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油田污水處理技術概述

文檔作者：畢權，王俊穎文檔來源：中國石油大學(北京)城市油氣輸配技術北京市重點實驗室		點擊數：	更新時間： 2024年04月29日
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第44卷第7期
2015年7月
當 代 化 工
Contemporary Chemical Industry
Vo1．44．NO．7
July， 201 5
油田污水處理技術概述
畢權，王俊穎
(中國石油大學(北京)城市油氣輸配技術北京市重點實驗室， 北京102249)
摘 要：在油田生產中，往往將油田污水處理后回注，這樣不僅可以節約生產成本，還可以避免污水隨意
排放造成的環境污染。但是，如何使回注污水符合油田回注水質指標，以防止造成集輸系統和井筒的腐蝕和結
垢，使回注水對地層的傷害最小化，一直是油田污水處理的難題。對現階段國內外主要的污水處理技術及其應
用進行了概述，并提出了對油田污水處理技術發展前景的展望。
關鍵詞：污水處理；回注；創新技術
中圖分類號：X 703 文獻標識碼： A 文章編號： 1671—0460(2015)07—1605—04
Overview of Oilfield W astewater Treatment Techniques
B／Quan，WANGJun-ying
(Beijing Key Laboratory ofUrban Oil and Gas Distribution Technology,China University ofPetroleum，Beijing 102249，China)
Abstract：In the production of oilfield．wastewater is always treated to reinject．This way Call reduce the cost of
production and avoid environmental pollution．However,for such a long time we have to face the problems of how to
make the reinjected water meet the water quality index and how to avoid the corrosion in gathering system and
wellbores in consideration of the minimum of strata damage．In this paDer,wastewater treatment technologies and their
application at home and abroad were summarized，and future development prospect of these wastewater treatment
techn ologies was put forward．
Key words：Wastewater treatment technology； Reinjection； Innovative technology
油田采出水含有固體懸浮物、乳化油、細菌以
及破乳劑、絮凝劑、殺菌劑等多種化學藥劑，并且
不同的污水來源會導致油污的狀態和組成有差異，
由于油田污水的多樣性，因此，需要研究有效的油
田污水處理工藝應對不同的污水情況，采用具有針
對性的污水處理方案。目前，國內污水處理主要采
用傳統的“老三套”污水處理工藝，即以“混凝一
沉降一過濾”為基礎，以物理、化學及生物處理方
法等作為輔助技術。 ．
1 常用技術
1．1 重力沉降
重力沉降法主要利用油水比重差來去除油田
采出水中成懸浮狀態的可浮油，包括自然沉降除油，
斜板除油，粗粒化除油等方法，具有投資少，運行
狀態穩定，維護費用低等特點。重力沉降法常用的
設備是隔油池，種類有平流隔油池、斜板隔油池、
波紋斜板隔油池，其中斜板隔油池和波紋斜板隔油
池是平流隔油池的一種改進，提高了除油效率。重
力沉降法常與凝聚等化學方法結合使用，以達到更
好的除油效果。在勝利油田高含水期油田設置兩級
重力沉降處理油田采出水，可以達到較好的除油效
果，未處理污水含油1 000 mg／L左右，懸浮物300
mg／L左右，處理后的油田采出水的油和懸浮物含量
