本文介绍了油田采油废水的组成、特点、危害及其处理技术方法，分析了物理法、化学法、生物法等处理技术及其组合工艺的工作原理与具体应用。由于油田采油废水产量大、成分复杂，使用单一的处理工艺很难达到采油废水的回用或排放标准。因此，在研究发展新技术的同时，选择最佳组合工艺，成为科学有效处理油田采油废水的最佳选择。
关键词：
采油废水；处理技术；组合工艺
随着石油相关产业的发展日渐成熟，我国大多 数油田已经处于开采中后期。原 油 中 的 含 水 量 不 断 增加，甚至可达 到９０％。虽然部分污水可通过处理作为回注水使用，但是实际处理后的污水很难达到 回注水质量指标，另外部分油田不存在回注条 件，仍 会产生大量 含 油 污 水。如果未经处理达标直接排放，大量无机和有机污染物可以释放到大气、水体以及 土壤中，危害生态环境和人类健康。采油废水中 污 染 物的种类 和 性 质 相 对 复 杂，属于难降解工业废水。因此，针对废水的污染物特性，通常采用多种处理技术组合使用，合理高效地降低污染物的含量，从 而 实 现采油废水的达标排放。但是目前处理工艺在实际应 用中仍存在许多问题，需要进一步优化改善，以 取 得 更好的处理效果。
１ 采油废水的组成及其危害
油田采油废水中含 有 油 类 物 质、悬 浮 固 体、无 机盐类、酚类、烃类、醇类、酯类等多种成分。采油废水如若未经处理直接排放，会对生 态 环 境产生多种危害。
１．１ 水资源污染废水中的浮油以连续相漂于水面，影响气 水 之 间的物质互动及水生植物的光合作用，溶 解 氧 含 量 下降，水质不断恶化。
１．２ 土壤污染采油废水不仅会降低土壤的透水性和透气性，石油中的污染物质还会与磷和氮等元素结合，降低土 壤的肥力，影响各种植物的生长。油类物质会损 坏 植 物根部甚至造成植物死亡，造成农业生态经济的严重 亏损。
１．３ 大气污染采油废水中部分污染物质通过挥发进入大气，随着污染物浓度的不断升高，造成严重的大气污染。
１．４ 危害人类身体健康石油污染物质通过呼吸、皮肤接触和食物链进入人体后，对人体健康造成极大损害，引 发 贫 血、恶 性肿瘤等各种疾病。
２ 采油废水处理工艺研究现状
２．１ 物理法处理工艺
２．１．１ 气浮法
气浮法的主要处理对象是密度接近于１的 细 微 悬浮颗粒和胶体，污染物微粒黏附在大量微气泡表面 上浮至液面，形成浮沫被去除。气浮法主要包括电解气浮、加压溶气气浮、化学气浮和曝气气 浮，该 方 法 具有处理效率高、占地面积小等优点，被广泛应 用 于 处理含油废水。
张吉库等 采 用 电 解 气 浮／过滤工艺处理沈阳采油厂废水，以含 油 量 和 ＳＳ为主要水质污染指标，探究电流强度、停留时间、极板间距、温度 等 因 素 对 气浮处理效果的影响。结果表明，在水温６０℃，电流强度为１．２Ａ，极 板 间 距 为 ２０ｍｍ，停 留 时 间 为 １８ｍｉｎ时，ＳＳ去除率达到７９．１９％，除油率达到９３．１３％。
２．１．２ 吸附法
吸附法是利用固体吸附材料比表面积大和表面 活性强的特性吸收去除污水中的污染物质的过程。因 其去除效果好，避免二次污染，出水水质稳定等优点被广泛应用。近年来，常用的吸附剂有活性炭、树 脂吸附剂、聚乙烯、炭石纤维等。
ＨｅＬｅｉ等通过氨基化氧化石墨烯，加 入 磁 性Ｆｅ３Ｏ４纳米粒子，并涂覆聚乙二醇制备了可重复使用的纳米吸附剂去除油田废水中 Ｍｇ２＋ 和 Ｇａ２＋ 。试 验 结果表明，在１０ｍｉｎ时，对 Ｍｇ２＋ 和 Ｇａ２＋ 的 去 除 率 分 别达到６１．１％和６９．８％，并且该纳米吸附剂在第５次回收时的重复利用率达到了７９．１％。用纳米吸附剂处理过的油田废水用于岩心驱替实验中的采油，采油 效率较之前显著提高了１１．８％。
２．１．３ 膜分离法
