油田污水处理物理法
物理处理法是指通过物理作用分离和去除油田污水中不溶于水的悬浮物的方法。物理处理法所用的设备大都比较简单、操作方便，分离效果良好，使用极为广泛，根据物理作用的不同污水处理主要有重力分离法、筛滤截留法、离心分离法，都是利用不同的水处理设备将油田污水中有害物质除去或降低其含量。
1、重力分离除油技术
重力分离除油也叫自然除油，该技术是根据油水密度不同，利用油水密度差使油上浮，达到油水分离的目的。因其处理量大运行费用低，管理方便等优点而被广泛应用，其缺点是占地面积大，基建投资高，对乳化油的处理效果不好，污水停留时间长。目前国内外在重力分离设备上已取得了一定的进展，已由自然沉降除油发展到斜板除油，加设斜板，增加分离设备的工作表面积，缩小分离高度，即利用“浅层沉淀”原理提高除油效率 。如美国Quontek公司研制的聚结板油水分离器（CPS）。最近，石油大学对CPS进行了改进，在其基础上引进了斜板技术，发明了斜通道波纹波纹板油水分离器和翼斜板油水分离器，进一步提高了板式分离器的效果。
2、气浮分离除油除悬浮物技术
气浮分离法就是在含油污水中通入空气设法使水中产生微细气泡，有时还需加入浮选剂或混凝剂，使污水中的分散油和悬浮颗粒粘附在气泡上，随气体一起浮到水面并加以回收，从而达到除油除悬浮物的目的。目前美国开发出的溶气气浮系统较为先进，它通过减小气泡尺寸（约小到1um）和减缓气泡的浮生速度，大大地提供了除油效率，甚至无需使用化学剂也可以达到较为彻底的油水分离。
3、过虑除油和悬浮物技术
过滤技术是利用多孔介质从水中分离不溶解固体的技术，主要是采用粒状材料为滤料（如石英砂、核桃壳和无烟煤等）通过润湿聚结和碰撞聚结作用，除去污水中的油和悬浮物。其优点是出水水质好，设备投资少，缺点是运行费用较高，适应负荷变化能力弱，易堵塞。而且，由于滤料粒径受到限制无法进一步减小粒料粒径来提高过虑精度和效率。近年来，随着纤维材料的应用和发展，以纤维材料为滤料的纤维滤料过滤器，一般处理精度可达到出水水质含油小于1.5~2mg/L，悬浮物粒经小于5um。
4、膜分离技术
膜技术是20世纪60年代后迅速崛起的一门分离新技术，自问世以来已形成了一门新兴产业，广泛应用于国内日化、食品、医学、生化领域，近年来也成为石油领域水处理方面的研究热点。膜分离法是利用一张特殊制造的具有选择透过性能的薄膜，在外力推动下对物质进行分离，它包括反渗透、超滤、纳滤等方法。膜分离技术的操作主体是分离用膜，分离过程的推动力是膜两侧的压力差、电位差、浓度差和温度差。膜面上的微孔孔径大小决定了膜的分离功能，根据膜的孔径大小，膜可分为微孔滤膜（孔径10-3cm~10-5cm，分离对象为细菌、乳胶、油乳化液）超滤膜（孔径10-5cm~10-6cm），分离对象为胶体硅、各种病毒）纳滤膜（孔径10-6cm~10-7cm，分离对象为卵清蛋白、蔗糖）、电渗析膜（孔径10-7cm~10-8cm，分离对象Cl-、OH-、H 、Na 、Ca2 ，主要用于除盐）。在油田污水处理方面，膜分离技术通过一个膜相，对污水中各组分的选择性透过能力不同而实现对污水中各组分分离，膜技术一般处理精度高，无二次污染，但对污水的预处理要求较高，预处理的目的是除去造成对膜污染的杂质，而且，操作中膜还需要经常清洗，以保持膜面的清洁、维持膜的正常通量。由于膜技术投资大，运行费用高，在一定程度上限制了该技术在油田污水处理中的广泛应用。目前，该技术还主要用于对水质要求比较高的低渗油田的采出水处理。
油田污水处理化学法
