伴随着社会经济和科学技术的不断发展与进步,使得对于油田中存在的污水展开处理的相关技术也在持续更新,而且由于目前生态环境开始逐渐失去平衡,所以对油田污水的有效处理也开始备受瞩目。因此加强对油田污水处理技术的研究具有重要意义,
一、什么是油田污水
我国大部分油田都是采用注水的方式(注水压裂)开采的,每生产1吨原油约需注水2~3吨,因此,往往在原油开采上来,采油废水也随原油进入集输系统中。特别油田生产后期,原油含水可高达90%以上。此外,在钻井、洗井过程中,也有废水产生,油田污水就是原油开采全过程中所产生的废水的统称。因此油田废水水质复杂,含有石油、破乳剂、盐、酚、硫等污染环境物质。
油田废水主要包括:油田采出水,钻井污水以及其他一些含油污水。随石油综合含水率的提高,油田废水产生量不断增加,已超过注水量的需求,一部分含油污水经深度处理后进行资源化利用,一部分含油污水则排放到环境中。
二、油田污水来源
1、矿化度高,加速了腐蚀速度,同时也给废水生化处理造成困难;
2、含油量高,远大于各种出路所要求的水质标准;
3、含大量微生物,细菌大量繁殖不仅腐蚀管线而且还造成地层严重堵塞;
4、含有大量生垢离子,采出水中含有SO42-、 CO32- 、Ca2+、Mg2+、 Ba2+等易成垢离子;
5、悬浮物(注聚区聚合物)含量高、颗粒细小、容易造成地层堵塞。
三、油田污水的危害
1.油田开采过程中会产生大量废水,尤其是大规模油田开采,采出液中含水量相对更高。油田废水是组成复杂的液态混合物,其主要成分有水、原油、可溶性气体、固态悬浮物、电解质、细菌和各种油田化学添加剂等物质,直接排放,不仅会对环境造成严重危害,污染地表水和农田,导致动植物的死亡和人类潜在疾病,给当地人民的生活造成严重危害。
2.油田废水中酸性气体或盐类会加速管线设备腐蚀;油田废水中固体悬浮物会堵塞地层;油田废水中工业细菌会腐蚀管线、堵塞管线,并使水质恶化。
四、油田污水处理技术
1.物理法:物理法是通过物理作用分离和去除油田废水中不溶于水的悬浮物的方法。
(1)重力分离法:重力分离也叫重力沉降、自然除油,基本原理是利用油田废水中油、水两相的密度不同,使油水混合物在重力场中发生相对运动,最终实现油、水分离。
(2)离心分离:离心分离也是利用油水密度差,在液流高速旋转时,受到不等离心力的作用而实现油水分离。
(3)压力沉降:压力沉降除油技术是在除油设备中装填有使油珠聚结的材料,当含油废水经过聚结材料层后,细小油珠变成较大油滴,加快了油的上升速度,从而缩短了废水停留时间,减小了设备体积。
(4)粗粒化法:粗粒化是指油田废水通过粗粒化除油罐时,粗粒化材料使油田废水中的油珠粒径由小变大的过程。粗粒化法主要在重力沉降除油工艺前使用。
(5)过虑:过滤技术是根据滤后水质的要求不同分为粗过滤、细过滤和精细过滤。
2.化学法:化学处理法是指利用化学反应,通过向废水中加入化学药剂或采用电化学等方式除去有害物质的方法。
(1)絮凝沉淀法:絮凝法主要是通过向废水中加入絮凝药剂,使废水中的悬浮物形成絮凝物聚结下沉,该过程不仅可以除去废水中的悬浮物和胶体粒子,降低COD值,而且,还可以除去细菌等。
(2)电化学法:运用电化学法处理废水,不仅能降低成本,且不会造成污染。油田废水处理的电化学法主要有两种方法,分别是内电解法和电化学氧化还原法。
(3)化学氧化法:化学氧化是转化废水中污染物的有效方法,能将废水中呈溶解状态的无机物和有机物转化为微毒、无毒物质或转化成容易与水分离的形态。
(4)臭氧-生物碳技术:臭氧用作除水中色臭味以及生物吸附之前的预处理。它利用氧化性去除水中的溶解性有机物及产生异味物质,不产生二次污染,还可用对微生物消毒与杀菌的深度处理。
3.物化法:物化法是运用物理和化学的综合作用使废水得到净化的方法。物理化学法在油田废水处理中主要有气浮法和吸附法。
(1)气浮法:气浮法(又称浮选法)是较常用的物化法除去油污的方法之一。气浮法是借助于浮力,通过很多微气泡包裹在油污的周围,把油污带出水面,最终使油污与水达到分离的目的。
(2)吸附法:吸附法是利用多孔吸附剂对废水中的溶解油进行或是物理吸附(范德华力)或是化学吸附(化学键力)或是交换吸附(静电力)来实现油水分离。
4.生物法:生物法是利用微生物的生化作用,将复杂的有机物分解为简单的物质,将有毒的物质转化为无毒物质,从而使废水得以净化。
(1)经过物化法去除油田废水中的不溶性有机物质之后,油田废水的污染物主要为溶解性有机质,而生物膜法可以去除油田废水中的溶解性有机物质。
(2)活性污泥:生物法中的活性污泥是一种人工培养的生物絮凝体,主要通过微生物来吸收油田废水中的溶解性有机物,活性污泥法主要就是用这种生物絮凝体来处理油田废水。
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