均下降至20 mg／L?。
1．2 旋流分離
旋流分離技術是利用油水間的密度差達到分
離效果。由于油水之間存在密度差，使得油、水在
旋流除油器中旋轉時所受的離心力不同，這樣密度
較小的油滴所受的離心力也就較小。根據斯托克斯
(stokes)定律，油田污水中的重相水在較大離心力
的作用下往旋流器的內壁運動，而輕相油則向旋流
器的中心聚結成油芯， 從而從水中分離出去。旋流
除油器技術最早由南安普頓大學(southampton)的
M．T．THEW教授和A．D．COLMAN教授在20世紀70
年代研究提出的。在國外，旋流分離技術廣泛的應
用于非洲、北海、西歐、東南亞等地區的海上和陸
地油田口 。比如，旋流分離技術應用于美國德州的
Permian Basin油田，進行油田采出水處理，將油田
污水轉變為蒸汽鍋爐用水 。在國內，旋流分離技
術也有普遍的應用，在南海流花1 1—1油田試生產
期間，曾使用兩臺旋流器處理污水，取得了良好的
收稿日期： 2015-04—05
作者簡介： 畢權(1991一)，男，安徽合肥人，碩士，2009年畢業于遼寧石油化工大學油氣儲運工程專業，研究方向：從事城市油氣輸配技術研
究。E-mail：l 891 9641 256@1 63．com。
1606 當 代 化 工 201 5年7月
除油效果
1．3 機械過濾
過濾是油田污水處理流程中極為重要的步驟，
主要是利用過濾介質的截留、黏附、接觸絮凝等特
性去除污水中的油和懸浮物，一般結合前期的沉降、
分離、絮凝、氣浮等方法，應用于油田污水處理流
程的末端，常用的過濾設備有石英砂過濾器、核桃
殼過濾器、雙層及多層濾料過濾器、纖維球過濾器
等 。過濾具有處理精度高、處理效果好、設備結
構緊湊、易實現自動化等優點，但同時也具有濾料
易被污染，反沖洗易流失，再生困難等弊端。遼河
油田歡三聯稠油污水處理工藝中，采用核桃殼過濾
器和加拿大產多介質過濾器分別進行初濾和精細過
濾，得到了較好的過濾效果 。吉林大學朱磊等研
究設計的低壓穩流反沖洗核桃殼過濾器，大大提高
了了除油除雜效率，較普通的核桃殼過濾器除油率
以及除雜率分別提高了35％和15％ 。在國外，雙
向流過濾器、硅藻土過濾器、高精度濾芯過濾器和
雙層濾芯過濾器常用于油田污水處理，取得了不錯
的效果嘲。
1．4 膜分離
膜分離技術主要作用是截留油田采出水中的微
米級懸浮顆粒，另外，對去除污水中的溶解油和乳
化油有著顯著的效果 。現階段較常用的膜分離技
術有金屬膜過濾和陶瓷膜過濾。勝利油田臨盤采油
廠工藝所張存麗研究表明，鈦金屬微孔膜過濾器應
用于臨盤四凈站，采用多介質過濾器和鈦金屬微孔
膜過濾器的過濾流程，處理后水質指標達標，懸浮
固體含量<2 mg／L，含油<6 mg／L，懸浮固體粒徑中
值<1．5 m 明。谷玉洪等利用陶瓷微濾膜處理遼河
油田茨榆沱采油廠注水站砂濾罐的出口水，經陶瓷
膜過濾器過濾后，懸浮物含量小于1 mg／L，顆粒直
徑小于l m，含油量小3 mg／L，滿足特低滲透油田
注水水質標準。另外，駱廣生等研究表明，運用膜
分離技術處理含油污水時，會產生良好的破乳效果
”
。Bhave Ramesh R等使用陶瓷膜對西墨西哥采油
平臺油田污水進行處理，處理后污水含油量從28
583 mg／L降到幾乎測不出、固體懸浮物含量從73
5 290 mg／L降到1 mg／L以下。
近些年，國內外對于超濾、納濾(NF)、反滲
透等新興的膜分離技術也進行了系統的研究，超濾、
納濾和反滲透技術主要用于污水的深度處理，處理
后作為工農業生產用水。超濾膜可以去除油田采出
水中的菌群，對有機物有較高的去除率 。李毅等
使用經過改性后的聚偏氟乙烯(PVDF)中空纖維超濾
膜技術 H 對勝利油田采出水進行處理，處理后水中
油和懸浮物的質量濃度均小于1 mg／L 。Lia”州等利
用有機一無機復合管式超濾膜組件對油田采出水進
行處理，處理后COD和TOC的脫出率分別為90％
和98％，殘余污油含量不到1％。潘振江等開展了
超濾加納濾雙膜法應用于油田采出水深度處理的實
驗研究，此納濾處理工藝在長期運行過程中，出水
水質達到油田注汽鍋爐進水水質指標 。K M
SIMMS等在加拿大西部油田用陶瓷膜對稠油采出水
進行了處理，將油含量從125 mg／L降到20 mg／L。
1．5 機械過濾
混凝法主要是通過混凝劑的作用，使油田污水
中的懸浮物凝聚成絮凝體，然后通過沉淀或者過濾
去除污染物，是國內外應用較普遍的一種經濟又方
便的污水處理方法?；炷齽ξ鬯袘腋∥锏淖饔?