化学处理法是指通过化学手段如向污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。油田污水处理的常用化学方法主要有如下几种。
1、絮凝技术
絮凝技术可以认为是污水过虑前的预处理技术，该技术主要是通过向污水中加入絮凝药剂，使污水中的悬浮物形成絮凝物聚结下沉，该过程不仅可以除去污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。
油田水处理用的絮凝剂主要分为无机、有机和生物絮凝剂三类。无机絮凝剂主要有无机化合物（如硫酸铝、明矾、三氯化铁、硫酸亚铁等）和无机聚合物（聚合氯化铝（PAC）、聚合硫酸铝（PAS）、聚合硫酸铁等高聚物），其中无机聚合物是60年代后发展起来的一类新型絮凝剂，由于其功效成倍提高，有逐步成为主流絮凝剂的趋势。有机絮凝剂有低分子量的阳离子聚合物（如聚胺等）和高分子量的聚合物（如聚炳烯酰胺及其衍生物）。与无机高分子絮凝剂相比，它的用量少，产生的絮体大、沉降速度快、受共存盐、pH值和温度的影响小，效果明显、且种类繁多，在油田水处理中得到广泛应用。但由于聚炳烯酰胺具有毒性、难生物降粘，目前天然改性高分子絮凝剂和两性高聚物等环保型的无害水处理剂的研究倍受人们关注，如国内新合成的以F691粉（主要成分水溶性多聚糖、纤维素、木质素单宁）为原料的新型高效阳离子絮凝剂FNQD，国外新推出的水处理剂(DTC)，用于美国墨西哥湾和北海油田水处理中，轻易地将处理精度仅能达到60~70mg/L的水处理系统提高至1~2mg/L，效果十分明显。近年来，利用生物技术，通过微生物发酵、抽提、精致而得到的一种新型生物絮凝剂，由于具有无毒、高效和可生物降粘等特点，对水资源的保护有十分重大的意义，是很有发展前途的绿色絮凝剂。
2、缓蚀技术
缓蚀技术是油田污水处理常用的技术之一，是抑制污水对金属设备腐蚀的有效方法。油田污水的腐蚀因素主要是溶解氧、硫化氢和二氧化碳等引起的酸腐蚀。为了抑制污水对油田金属设备的腐蚀，油田常常在水处理过程中添加适量阻止或减缓金属腐蚀的缓蚀剂。国外油田水处理工艺中缓蚀剂的应用始于五十年代，应用较好的缓蚀剂是有机胺等，我国油田常用的使用效果好的缓蚀剂是季铵盐类、咪唑啉类。目前，中科院研制的IMC系列缓蚀剂在各油田应用取得了良好的效果[8]。
3、阻垢技术
油田污水通常含有较高浓度的碳酸盐、硫酸盐、氯化物，具有形成碳酸钙、硫酸钙等垢的基本条件，因此，结垢是油田水质控制中遇到的最严重的问题之一。化学阻垢剂是油田最为常用的抑制或减缓结垢的一项工艺技术。油田广泛使用的阻垢剂有无机聚磷酸盐、有机磷酸盐、低分子量聚合物和天然阻垢剂。其中应用较好的是低分子量聚合物如聚丙烯酸及其衍生物，该类阻垢剂的优点在于用量低、无毒，不污染环境，阻垢率较高，缺点是生物降粘差，且在高温、高pH、高Ca2 含量下阻垢能力较差。因此，近年来，国外着重在开发和研制新的阻垢剂，最近报道的一种新型阻垢剂---聚天冬氨酸，对CaCO3、BaSO4、CaSO4的阻垢率都明显优于聚丙烯酸，且更易生物降粘，表现出很好的发展前景。
4、杀菌技术
油田污水中普遍存在着硫酸盐还原菌、腐生菌和铁细菌，造成设备腐蚀，并且产生污泥造成地层堵塞。目前国内油田主要采取的措施是向污水中加入化学杀菌药剂，抑制细菌的生长及灭杀细菌。目前，油田广泛应用的杀菌剂主要为有机胍类、季胺盐类、异噻唑啉酮等。国内油田使用最广泛的杀菌剂就是季胺盐十二烷基二甲基苄基氯化铵（1227），季胺盐化合物除了具有较强的杀菌作用还具有缓蚀增效作用，是一种具有多种效能的水处理剂。为了提高杀菌剂效能，常常采用两种杀均剂复配、其协同效应能显著提高药效。国外最新推荐的过氧乙酸因具有广谱、高效且受pH值及矿化度影响较小而倍受青睐。此外，国内外在重点研制和开发一剂多效的多功能水处理剂，如兼具有絮凝、杀菌、缓蚀作用的复合型药剂。
