第23卷第5期 辽宁工程技术大学学报 2004年10月 V ol.23 No.5 Journal of Liaoning Technical University Oct. 2004
文章编号：1008-0562(2004)03-0718-03
采油污水处理技术
孙 彤12，翟玉春2
，
（1．辽宁工学院 材料与化学工程学院，辽宁 锦州 121001；2．东北大学 材料与冶金学院，辽宁 沈阳 110006）
摘 要：综述了目前采油污水处理技术。指出回注水的处理方法主要有混凝法、隔油法、过滤法等物化方法，重点是去除污水中的颗
粒物质；另外指明，外排水的处理方法主要是生化法及化学法，重点是降低水中的COD 。对目前存在的处理难点做出了分析，并提出了采油污水处理技术的发展趋势。
关键词：采油污水；处理；外排水；回注水
中图分类号：TE 991.2 文献标识码：A
Treatment technology of oil extraction wastewater
SUN Tong12，ZHAI Yu-chun2
(1. College of Material & Chemical Engineering, Liaoning Institute of Technology, Jinzhou 121001, China；2.College of Material and Metallurgical Engineering, Northeastern University, Shenyang 110006, China) Abstract ：Summarizes the treatment technology of oil extraction wastewater at present. It points out that the main treatment methods of reinjection water are physicochemical methods such as coagulation, oil removal, filtration and so on. The important aim was removing grain from wastewater. It is illustrated that the treatment methods of discharged water are biochemical methods and chemical methods. Its difficulties of treatment are analyzed. It indicates the development tendency of treatment technology of oil extraction wastewater.
Key words：oil extraction wastewater；treatment ；discharged wastewater；reinjection wastewater
，
0 引 言
随着石油资源开发时间的延长，原油含水率不断上升，油田采出水量也越来越大，目前，我国大部分油田已进入中后期开采阶段，采出液含水率达90%以上，采油污水达标排放问题一直困扰各石油企业。
采油污水经处理后，90%以上作为回注水注入地层用于二次采油，部分排放或作为蒸汽采油的锅炉用水。由于污水去向不同，对其处理的要求也就不同，处理方法也有所差异。
出，回注水中含油量和悬浮物浓度、悬浮颗粒大小是严格控制的指标，而对COD 未做要求。污水中的悬浮物和油是采油污水回注中导致注水井和油层堵塞的两个重要因素，因此，回注采油污水处理技术主要立足于去除污水中的油和悬浮物，有以下几种处理方法。 1.1 混凝法
混凝法是利用直接投加化学药剂来削弱分散态油珠的稳定性，主要用于去除污水中的乳化油。投加的混凝剂多为聚合铝和聚合铁，由于各油田采油污水的水质不同，用某些特制的混凝剂可以增强
[1]
混凝效果，提高污染物去除率。李大鹏等人研制的新型药剂改性聚合铝（HPAC）具有强制混凝作用，将破乳、凝聚和降粘三个作用过程有机结合起来，提高了油水的分离质量和分离效率，实验证明，出水可满足油田回注水预处理的要求。此外，有人研
1 回注采油污水处理技术
当油田开发进入中后期时，油层压力下降很大，注水采油是用来维持油层压力的重要手段。采油污水回注减少了污水外排造成的环境污染，同时又减少了水资源的浪费，为油田经济效益的提高做出了贡献。
从行业标准SY/T5329-94A3级标准中可以看
收稿日期：2003-10-12
基金项目：辽宁省自然科学基金资助项目（9910300401） 作者简介：孙 彤（1966–），女，辽宁 盖县人，博士研究生，副教授。本文编校：杨瑞华
第5期 孙 彤等：采油污水处理技术 究了用助凝剂和絮凝剂联合使用，及聚合的复配技
[2]
术制成新的高效混凝剂处理采油污水，效果良好。 1.2 隔油法
隔油法采用平流式隔油池、平行斜板式隔油池或波纹斜板式隔油池，靠重力作用进行油水分离，主要去除游离态和机械分散态油。 1.3 聚结法
聚结法是在聚结反应器中，采用某些聚结材料，依靠污水中油粒的聚结作用，原水中的油粒相互聚结成直径较大的颗粒，改变原水中原油的颗粒分布情况，使之易于重力分离。
聚结材料可分为以润湿聚结为主的亲油性材料和以碰撞聚结为主的亲水性材料，聚结材料对除油性能有影响，应根据污水的具体情况选择使用聚结材料。
对于稳定性较好的聚合物驱采油污水，波纹板状聚结材料的聚结除油效果好于粒状材料，亲油性填料好于疏油性填料，出水水质满足回注水要求[3]。 1.4 浮选法
浮选法通过在污水中产生大量的气泡，使油滴及小颗粒物质结合在一起上浮至水面，达到与水分离的目的。
辽河油田于20世纪80年代引进了美国的Wemco 浮选机和浮选药剂，工业试验表明它除油效果明显。近年来北京矿冶研究总院研制开发了采油污水除油专用浮选机，除油效果良好[4]。 1.5 过滤法
