油田污水处理现状及发展趋势研究

2023-02-07

一、油田污水处理的现状

我国石油经过几十年的勘探开发历程, 很多油田的开采已进入中后期, 各油田为了提高采油量大力发展驱油技术, 而同时新驱油技术的发展导致了油田污水处理中的许多新问题。

1. 聚合物驱采废水的问题:

众多驱采油技术中通过加入某些聚合物改变注水性质的技术在许多油田得到了广泛地应用, 聚合物驱技术中应用的高分子聚丙烯酰胺等物质会使乳化油变得更加稳定同时使污水黏度变大, 最终导致油水分离更加困难。然而油田中对污水回注水质的要求是污水中所有的聚合物必须清除干净之后才能回注, 这样的标准要求导致对污水除油处理更加困难了。

2. 稠油污水处理难度高的问题:

对于稠油的开采通常的技术手段是向地层注入高压蒸汽从而降低原油黏度, 以便更有利于开采。稠油开采过程中产生的废水可以再次进入锅炉回用, 主要是通过污水处理的过程, 然而在此工程中还要必须到达热采锅炉对废水水质的要求才可以再次利用。稠油开采过程中产生的污水其中的油含量一般较高在1000 mg/L以上, 对于污水的处理到达到回用水水质的要求具有一定的难度。受现有的污水处理技术的限制, 对污水硬度、Si O2等几项的去除很难达到预期的目标甚至几乎没有任何作用, 因此这也是当前面临的问题。

3. 低渗透油田污水处理难的问题:

我国油田储备的绝大部分油田是低渗透性油田, 现有的技术很难实现较好的开采。对于低渗透性油田的开采需要有周全的考虑才能施行, 既要保持油田开采的渗透性, 同时也要保证不堵塞开采底层。因此对于低渗透性油田的开采具有比较严格的标准:水中颗粒的直径≤0.5μm, 回注水要达到的滤膜系数≥25。对于低渗透性油田开采过程中注水的要求一般是需要清水的, 而现有的常规污水处理的技术方法很难满足其要求, 这也是低渗透性油田开采面临的问题。

二、污水处理方法现状

油田在生产过程中常用的采油污水处理技术方法较多, 但基本上可以归纳为三类:物理法、化学法和生化法, 这些方法中的高级氧化法、磁吸附分离法和膜分离法是目前生产单位研究及应用的热点。

1. 物理法

(1) 膜分离法:膜分离法是利用特殊的膜将污水中的某些微粒或离子性物质与水进行分离和浓缩的方法, 其中利用到的特殊膜具有一定的选择透过性。此种方法的关键在于膜的选择透过性和处理技术, 近年来对于其研究的力度也在不断加大。要达到更好的处理效果就需要各种膜处理方法的结合或者复合膜的应用, 或与其他方法的相互结合是该方法的发展趋势。

(2) 浮选法:浮选法 (或气浮法) 的应用比较广泛, 一般常常与絮凝法结合使用。气浮法能够向污水中充入更多的氧分, 从而提高污水中微生物的生化降解性能, 同时也可作生化法的预处理技术。对气浮法的研究多集中在气浮工艺的优化组合方面和气浮装置的革新、改进方面。

(3) 粗粒化聚结法:该方法主要和其他工艺方法相结合使用, 多用于重力除油工艺之前的步骤, 可大幅度提高除油效果。

2. 化学法

(1) 水解酸化法:水解酸化法主要是利用水解菌的讲解作用机理, 将污水中难降解的大分子有机物能够发生开环裂解或断链, 这样就能使其转化为一些易被生物降解的小分子有机物, 最终提高油田污水的可生化性, 从而能够减少后续处理过程中的负荷。

(2) 化学氧化法:化学氧化法是利用催化剂对化学反应的催化作用, 在污水中利用化学氧化剂将污水中呈溶解状态的无机物和有机物氧化成微毒或无毒物质, 最终使之稳定化或转化成易与水分离的形态, 从而提高其可生化性。

(3) 化学絮凝法:化学絮凝法在各油田都有普遍的应用, 也是一种预处理技术, 常常与气浮法联合使用。该方法用到的絮凝剂有无机絮凝剂、有机絮凝剂和复合絮凝剂。有机高分子絮凝剂较多的使用优点, 近年来对有机高分子絮凝剂的研究发展较为迅速。

3. 生化法

生化法主要是利用微生物的生物化学作用, 最终达到使污水净化的目的, 该方法主要包括好氧生物处理法和厌氧生物处理法。该方法的发展方向是培养对含油污水分离和筛选效果更好的菌种。

三、发展趋势

油田采油污水的处理方法目前不够完善, 还需进一步的创新和组合。

(1) 化学处理法是在目前污水处理工艺中不可避免的处理程序。开发具有高效处理能力的化学剂提高效率同时开发无污染的化学药剂减少二次污染是今后的研究方向之一。

(2) 生物处理法研究趋势是培养出更优势的菌种, 该菌种在含油污水中应具有的特点是具有适应性强、生存能力强、能高效降解多种有机物质。

(3) 聚结法的发展趋势是研究开发出更高效破乳能力的材料, 从而改变材料的空间设置结构, 同时使用多种聚结材料一起进行处理的污水, 最终使聚结性能进一步的提高。

(4) 水力旋流器所具有的特点是占地面积小、设备体积小、处理效率高等, 旋流技术和浮选技术结合的处理技术是值得研究;

结语

我国油田污水处理技术方法是较多的, 且各种工艺方法都有较为广泛的使用, 然而传统的方法在处理油田污水的同时会不可避免地存在有许多缺点和不足。在对比分析油田污水处理方法的基础上, 提出发展新型处理药剂、研究新设备与新技术、尝试处理工艺耦合、改进膜分离技术等四个方面的发展趋势, 为油田污水处理工艺的发展指出一个方向。

摘要：中国油田在近十年中不断地大规模开发, 产生了大量的污水, 对其处理的工作量也在不断增加。同时油田产生的污水类型变得复杂多样, 提高了对污水处理技术和设备的要求。通过对中外油田污水处理的设备、油田污水处理的工艺流程现状以及处理工艺和设备的发展趋势进行了调研, 论述了油田污水处理方法中物理法、化学法和生化法等的原理、特点及应用状况, 同时对各种处理方法的优缺点进行了比较, 展望油田污水处理技术向前的发展方向, 提供新的油田污水处理技术思路。

关键词：污水处理,处理工艺,现状,发展趋势