油田采油廢水處理技術(shù)與應(yīng)用及研究進(jìn)展

油田采油廢水處理技術(shù)與應(yīng)用及研究進(jìn)展摘要：隨著石油相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展日漸成熟，我國大多數(shù)油田已經(jīng)處于開采中后期。原油中的含水量不斷增加，甚至可達(dá)到90%。雖然部分污水可通過處理作為回注水使用，但是實(shí)際處理后的污水很難達(dá)到回注水質(zhì)量指標(biāo)，另外部分油田不存在回注條件，仍會產(chǎn)生大量含油污水。如果未經(jīng)處理達(dá)標(biāo)直接排放，大量無機(jī)和有機(jī)污染物可以釋放到大氣、水體以及土壤中，危害生態(tài)環(huán)境和人類健康。采油廢水中污染物的種類和性質(zhì)相對復(fù)雜，屬于難降解工業(yè)廢水。因此，針對廢水的污染物特性，通常采用多種處理技術(shù)組合使用，合理高效地降低污染物的含量，從而實(shí)現(xiàn)采油廢水的達(dá)標(biāo)排放。但是目前處理工藝在實(shí)際應(yīng)用中仍存在許多問題，需要進(jìn)一步優(yōu)化改善，以取得更好的處理效果。關(guān)鍵詞：油田采油；廢水處理技術(shù)；應(yīng)用1采油廢水的組成及其危害1.1水資源污染污水中的浮油以連續(xù)相漂浮在水面上，影響了空氣與水的物質(zhì)相互作用和水生植物的光合作用。溶解氧含量降低，水質(zhì)惡化。1.2土壤污染采油廢水不僅會降低土壤的滲透性和滲透性，而且油中的污染物會與磷、氮等元素結(jié)合，降低土壤肥力，影響各種植物的生長。石油會損害植物的根系，甚至造成植物死亡，造成農(nóng)業(yè)生態(tài)經(jīng)濟(jì)的嚴(yán)重?fù)p失。1.3空氣污染采油廢水中的一些污染物通過揮發(fā)進(jìn)入大氣。隨著污染物濃度的增加，造成了嚴(yán)重的空氣污染。1.4對人體健康的危害石油污染物通過呼吸、皮膚接觸和食物鏈進(jìn)入人體，對人體健康造成極大損害，導(dǎo)致貧血、惡性腫瘤等疾病。2采油廢水處理技術(shù)應(yīng)用2.1粗粒化的除油技術(shù)分析該技術(shù)在使用的過程中，可以使得油珠的直徑進(jìn)一步地加大，使得污水中的細(xì)微酚酸和乳化油吸附在粗?；牟牧媳砻嫔希@樣做可以有效增加油珠的直徑，在相關(guān)水流的沖擊作用下，可以使得材料表面的油珠進(jìn)行脫離，這樣可以達(dá)到解析的作用，在水的表面保證油珠的漂浮，這樣就做到了油水分離的效果，還可以節(jié)省大量的成本支出。2.2懸浮除油工藝分析懸浮除油施工工藝主要是一種利用氣泡在液體中上浮的原理進(jìn)行的，將其在油田污水中通入一定量的空氣或者天然氣，就會在水體中出現(xiàn)大量的氣泡，通過這些氣泡，可以將油珠帶到液面上來，并在浮選機(jī)的作用下實(shí)現(xiàn)油珠分離，同時，還可以利用油泵，回收一定量的上部浮油，在經(jīng)過相應(yīng)的處理工作，使其成為油田生產(chǎn)中的一部分。2.3吸附法吸附法是利用固體吸附材料比表面積大和表面活性強(qiáng)的特性吸收去除污水中的污染物質(zhì)的過程。因其去除效果好，避免二次污染，出水水質(zhì)穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用。近年來，常用的吸附劑有活性炭、樹脂吸附劑、聚乙烯、炭石纖維等。通過氨基化氧化石墨烯，加入磁性Fe3O4納米粒子，并涂覆聚乙二醇制備了可重復(fù)使用的納米吸附劑去除油田廢水中Mg2+和Ga2+。試驗結(jié)果表明，在10min時，對Mg2+和Ga2+的去除率分別達(dá)到61.1%和69.8%，并且該納米吸附劑在第5次回收時的重復(fù)利用率達(dá)到了79.1%。用納米吸附劑處理過的油田廢水用于巖心驅(qū)替實(shí)驗中的采油，采油效率較之前顯著提高了11.8%。2.4膜分離法膜分離法是利用膜的孔徑大小產(chǎn)生的選擇透過性將污染物小分子或顆粒分離去除的過程，具有分離效率高、操作簡單、出水穩(wěn)定且水質(zhì)好等優(yōu)點(diǎn)，逐漸受到國內(nèi)外研究者的重視。膜依據(jù)其材質(zhì)大致可以分為纖維膜、聚酯膜、陶瓷膜等。采用無機(jī)陶瓷膜過濾處理采油廢水，結(jié)果表明，陶瓷膜過濾對采油廢水中Ba2+去除率達(dá)到92%,TP去除率達(dá)到69%,TS去除率達(dá)到59%。但膜組件運(yùn)行一段時間后膜通量下降，表面附著有機(jī)污染物、碳酸鈣等導(dǎo)致膜堵塞，建議與其它工藝結(jié)合使用處理采油廢水。