王 闖

（大慶油田第二采油廠規(guī)劃設(shè)計(jì)研究所，黑龍江 大慶 163000）

0 引言

我國(guó)已經(jīng)進(jìn)入三次采階段多年，伴隨不斷的開發(fā)、開采，我國(guó)各大油田平均含水量已經(jīng)超過(guò)90%，原油生產(chǎn)中含聚污水的總產(chǎn)生規(guī)模也極為龐大。與常規(guī)污水相比，含聚合物污水具有更高的年度，水中的固相物質(zhì)比例也更好，同時(shí)比常規(guī)污水具有更高的乳化穩(wěn)定性，導(dǎo)致常規(guī)的污水處理技術(shù)，對(duì)含聚污水的處理效果十分有限，無(wú)法滿足污水排放需求。因此，需要對(duì)含聚污水的處理技術(shù)進(jìn)行研究和完善，優(yōu)化處理技術(shù)，全面提高處理效果最大限度降低含聚污水對(duì)環(huán)境帶來(lái)的威脅[1]。

1 含聚污水的特征

受原油開采方式、地質(zhì)環(huán)境因素、原油物理化學(xué)特性等因素決定，在開采過(guò)程中產(chǎn)出污水的成分相差較大，但都含有原油、固體懸浮物、微生物、有機(jī)物等物質(zhì)。所有的污水也都具備高溫、高礦化程度、高細(xì)菌含量等諸共同點(diǎn)。

但含聚污水與常規(guī)污水相比也存在許多差異，造成了含聚污水的處理困難。首先，含聚污水中含有大量的聚合物，導(dǎo)致污水粘度顯著上升遠(yuǎn)超常規(guī)含油污水。根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，在45℃時(shí)，常規(guī)污水黏度約為0.6mpas，但在相同的溫度條件下，含聚污水的黏度可以達(dá)到0.8～1.1maps，這也是含聚污水處理難度較高的重要原因，過(guò)高的污水黏度，導(dǎo)致污水中存在的膠質(zhì)物質(zhì)穩(wěn)定性較強(qiáng)，常規(guī)的沉降工序難以實(shí)現(xiàn)對(duì)膠體的分離；其次，在對(duì)含聚污水的實(shí)驗(yàn)研究中發(fā)現(xiàn)，含聚污水的油粒徑較小，多數(shù)油徑處于3～5納米范圍內(nèi)，導(dǎo)致油水界面水膜強(qiáng)度倍增，較小粒徑的油珠會(huì)穩(wěn)定存在于水體中，導(dǎo)致污水難以得到有效的處理；再次，由于含聚污水中存在大量的陰離子聚合物，此類物質(zhì)不利于絮凝劑發(fā)揮應(yīng)用的效果，導(dǎo)致污水絮凝效果欠佳，無(wú)法有效去除含有污水中的固體懸浮物，處理效果不能符合污水排放標(biāo)準(zhǔn)。此外，受含聚污水黏度較高，污水綜合吸附性能較高，導(dǎo)致含聚污水中含有大量的泥沙成分，對(duì)后續(xù)的處理工藝造成了極大的影響；最后含聚污水中含有的大量聚合物成分，提高了污水的乳化程度，讓含聚污水的乳化液體穩(wěn)定性遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)常規(guī)污水，也是導(dǎo)致含有污水處理困難的重要原因。

2 油田含聚污水的主要處理方法

2.1 物理法

2.1.1 重力分離技術(shù)

重力分離技術(shù)應(yīng)用最廣的物理污水處理之一，利用污水中存在的成分中不同的密度差異實(shí)現(xiàn)污水處理，污水中油基成分和水基成分不相容，可以利用重力分離設(shè)備是實(shí)現(xiàn)油珠與懸浮物的分離，目前應(yīng)用較廣的重力設(shè)備有橫向流除油器、波紋板油水分離器、聚集型油水分離器、立式儲(chǔ)油罐油水分離器、聚集性油水分離器、斜板式隔油池等。物理驅(qū)油方式技術(shù)需求較低，操作簡(jiǎn)單，處理過(guò)程中影響因素較少。但物理處理設(shè)備通常體積較大，需要較大設(shè)備建設(shè)場(chǎng)地，整體處理效率也相對(duì)緩慢，因此該技術(shù)無(wú)法做為獨(dú)立的處理技術(shù)使用，多應(yīng)用于污水綜合處理系統(tǒng)中初步處理的工藝中。