膜分离法是利用膜的孔径大小产生的选择透过 性将污染物小分子或颗粒分离去除的过程，具有分离 效率高、操作简单、出水稳定且水质好等 优 点，逐 渐 受到国内外研究者的重视。膜依据其材质大致可以分为纤维膜、聚酯膜、陶瓷膜等。
曹婷婷等采用无机陶瓷膜过滤处理采油废水，结果表明，陶瓷膜过滤对采油废水中 Ｂａ２＋ 去除率达到９２％，ＴＰ去 除 率 达 到 ６９％，ＴＳ 去 除 率 达 到 ５９％。但膜组件运行一段时间后膜通量下降，表面附着有 机污染物、碳酸钙等导致膜堵塞，建议与其它工 艺 结 合使用处理采油废水。
２．２ 化学法处理工艺
２．２．１ 化学混凝法
化学混凝法主要是处理废水中的不溶污染物，投加化学药剂可以降低油的乳化性，使水中胶体粒子 和微小悬浮物聚集沉淀，净化污水的过程。常用 的 絮 凝剂 有 ＰＦＳ、ＰＡＭ、ＰＡＣ 等。混凝法操作简单，但 由于 ＣＯＤ去除 效 果 差，存在二次污染等问题，一 般 作为采油废水的预处理阶段。
王孝等采用混凝－气浮组合工艺处理三元驱和聚合驱采油废水，确定除油效果较好的药剂组合。结果表明，投加一定量硫酸铝作为絮凝剂及少量 ＰＡＭ和破乳剂，在ｐＨ 为８时，含油量从３００ｍｇ·Ｌ－１降至５．２ｍｇ·Ｌ－１。结 合 气 浮 工 艺，提升了整体的除油效率。
２．２．２ 高级氧化法
高级氧化技术主要针对处理高浓度含油废水，利用羟基自由基 （·ＯＨ）促进氧化分解难降解的大分子有机物，达到污染物无毒无害化的过程。常 用 的 技术有电化学 氧 化 法、Ｆｅｎｔｏｎ氧 化 法、臭 氧 氧 化 法 等。
该技术具有氧化无选择性、反应速度快、效率 高 等 优点，具有良好的应用前景。
孟宁 等采 用 Ｏ３／Ｈ２Ｏ２氧 化 组 合 工 艺 处 理 某 油田外 排 水，通过探究氧化反应时间、Ｏ３ 质 量 浓 度、Ｈ２Ｏ２投加量、ｐＨ 等因素对废水处理效果的影响，确定了 Ｏ３／Ｈ２Ｏ２处理工艺的最佳运行条件。结 果 表 明，在 Ｏ３浓 度 为３０ｍｇ·Ｌ－１、ｐＨ 为８．５０、Ｈ２Ｏ２投 加 量 为０．２４ｇ·Ｌ－１、反 应 时 间 为６０ｍｉｎ的 最 佳 条 件 下，ＣＯＤ去除率达到５５％以 上，Ｂ／Ｃ提 升 至０．４４０。相 比 单 独使用 Ｏ３氧化法，ＣＯＤ 去 除 率 提 高 了２６．９％，Ｂ／Ｃ 值增加了０．１９２。
２．３ 生物法处理工艺
２．３．１ 好氧生物处理
好氧生物处理法是借助好氧微生物 （包括兼 性 微生物）进行好氧代谢将有机污染物降解为无机 物，使其稳定、无害化的处理方法。好氧生物处理主要分为活性污泥法和生物膜法，主要处理中、低浓度 的 有 机废水。常用的处理工艺有 ＳＢＲ、Ａ／Ａ／Ｏ、ＭＢＲ、曝气生物滤池等。
２．３．１．１ ＳＢＲ处理工艺
该工艺采用间歇式曝气，集 均 化、生 物 降 解、沉降于一体，具有运行方式灵活、占地少、出 水 水 质 好等优 点。王 玫等 采 用 ＳＢＲ 工艺处理辽河油田高含盐采油废水，利用嗜盐菌减少废水的含盐量，探 究 工艺的最佳 运 行 参 数。结 果 表 明，在 ｐＨ 为５．５、反 应时间４～１０ｈ 的最佳运行条件下，ＣＯＤ 的 去 除 率 在３２．２％～７６．２％。
２．３．１．２ 曝气生物滤池法
该方法因为处理效率高、运行稳定等优点被广泛应用于实际 工 程 中。张 齐等采用三级内循环 ＢＡＦ－超滤联合工艺处理东北某油田采油废水，以气水 比为影响因素 考 察 了 ＢＡＦ 对各污染物的降解效果。结果表明，三级内循环 ＢＡＦ对 ＣＯＤ的去除率达到６０％以上，ＰＡＭ 的去除率高于４０％，氨氮和ＳＳ去除率始终 高 于 ９５％。 经联合工艺处理后， 最 终 出 水 满 足ＳＹＴ５３２９—２０１２渗透层注水水质标准。
２．３．２ 厌氧生物处理