機理有靜電中和，吸附架橋以及卷掃。絮凝劑的種
類主要分為有機絮凝劑和無機絮凝劑兩種。無機絮
凝劑包括精致硫酸鋁、粗制硫酸鋁、聚合氯化鋁和
硫酸亞鐵等；有機絮凝劑大多為高分子物質，包括
聚丙烯酰胺(PAM)、部分水解丙烯酰胺(HPAM)、
陽離子化聚丙烯酰胺等 。王生香 等采用高效混
凝技術，根據油田污水的ph值和來水量自動調節加
藥量，在多功能處理器中按一定順序和時間間隔連
續加入三種藥劑，通過調整污水中某些化學成份以
達到處理污水的目的。趙明奎等研究設計了逆流混
凝沉降技術，按照液流方向與沉降顆粒運移方向相
反設計了逆流沉降裝置，結合化學混凝技術，全面
解決了臨南油田固體懸浮物含量較高的污水沉降凈
化問題。
1．6 氣浮法
氣浮法是利用水中的小氣泡與相對密度小于1
的油滴和雜質粘附，形成小粒團，由于粒團的密度
要小于水，油滴和雜質就隨著粒團上浮至水面，從
而實現對油田污水的凈化，凈化對象主要為污水中
的乳化油和膠態油。氣浮法主要分為葉輪氣浮法、
真空溶氣氣浮法和電解氣浮法，其中現階段在國內
應用較為廣泛的是葉輪氣浮法，真空溶氣氣浮和電
解氣浮由于硬件消耗大、檢修維護困難等原因，目
前僅用于小型工程。長慶油田的黃致平口明等在安塞
油田候市集輸站應用溶氣氣浮裝置，該裝置在侯市
技術站使用后，出水含油量在19×10 左右，懸浮
物含量在8×10 左右，與處理前相比，含油量與懸
浮物含量均大大降低，出水水質明顯好轉，達到了
回注水質標準。投加絮凝劑可以提高氣浮法處理污
水的效果，因此在用氣浮法處理油田污水時，往往
第44卷第7期 畢權，等：油田污水處理技術概述 l607
與絮凝技術結合使用 ”。國內外近幾年也有很多關 中設備多、流程長的問題，取代了污水沉降罐和隔
于氣浮法的創新技術，將氣浮法與其他污水處理技 油罐等占地面積大的設備，與傳統污水處理設備相
術相結合，以達到更好的污水處理效果。虞榮松等 比，去除油和懸浮物的能力更強，并且具有流程精
設計的油水分離器把氣浮方法和旋流方法相結合， 簡、設備緊湊、占地面積小等特點。華北油田基建
污水先進入旋流分離器，經旋流分離的作用去除較 部的劉義敏等設計的一體化油水分離器，將離心分
大油滴，接著接受藥劑的絮凝作用，然后與氣泡發 離、橫向流沉降、粗粒化除油三種污水處理技術集
生氣浮作用，這樣油滴就匯集成大油滴向上浮生， 成，并配套外搓洗核桃殼過濾器和多向反洗海綠石
從而去除殘油 。Jordan J M等口 改造了氣浮裝置， 過濾器。經該套一體化油田污水處理裝置處理后的
在裝置中安裝親油性矩陣板，如聚丙烯塑料或者 采出水，含油量<5 mg／L，懸浮物含量<2 mg／L，具
PVC材質的波紋板。采出水在氣浮的同時經過矩陣 有較的污油和懸浮物去除率。
板，部分油滴由于矩陣板的作用，聚結成大油滴， 由中國石油大學(北京)研究設計的微濾膜污
大油滴與氣泡結合更容易浮選到液面。Hirayama A 水處理一體化裝置，應用于某油田某采油廠某處理
用氣浮法處理Marmul油田的采油污水，并在其中 站。進行污水處理實驗，可以發現，經微裝置處理
加入混凝劑，混凝劑為聚合氯化鋁(PAC)和聚丙烯 后的油田采出水水質較好。經測試，其懸浮物顆粒
酰胺，使油田污水的含油量從100～200 mg／L降到了 的粒徑分布均在91．28—955．4 nm，測試結果如圖1：
20 mg／L以下 。
2 創新技術
隨著近些年社會對生態環境的保護意識越來越
強，在油田污水處理領域也誕生了很多致力于提高
污水深度處理效果的新技術、新方法，主要集中在
使用生物方法以及生物法與其他方法的結合并用。
2．1 生物膜法
微生物細胞和他們所產生的胞外多聚物構成
生物膜，生物膜法就是利用此生物膜來對油田污水
中的有機物進行吸附和降解，最終把有機物轉化為
無機物，達到消除有機物的目的 。生物膜法可以
解決傳統污水技術無法解決的codcr嚴重偏高的問
題，此問題在稠油污水、聚合物采出水、高含鹽采
出水的污水處理工程中尤為嚴重 。生物膜法應用
于油田污水處理領域，主要有生物濾池、生物流化
床和生物接觸氧化等 。J．C．Campos等 將經過過濾
的高鹽度油田采出水通人填充材料為聚苯乙烯顆粒
的生物反應器內進行處理，處理之前將此油田污水
通過纖維酯膜(MCE)進行微濾，經過此兩級處理
后的油田污水，codcr的去除率為65％，DOC的去除
率為80％，苯酚的去除率為65％。BOZO等以顆粒
活性炭為生物載體，對高含鹽的油田污水作三級處