2.1.2 水力旋流技術(shù)

水力旋流技術(shù)是我國(guó)與20世紀(jì)80年代后期引入的污水處理技術(shù)之一，該裝置質(zhì)量較輕、體積小、處理速度快，在我國(guó)油田中應(yīng)用廣泛，尤其在海上等操作空間相對(duì)緊缺的海上由田中應(yīng)用更為廣泛。

目前水利旋流器種類較多，但按照分離介質(zhì)答題可以分為固-液、液-液、氣-固、氣液等幾種類型，其中液-液處理的水力旋流器與固-液分離器在組成結(jié)構(gòu)與分離原理方面極為相似，均是利用不同物質(zhì)之間的密度差異，實(shí)現(xiàn)分離。但液體與液體之間目的差較小，分離難度要大于固-液分離。

2.1.3 加藥氣浮技術(shù)

加藥氣浮技術(shù)是在含有污水中諸如空氣，并促使空氣泡在污水中形成，空氣氣泡在污水中逐步吸附污水中存在的各類污染物質(zhì)，并改變氣泡密度，逐步懸浮出水面從而實(shí)現(xiàn)污水處理。加藥氣浮技術(shù)的核心是浮選劑。

根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)顯示，氣浮技術(shù)的綜合除油概率可以達(dá)到81%，是目前污水處理技術(shù)中除油效率最高的技術(shù)方法，但該技術(shù)對(duì)污水中聚合的清楚效果較差，因此該技術(shù)一半不作為獨(dú)立的含聚污水處理技術(shù)，一般應(yīng)用于綜合污水處理技術(shù)中。

2.2 化學(xué)法

物理除油技術(shù)多用于含有污水中固相顆粒以及懸浮油的處理中，但對(duì)污水中還有的包括細(xì)菌、腐蝕物質(zhì)等物質(zhì)的去除效果較差，需要通過(guò)化學(xué)法進(jìn)行進(jìn)一步的處理。一半采用添加絮凝劑、緩蝕劑、阻垢劑、殺菌劑等藥劑實(shí)現(xiàn)化學(xué)法處理。

2.3 絮凝劑

絮凝劑時(shí)處于含有污水的中重要方法之一，也是應(yīng)用最為廣泛的化學(xué)處理工藝之一，在含有污水中加入絮凝劑可以實(shí)現(xiàn)高效的油水分離。目前絮凝劑種類較多，但主要從組成成分角度可以分為無(wú)機(jī)、有機(jī)、復(fù)合、微生物等四種。要投加相同濃度的絮凝劑。李紹文等[2]針對(duì)大慶油田含聚污水篩選出有機(jī)絮凝劑PAM-1與無(wú)機(jī)絮凝劑JO-1復(fù)配使用，其除油、除濁率分別達(dá)到95.4%和82.7%，CODCr去除率也達(dá)到83.2%以上。鄧述波等[3]通過(guò)篩選復(fù)配得到絮凝劑XN98，該絮凝劑由5種成分組成，其中以無(wú)機(jī)絮凝劑為主，含有少量有機(jī)絮凝劑。該絮凝劑處理大慶油田含聚污水效果良好，絮凝劑投加質(zhì)量濃度為50mg/L時(shí)處理后水質(zhì)可以達(dá)到中高滲透層含聚污水處理指標(biāo)，成本約為PAC的1/3。趙書平等[4]研究了4種無(wú)機(jī)絮凝劑AlCl3、PAC、FeCl3、PFS對(duì)聚合物溶液的絮凝作用，通過(guò)對(duì)絮凝效果的分析比較發(fā)現(xiàn)，絮凝法可以有效地去除污水中的聚合物，且AlCl3效果最好，去除率可以達(dá)到90%。