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1、油田采出水水处理工艺摘要:油田采出水的组成比较复杂，我国原有的老三套处理工艺（混凝一沉降一过滤）技术单一，基本 属于初级处理缺乏深度处理技术与工艺应用。综述了当前油田采出水处理新技术与新工艺的研究 与进展，对现阶段面临的问题进行了讨论并提出相应的解决方案。1油田采出水处理新技术与新工艺11水力旋流技术 水力旋流技术是指含油污水在压力下以高速沿切向进入圆筒的器壁，在圆筒内形成高速旋转的运 动。由于油的密度比周围的水小，因此在高速旋转产生的离心力下油聚集于旋流中央，而水在外 圈，从而实现油水分离的技术。美国德克萨斯州西部的Permian Basin油田将水力旋流器引入处理流程。替代传统的隔油与浮
2、选单元，可以将硬度为2 000 mg /L、硫化物为500 mg /L、TDS为10 000 mg /L、油质量浓 度为200 mg/L的采出水处理为蒸汽锅炉用水。其工艺流程见图1。图1 Permian Basin油田采出水处理工艺流程王尊策等用自行研制的动态水力旋流器分别对大庆第一采油厂聚中一联合站和503中转站采出水进 行了室内与现场试验，结果表明，样机能将油水混合液中油的质量浓度从1.00 1.80 g/L降 至0.02 g/L左右，油水分离效率达95%。1 . 2射流气浮（喷射气浮）技术射流气浮技术是利用射流泵在射流器前后产生负压，吸气后产生微气泡，微气泡携带油滴、悬浮物 上浮至水面，
3、实现净化水的技术。影响其处理效果的因素主要包括：生成气泡的直径和分布：气泡 与油类和杂质的结合。喷流气浮装置是一种新型的除油技术设备在华北油田两个污水处理站现场的应用结果表明C8）, 其运行稳定可靠，提高了生产效率，除油效率达 85% ，悬浮物去除率可达76%左右，且性能稳 定、成本低，操作安全、适应范围广。1.3超声波技术超声波是一种机械波，它在介质中传播时，具有机械作用、空化作用和热作用。其中，机械振动对 油和水等介质产生凝聚、破乳、释气等作用，随着油滴和水滴的位移振动，使小油珠和小水珠凝聚 成大的油珠和水珠。因油和水的重力差异，大水滴迅速下沉，油珠上浮，从而达到油水破乳分离。 另外，超声
4、波可使油水界面张力降低，对破乳有利。超声波的强烈空化作用能够粉碎注人水中的机械杂质，降低固体颗粒的粒径，从而改善水质。研究 表明。注入水经超声波处理后.悬浮物总体含量降低，小粒径的悬浮物比例增加，水的界面张力下 降，腐生菌数减少，还原菌数不变，总含铁量和含油量降低，水质向有利于注水方向转化。在室内试验的基础上，利用超声波可改善注入水水质的特性，进行了超声波增注现场试验，现场数 据表明，经过超声波处理后，注水井的吸水指数明显增大。超声降解技术要实现工业化，需要解决的主要问题是：提高声能的利用效率：提高声解的速率和程 度；避免有毒中间体或产物的产生。解决这些问题的关键是对超声波反应器进行合理设讦。
5、另外将 超声降解与其他降解技术耦合，也具有很大的发展潜力。例如。将超声降解与化学氧化、电化学氧 化、光催化降解或吸附等技术相结合。超声波降解与其他降解技术耦合，能充分利用超声波的化学 效应和机械效应，使后者在非均相体系中最大程度地发挥作用。14 高级氧化技术高级氧化技术(AOTs)是通过产生羟基自由基QH而将污染物氧化降解的技术)，主要有化学氧化、 湿式氧化、光氧化、催化氧化和生物氧化等技术。目前其用于油田采出水处理的研究尚处于初级阶 段。含有表面活性剂的采出水中乳化油去除难度大，处理的关键是消除油水界面膜上的表面活性 剂，使油滴可以重排、聚集，然后发生分离。如TiO催化剂用于上述废水处理时。