理，并發揮生物的吸附作來去除污水中的有機物，取
得了較好的處理效果口 。今年來，國外也研發出了
生物膜法與絮凝除油相結合的新工藝，并取得了良
好的應用效果p 。2003年，Nakhla G等用絮凝除油
一SBBR聯合工藝處理某油田采油廢水，處理后采出
水COD 低于100 mg／L 。
2．2 一體化油田污水處理裝置
一體化油田污水處理裝置解決了常規污水處理
一
I I J
圖1 粒徑分布趨勢圖
Fig．1 The particle size distribution histogram
2．3 微生物+膜分離技術
微生物+膜分離技術將微生物法與膜分離技術
有機的結合了起來，發揮了兩種方法的優勢，也彌
補了各自的不足。利用微生物法，將上一級來水通
入含有高效轉性聯合菌群的微生物反應器，不僅可
以去除污水中的硫化物和鐵離子等物質，還可以對
污水中的有機物及油類進行降解，改變污水的性質，
降低污水對下一級膜的污染，延長了膜的使用壽命。
經過微生物處理的油田污水再經過膜分離，去除水
中的懸浮物和細菌，達到凈化目的。薛華p叫在蘇北臺
興油田應用了一套微生物膜的油田污水處理設備，
處理前后水質發生了顯著的變化，處理效果良好。
3 結束語
總之，隨著科技的發展，誕生了越來越多的油
田污水處理方法。但是，針對油田污水性質的多樣
性，如何規避各技術的不足和缺陷，科學合理的組
合各技術，找到一種經濟、高效的含油廢水處理流
程，以期達到最好的處理效果，這將是未來油田污
1608 當 代 化 工 201 5年7月
水處理領域力求攻克的難題。
參考文獻：
[1]崔月嶺．勝利油田高含水期污水處理技術[J】．科學咨詢：科技·管
理，2012(3)：56—57．
[2]張勁松，趙勇，馮叔初．氣—液旋流分離技術綜述【J1．過濾與分離，
2002，12(1)：42-45．
[3]Garbutt C F．Innovative treating processes allow steamflooding with poor
quality oilfield water[J]．SPE 38799，2012．
[4] 馬衛國，胡澤明，薛敦松．油水分離水力旋流器的研究與應用綜
述【j】．國外石油機械，1995，6(2)：71—76．
[5] 王海峰，王增林，張建．國內外油田污水處理技術發展概況叨．油
氣田環境保護，2011，21[2)：34—37
[6] 韓冷冰．遼河油田稠油污水處理方法探討[JJ．環境保護與循環經
濟，2012 f8)：48—50．
[7]朱磊．除油過濾設備的改進及其在油田污水處理中的應用研究[D】．
長春：吉林大學，2012．
[8]李靜，祁萬軍，吉慶林油田污水處理研究【JJ_過濾與分離．2010，20
(2)：26—29．
[9] 謝磊，胡勇有，仲海濤．含油廢水處理技術進展【J]l工業水處
理，2003，23(7)：4-7+37-40．
[1O]張存麗．鈦金屬微孔膜過濾器在臨盤四凈站的應用【J1．內蒙古石
油化工，201 1，37(23)．
[1 1]駱廣生，鄒財松肼永，等．微濾膜破乳技術的研究【J]．膜科學與技術，2
001，21(2)：62—65．
1 12 J Lu Jinren，Wang Xiulin，Shan Baotian，et al Analysis of chemica
l compositions contributable to chemical oxygen demand(COD)of
oilfield produced water『J]．Chemosphere，2011，62(2)：322—331
[13]蔡俊恒，王旭東，王磊，等．添加劑對聚偏氟乙烯中空纖維超濾膜
結構及性能的影響[J】．水處理技術，201 1，37(1 1)：42—46．
[14]周軍，劉云，葉長明，等．聚偏氟乙烯(PVDF)膜的制備及在水處理
中應用的研究【J1．通用機械，2097(12)：51—55．
[15]丁慧，彭兆洋，李毅，等．超濾膜處理油田采出水試驗研究[J1_
水處理技術，2013，39(1)：114—117．
[16]Lia Y s，Yana L，Xiang C B，et a1．Treatment of oily wastewater by
0 ganic—in0rganic composite tubular ultrafihration(UF)membranes
[J]．Desalination，2012，196：76—83．
