油田自身的特點，對污水處理方法進行優化篩選和組合。無論是化學法、物理法、物理化學法還是新新興起的地磁方法和生物處理方法，在應用的過程中必須針對水質和排放及回注的要求，具體問題具體分析，以求達到最佳的處理效果。
　　油田污水處理后回用已經越來越受到重視近期的研究有如下趨勢：(1)膜分離技術用于油田污水處理，目前尚處于工業性試驗階段，難以大規模工業應用的原因主要是膜的成本和膜污染問題，應該注重膜分離技術的研究及推廣。今后的研究重點是開發質優價廉的新材料膜和減少膜污染的方法；(2)混凝劑是油田采出水、鉆井污水等處理中重要的藥劑，研制混凝能力強、能夠快速破乳、沉降速度快、絮凝體體積小、在堿性和中性條件下同樣有效的新型混凝劑，是水處理藥劑開發者致力的方向。近年來，新型水處理藥劑的研制和開發，如研制和應用原料來源廣的聚合鋁、鐵、硅等混凝劑等成為熱點，有機混凝劑復合配方的篩選和高聚物枝接也是研究的重點；(3)MBR是膜分離技術與生物處理法的高效結合，其起源是用膜分離技術取代活性污泥法中的二沉池，進行固液分離。這種工藝不僅有效地達到了泥水分離的目的，而且具有污水三級處理傳統工藝不可比擬的優點。在水環境標準日益嚴格的今天，處理方法的復合，特別是與生物處理方法和電磁方法結合的組合方法必將顯示出其巨大的發展潛力，替代傳統廢水處理技術成為水處理的領先方法。
　　
　　參考文獻
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　　[4]沈明歡，王金本。渤海油田聚驅采出液污水處理研究。工業水處理，2009，29（9）：69-71
　　[5]張鐵鍇，吳紅軍，王寶輝，等。Fenton法去除油田污水中聚丙烯酞胺的可行性分析.工業用水與廢水，2005，36(6):39-41