厌氧生物处理是在隔绝氧气条件下，厌氧 菌 和 兼性菌通过自身代谢对大分子有机物进行生化降解的过程，可以 分 为 ３ 个 阶 段，水 解 阶 段、产 氢 产 乙 酸 阶段、产甲烷阶段。厌氧消化具有应用范 围 广、能 耗 较低等优点，但出水水质较差，一般需进一步经过好氧处理。
李薇等采用 ＵＡＳＢ－ＳＭＢＲ组合工艺模拟处理油田废 水，以 ＣＯＤ、ＳＳ、氨 氮、石 油 类、挥 发 酚 为主要水 质 污 染 指 标，考察该工艺的可行性。结 果 表明，经过 ＵＡＳＢ消化作用，含油废水的可生化性 Ｂ／Ｃ从０．１４提高 到０．３５。ＵＡＳＢ 出 水 经 好 氧 处 理 后，废水中各类污染物质的去除率均高于９６％，出水满足行业和国家排放标准。
２．４ 组合工艺处理采油废水
虽然使用单一工艺可以部分降低采油废水中各 污染物质的浓度，但是处理效果并不能达到预 期，出 水不能达到回用水标准或者国家排放标准。因 此，组 合工艺的使用就 显 得 尤 为 重 要，进一步优化处理效果，成为科学有效处理油田采油废水的最佳选择。
２．４．１ 物化法组合工艺
物理法和化学法一般作为一级处理工艺，物化法组合工艺具有占地小，反应时间快等优点，但 由 于其处理能力有限且存在二次污染，一般后面结合生 物法共同处 理 采 油 废 水。王 维等 采 用 混 凝 －Ｆｅｎｔｏｎ氧化技 术 处 理 新 疆 某 油 田 污 水，结 果 表 明，混 凝 阶段，在ｐＨ 为９，ＰＡＣ投加量为７００ｍｇ·Ｌ－１，ＡＰＡＭ投加 量 为 １．４３ｍｇ·Ｌ－１ 时，ＣＯＤ 降 低 至 ３００ｍｇ·Ｌ－１，去除 率 可 以 达 到６２％；经 Ｆｅｎｔｏｎ氧化处理混凝出水，当 Ｈ２Ｏ２投 加 量 为０．５５ｇ·Ｌ－１，ＦｅＳＯ４投 加 量 为０．６５ｇ·Ｌ－１ 时，出 水 中 ＣＯＤ 从 ８３２ｍｇ· Ｌ－１ 降 至１６６ｍｇ·Ｌ－１，原油类物质基本除尽。
２．４．２ 物化加生化法组合工艺
生化法主要作为二级处理工艺，对一级处理的出水进行生物降解处理，具有处理效率高、无 二 次 污染等优点，物化加生物法组合工艺在实际处理采油 废水中应用最为普遍。
研究 以 ＣＯＤ、ＳＳ、油 类 物 质、聚 丙 烯 酰 胺 为 主要水质污染指标考察了气浮－酵母生物反应器－上流式厌氧污泥床－曝气生物滤池组合工艺对油田污水的处理效果。结果表明，在优化条件下，ＣＯＤ、ＳＳ、油和聚丙烯酰胺的总去 除率分别为 ９５．７％、８８．８％、９９．６％和９７．０％，最终出水达到国家一级污水排放标准。
王泽正等采用 ＭＢＲ 与陶瓷平板膜过滤技术相结合的工艺处理中海油高盐度采油废水，考察该工 艺对 ＣＯＤ 和氨氮的去除效果。结 果 表 明，在 ＤＯ 的 质量浓度在２～３ｍｇ·Ｌ－１条件下，Ｃ－ＭＢＲ工艺对废水中 ＣＯＤ的去 除 率 达 到９５％ 以 上、ＮＨ４＋ －Ｎ 的 去 除率达到９８％以上，出水水质较好。
３ 结论与展望
通过上述研究与讨论可知，由于油田采油 废 水 产量大、成分复杂，各油田废水成分不尽 相 同，采 油 废水的处理工艺也随之相对复杂多变。国内外学者研 究发现很多处理采油废水的新技术，也逐渐在实际处 理中得到应用。但使用单一的、传统的处理工艺并不能彻底解决采油废水处理达标的问题，因此，在 实 际 处理采油废水过程中，各油田应结合自身情况，同 时 考虑运行成本、工艺可行性、出水水质等 因 素，选 择 最佳的组合工艺。并且不断地发展新的处理技术以优 化组合工艺，保证更加科学高效地提升油田采油废水 的处理效率，最大程度地减少对生态环境的污 染，实 现我国在石油开采与污水处理２方面均可持续发展的 可能。
原标题：油田采油废水处理技术应用及研究进展
原作者：宗 悦
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