5、电脱技术
电脱技术也是目前油田常用的污水处理技术，该技术主要是利用电化学的方法对污水进行处理。电脱法是借助于外加电流来进行氧化还原反应以去除污水中有害物质的方法。在外加电场作用下，污水中的阴离子移向阳极，并在阳极失去电子而被氧化；污水中的阳离子则移向阴极，并在阴极得到电子而被还原。该技术可以有效地去除污水中的有机物、重金属离子、悬浮物、还能进行污水脱色处理。
6、暴氧技术
暴氧技术是近几年在油田推广的污水处理技术之一，该技术的基本原理实际上就是利用空气中的氧与污水中的还原性物质发生氧化还原反应，而除去污水中的还原性有害成份如Fe2 、S2-及细菌等。该技术工艺比较简单，采用的设备主要能鼓空气的暴氧设备，目前，各油田使用的暴氧设备有所不同，暴氧设备通常是利用一个喷淋装置，新鲜污水通过喷头喷淋实现了充分暴氧，也有利用水射流泵负压吸空气，使空气与污水充分混合完成污水的暴氧过程，其目的就是使新鲜污水充分与空气中的氧作用，完成污水的氧化还原反应达到除去有害的还原性物质。
油田污水处理生物法
生物处理技术是目前世界上应用最广泛的污水处理技术，该技术较物理或化学方法成本低，投资少，效率高，无二次污染，广泛为各国化工行业采用。我国城市污水采用生物处理法的占85%以上，油田采用生物处理法的相对较少，大港油田的氧化塘处理技术就是生物法处理技术。生物法处理技术的机理就是采用一定的人工措施，创造有利于微生物生长、繁殖的环境，使微生物大量繁殖，在繁殖的过程中，这些以污水中的有机物作为营养源的微生物通过氧化作用吸收分解有机物，使其转化为简单的CO2、H2O、N2、CH4等，从而使污水得以净化。生物法从微生物对氧的需求上可分为好氧生物法和厌氧生物法，从处理的过程形式上可以分为活性污泥法、生物膜法和氧化塘法。
1、活性污泥法
活性污泥法是目前应用较广泛的一种生物技术，它是将空气连续鼓入污水中，污水经过一段时间的暴气后，水中会产生一种以好氧菌为主体的茶褐色絮凝体，其中含有大量的活性微生物，这种含有活性微生物的絮凝体就是活性污泥。这种微生物以污水中溶解性有机物为食料，获得能量，并不断增长繁殖。活性污泥的结构松散，表面积很大，对污水中的有机物有着强烈的吸附、凝聚和氧化分解能力，从而使污水得以净化。
2、生物膜法
生物膜法和活性污泥法一样同属于好氧生物处理方法。活性污泥法是靠暴气池中悬浮流动着的活性污泥来净化污水，而生物膜法是利用固定于固体介质表面的微生物来净化污水的，这种方法亦称为生物过滤法。与活性污泥法相比，生物膜法管理较方便。由于微生物固着于固体表面有利于微生物的生长，高级微生物越多，污泥量就越少。一般认为，生物膜法比活性污泥法的剩余污泥量要少。
3、氧化塘法
氧化塘法是能够提供有机物分解的大型浅池，塘内有大量好氧微生物和藻类。氧化塘的特点是投资少，管理简单，但占地面积较大。氧化塘除暴气塘需要机械薄气外，其他各种氧化塘皆不依赖动力来充氧，而是充分发挥天然生物净化功能。氧化塘一般采用水面自然复氧和藻类光合作用复氧，其运行情况随温度和季节的变化而变化。该技术要求污水停留几天或几个月，因此，处理措施的耗时较长。目前，大港油田的污水处理采用了氧化塘法。
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