6、光照射时可以发 生光催化氧化反应，达到乳化油破乳的效果，可以去除石油类污染物。15 电化学技术 电气浮法是一种利用电化学方法去除水中的悬浮物、油类、有机物等有害杂质的废水处理单元操作 技术。它是将正负相同的多组电极安插于废水中，当通以直流电时，产生电解、颗粒极化、电泳、氧 化、还原、电解产物间及废水间的相互作用等。按阳极材料是否溶解可将电气浮法分为电凝聚气 浮和电 解气浮：当采用可溶性材料如铁、铝等作阳极时，称为电凝聚气浮；当用不溶性或惰性材料 如石墨、铂、二氧化钉等作阳极时，则称为电解气浮。针对钻井污水采用化学混凝法处理COD难 以达标的情况，王蓉沙等使用电凝聚气浮对某油田的钻井污水进行了处
7、理试验。试验表明，利用铁 作为阳极的电凝聚气浮对钻井污水中的COD去除效果较为理想能把进水COD从455.7 mg/ L降至11.5 mg/L,去除率高达97 . 5%。试验中处理I m?污水电耗为1.2元，但并未指明铁 的消耗量。另外，韩洪军研究了电解气浮对油田废水的处理。结果表明电解气浮可有效地去除油田 废水中的油和COD 去除率为80% 90%。电化学技术运行成本低、效率高，不产生二次污染，设备简单，兼具气浮、絮凝、杀菌性能，尤其 对难生物降解有毒污染物的去除非常有效，是目前国内外研究较为活跃的领域。1.6 全物理性膜分离技术 全物理性膜是在传统分离膜的基础上，采用新型技术进一步处理合成
8、的膜，主要是对膜表面改性或 引人具有化学破乳功能的亲水疏油、亲油疏水官能团，使材料具备化学破乳功能。当含油污水通过 全物理性膜时。官能团改变乳液颗粒亲水亲油平衡性，促使油乳化、聚集、粗粒化，进而分离，最 终净化水质。这种技术有机地融合了表面技术和膜分离技术，无需化学药剂的配合处理。全物理性膜分离技术摆脱了传统过滤模式，采用具有破乳功能的膜分离材料，实现真正全物理破乳 和污水处理过程.并且高效节能、工艺简化、管理简单、运行低廉，其工艺流程如图2所示。1.7 膜分离技术 膜分离技术作为一种新型、高效的流体分离单元操作技术，由于具有高效、低能耗和易操作等特 点。一直是研究的热点。膜分离技术主要有超滤
9、(UF)、微滤(MF)、纳滤(NF)、反渗析(RO)和电渗 析(ED)等技术，是油田采出水有效的深度处理技术。膜技术在油田采出水处理中的应用研究很多。 且有 很多成功的工业化应用。当前膜分离技术应用研究工作的重点应是：(1) 深入研究分离膜的膜面特性与油田含油污水水质特性 之间的关系，明确引起膜通量下降的原因和机理，从微观上了解膜的分离过程和机理.从而寻求解 决膜通量下降的方法；(2)探索合适的清洗周期，研究合适的清洗剂和合理的清洗工艺；(3)明确分 离膜的预处理指标要求。合理选择操作条件。提高膜处理效果；（4）开发新工艺、新型膜组件和高通 量、抗污染的新型膜。只有成功解决了以上问题。膜分离技
10、术才能更好地用于油田含油污水的处 理。18 水质改性技术 水质改性技术是针对采出水含油及盐度高、成分复杂、不稳定的特点，通过加入水质调整剂以改变 水中某些离子的浓度，形成一种物理化学上的稳定分布，同时也改变乳状滴液和悬浮颗粒表面电 位，以克服静电斥力，更容易聚集或破乳，使颗粒或液滴的直径增加，迅速从水中沉降分离的方 法。充分的净化是使含油、固体悬浮物及COD（化学需氧量）达标的关键步骤。纪云岭等将中原油田的产出污水和清水（或其他污水）混合，加入pH调节剂（石灰乳）和絮凝剂，经 沉淀、过滤后加入水质稳定剂，得到水质合格并稳定的注人水。产生的污泥经压榨脱水后制成含水 50%的泥饼。该水处理工艺1995 年- 1999年先后经过初步矿场试验和工业性试验在中原油田9个污水站成功推广应用。处理后的注入水pH 8.0 8.5,腐蚀速率0.0030.040 mm / a,溶解氧、S2-、悬浮物、油、MF值、总铁、SRB、TGB、铁细菌数等均达到注入水行业标准且 稳定性良好.在地面系统和地层内不结垢。胜利油田临盘采油厂于2000年在临南油田引进水质改性技术”,从根本上提高了临南油田注入水 水质。解决了多年来困扰油田生产的腐蚀、结垢问题。改性后的水质基本达到SY 5329-1994中B3 类标准