[17]潘振江，高學理，王鐸，等．雙膜法深度處理油田采出水的現場試
驗研究[J】．水處理術，2010，36(1)：86—90．
[18]馬喜平，鄧可，盧慧．油田污水處理用混凝劑開發應用現狀及展
望[j]．精細與專用化學品，2000，24：7—8．
[19]王生香，劉恩國，王生智，等．高效混凝技術在青海尕斯油田污水
處理系統中的應用[J]．青海石油，2009(2)：64—68．
[20]黃致平，劉鳳林，周浪花，彭航真．溶氣氣浮裝置在安塞油田污水處
理中的應用[J]．2011，17：85—86．
[21]康萬利，張黎明，杜會穎，等．氣浮法處理油田污水進展【Jj．應用化
工，2012，41(12)：2147—2149．
[22]虞榮松．旋流氣浮油水分離器：中國專利，102153165A[P]．2011-08—
17．
[23]Jordan J M，Denton T J．Method of removing dispersed oil from
an oil in water emulsion employing aerated solutions within a co
aleseing media：U．S．Patent，5 656 173[P]．1997-8—12．
[24]Hirayama A，Maegaito M，Kawaguchi M，et a1．Omani Oil Fields
Produced Water：Treatment and Utilization．【JJ．Offshore Technolog
Y Conference，2002．
[25]賴世榮．A／O 生物膜法氧化溝工藝在我廠煉油廢水處理中的應
用【J】．江西石油化工，1995(3)：69—74．
[26]陳進富，劉如意，趙立軍，等．基于COD構成的油田含油污水升級
達標處理技術探討IJ1．工業水處理，2013，33：70—72．
[27] 任永忠，陳素寧，劉智金，鄧文海，萬鋼，向安．油田外排污水處理技
術及研究進展『J1l安全與環境工程，201 1，18(2)：45—48．
[28]Campos J C，et a1．Oilfield wastewater treatment by combined micr
o-filtration and biological processes]J]．Water Research，2002，36：95
— 104．
[29]Dalmacija Bozo．，Tmnas Z．，Karlovic E．，et a1 Tertiary Treatme
nt of Oil field Brine in a Biosorption System with Granulated Ac
tivated Carbon[J]．Water Research，1996，3O(5)：1065—1068．
[30]Wobus A，Roske I．Reactors with membrane—grown biofilms：their
capacity to cope with fluctuating inflow conditions and with shoe
k loads ofxenobioties lJl Wat．Res．，2000，34(1)：279—287．
[31]Nakhla G，A1一Sabaw i M，Bassi A，et a1．Anaerobic Treatability
of High Oil and Grease Rendering Wastewater[J】．Journal of Ha
zardous Materials，2003，102(2-3)：243—255．
(上接第1604頁)
參考文獻：
[1] 高學武，朱春田．GBT50609—2010石油化工工廠信息系統設計規
范[s] t京：中國計劃出版社，2011．
[2] 李蘇秦，胡晨．GB50160—2008石油化工企業設計防火規范[s]．北
京：中國計劃出版社，2009．
[3] 丁紅軍，張穎琮．GB501 16—2013火災自動報警系統設計規范[S]．
北京：中國計劃出版社，2014．
[4] 祁亞東，姜翠蘭．GB501 15—2009工業電視系統工程設計規范[s]．北
京：中國計劃出版社，2010．

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