2.5電磁除油技術(shù)電磁除油技術(shù)可以在磁場的作用下，將污水中的油進(jìn)行分離出來，這樣就可以實(shí)現(xiàn)油水分離的目的。并且，在比較強(qiáng)大的磁場作用下，油珠會出現(xiàn)絮凝的作用，這樣就可以實(shí)現(xiàn)在磁場作用下水和雜質(zhì)進(jìn)行有效的分離，還可以對一些其他成分進(jìn)行篩選和分離，從而有效達(dá)到污水處理的最終目的。2.6化學(xué)法處理工藝2.6.1化學(xué)混凝法化學(xué)混凝法主要是處理廢水中的不溶污染物，投加化學(xué)藥劑可以降低油的乳化性，使水中膠體粒子和微小懸浮物聚集沉淀，凈化污水的過程。常用的絮凝劑有PFS、PAM、PAC等?；炷ú僮骱唵危捎贑OD去除效果差，存在二次污染等問題，一般作為采油廢水的預(yù)處理階段。采用混凝-氣浮組合工藝處理三元驅(qū)和聚合驅(qū)采油廢水，確定除油效果較好的藥劑組合。結(jié)果表明，投加一定量硫酸鋁作為絮凝劑及少量PAM和破乳劑，在pH為8時，含油量從300mg·L-1降至5.2mg·L-1。結(jié)合氣浮工藝，提升了整體的除油效率。2.6.2高級氧化法高級氧化技術(shù)主要針對處理高濃度含油廢水，利用羥基自由基（·OH）促進(jìn)氧化分解難降解的大分子有機(jī)物，達(dá)到污染物無毒無害化的過程。常用的技術(shù)有電化學(xué)氧化法、Fenton氧化法、臭氧氧化法等。該技術(shù)具有氧化無選擇性、反應(yīng)速度快、效率高等優(yōu)點(diǎn)，具有良好的應(yīng)用前景。采用O3/H2O2氧化組合工藝處理某油田外排水，通過探究氧化反應(yīng)時間、O3質(zhì)量濃度、H2O2投加量、pH等因素對廢水處理效果的影響，確定了O3/H2O2處理工藝的最佳運(yùn)行條件。結(jié)果表明，在O3濃度為30mg·L-1、pH為8.50、H2O2投加量為0.24g·L-1、反應(yīng)時間為60min的最佳條件下，COD去除率達(dá)到55%以上，B/C提升至0.440。相比單獨(dú)使用O3氧化法，COD去除率提高了26.9%,B/C值增加了0.192。3廢水處理的發(fā)展趨勢及未來展望3.1微生物處理技術(shù)微生物處理技術(shù)是在微生物代謝作用下對油田污水進(jìn)行處理的一種方法，能有效地分解污水中的有機(jī)物。該方法在使用過程中具有一定的優(yōu)點(diǎn)，操作簡單。它只需將培養(yǎng)的細(xì)菌與污水有機(jī)結(jié)合，由于不添加任何化學(xué)物質(zhì)，因此環(huán)保效果較好，未來有非常廣闊的發(fā)展空間。3.2其他發(fā)展前景加大設(shè)備和新技術(shù)的開發(fā)，在實(shí)際研發(fā)中，新的污水處理設(shè)備需要員工進(jìn)一步熟悉和掌握，也需要在處理技術(shù)上投入更多的力量，可大大降低設(shè)備運(yùn)行成本，提高污水處理效率。另外，可以加強(qiáng)膜處理技術(shù)的研發(fā)，可以大大提高污水處理質(zhì)量。在實(shí)際使用過程中，還應(yīng)結(jié)合微生物分解技術(shù)，達(dá)到更好的處理效果。積極應(yīng)用污水處理耦合工藝，在實(shí)際污水處理中，可以根據(jù)情況對工藝進(jìn)行有效耦合，發(fā)揮各工藝的優(yōu)勢，盡可能達(dá)到工藝效果，降低環(huán)境污染程度。加強(qiáng)污水處理記錄工作，優(yōu)化脫水工藝，根據(jù)實(shí)際情況，優(yōu)化脫水系統(tǒng)工藝參數(shù)，加強(qiáng)對操作人員的管理，對其業(yè)務(wù)進(jìn)行有效調(diào)查，制定嚴(yán)格的操作流程，加強(qiáng)對員工的監(jiān)督，完善污水處理工藝，從而有效提高污水處理能力。結(jié)論根據(jù)以上研究討論，由于油田廢水產(chǎn)量大、成分復(fù)雜，油田廢水成分不盡相同，油田廢水處理工藝也比較復(fù)雜。國內(nèi)外學(xué)者發(fā)現(xiàn)，許多采油廢水處理新技術(shù)已逐步應(yīng)用于實(shí)際處理中。然而，采用單一的、傳統(tǒng)的處理工藝并不能完全解決采油廢水處理達(dá)標(biāo)的問題。因此，在油田采油廢水的實(shí)際處理過程中，各油田應(yīng)考慮自身的情況、運(yùn)行成本、工藝可行性、出水水質(zhì)等因素，并選擇最佳的組合工藝。此外，不斷開發(fā)新的處理技術(shù)，優(yōu)化組合工藝，確保油田廢水處理效率