过滤法是使采油污水流过过滤器，除去水中的油和悬浮物。但由于此法应用时易造成滤料堵塞和
[5]
损害，故而应用受到限制。马跃香等人将预膜技术应用于采油污水的过滤处理，结果表明：采用过滤前的预膜处理来阻止机械杂质、油污等污染物直接与滤布接触，减少了滤布的损害，延长了滤布的使用寿命，解决了一般精密过滤器运行中碰到的滤布易堵塞、难拆洗、寿命短等难题。 1.6 膜分离技术
膜分离技术是利用膜的选择透过性进行污水的分离和提纯，近年来越来越多的膜分离技术开始应用于油田采出水处理，该法具有高效、节能、投
719
资少、污染小的特点。 1.7 离子调整法
离子调整法是指针对采油污水中的弱酸性缓冲体系，通过调整水中有关离子的含量，破坏该缓冲体系，去除腐蚀、结垢离子，优化水质。
2 外排采油污水处理技术
随着油田综合含水率的提高，采油污水的产生量不断增加，已不能全部用于油田回注或回灌，部分采油污水要排放到环境中，在对这些外排采油污水处理时要充分考虑COD 、油等各项指标。目前，外排采油污水的处理技术主要有以下几种。 2.1 生化处理方法
采油污水经隔油、气浮等物化方法处理后，出水水质不能满足GB8978-1996《污水综合排放标准》二类水质标准要求，不能直接排放。此时污水的特点主要表现在：①可生化性差，大多情况下BOD 5∶COD ＜0.15；②N 含量过多，可生化有机物相对不足；③总盐量高，Cl -浓度有时大于10 g/L。这些特点说明若采用生化方法处理这时的采油污水有一定的困难。总结国内外数例用生化法处理采油污水的实例，可以发现主要有以下几种方法。
（1）厌氧、好氧联合处理 杜卫东等人[6]采用“厌氧—好氧”处理工艺对采油污水进行实验研究。在脱油污水进入厌氧酸化单元后，废水中的一些复杂有机物在厌氧菌作用下进行分解和发酵，转为易于生物降解的简单有机物。试验证明，通过厌氧处理后，BOD 5增加了一倍，污水的可生化性得到改善。而后，污水进入好氧池，在好氧微生物的作用下，污染物被分解为无机物，污水的COD 值降低，去除率达78%，达到GB8978-1996中二类水质排放标准要求。
（2）气浮、好氧联合处理 气浮工艺能够有效地去除石油类，同时具有降温、充氧功效，能够提高微生物的生化降解功能。对胜利油田孤岛采油厂的采油污水使用隔油、气浮、生物接触氧化沉淀处理后，出水水质指标达到GB8978-1996二类水质排放标准要求。实践证明，在生物接触氧化处理工艺中，要严格筛选菌种并加以培养，才能实现良好的去除效果[7]。
（3）好氧法 ①活性污泥法 Gilbert T. Tellez
720 辽宁工程技术大学学报 第23卷
正在成为人们关注的焦点。对于外排污水的处理，其主要难点是COD 的去除。因为采油污水含盐量高，可生化性差，故可采用物化法处理，但若能提高污水的可生化性，如气浮加氧、通过厌氧手段提高污水可生化性能等，用生化法作为采油污水二级处理工艺是经济上合理、技术上可行的。许多实验结果和实践应用已经证明，强化难生物降解污水的可生化性和培养驯化优势菌群是生化处理采油污水的关键。 参考文献:
[1] 李大鹏, 樊庆锌，周 定. 油田聚合物采油废水混凝处理方法的试验研
究[J].环境科学学报, 2000,20(增刊):64-68.
[2] 宁 奎, 张喜瑞, 郎宝山. 混凝法处理采油污水的研究与应用[J].水处
理技术,2001,27(2):112-114.
[3] 陈 雷, 祁佩时, 曹振坤. 聚合物驱采油废水处理工艺的试验研究[J].
哈尔滨建筑工业大学学报,1999,32(6):117-120.
[4] 徐建民, 贺旭光, 孟宪毅. 采油污水除油专用浮选机的研制与应用[J].
有色金属,1998,50(3):51-54.
[5] 马跃香, 涂永善. 预膜过滤技术在采油污水处理中的应用[J].油气田环
境保护,2002,12(2):32-35.
[6] 杜卫东, 陆晓华, 张士权. 采油废水COD Cr 处理设计和实验研究[J].油
田气环境保护,2000,10(1):17-19.
[7] 王吉丛, 龚争辉, 王林梅. 采油废水气浮—生物处理方法研究[J].油气
田环境保护.2002,12(1):22-24.
[8] Gilbert T.Tellez, N.Nirmalakhandan,Jorge L．Gardea-Torresdey.
Performance evaluation of an activated sludge system for removing petroleum hydrocarbons from oilfield produced water[J].Advances in Environmental Research,2002,(6):455-470.
[9] Campos,J.C. Borges,R.M.H.Oliveira A.M.Filho.Oilfield wastewater
等人[8]也采用活性污泥法对美国南部油田的采油污
水进行了处理和评估，该工艺处理后，污水的COD 去除率达92%，COD 值下降至100 mg/L以下。②氧化塘法 胜利油田桩西联外排污水利用当地特有的芦苇塘资源作氧化塘，处理后达标排放，污染物在氧化塘中经吸咐、过滤、沉降、生物降解作用得以去除；③生物膜法 Campus J.C. 等人[9]将微滤处理后的采油污水通入放有聚苯乙烯颗粒的空气提升反应器，聚苯乙烯颗粒直径2 mm，其上附有生物膜，在反应过程中向其中通入空气，在水力停留时间达12 h时，COD 的去除率达65%，TOC 去除率达80%。
2.2 化学及物化处理方法
（1）化学药剂法 为处理采油污水中的油、COD 、SS 等，可以投加O 3、ClO 2、H 2O 2等氧化剂，或投加破乳剂、絮凝剂等加以去除；
（2）催化氧化法 对于难降解的有机物，可以采用催化方法使其分解。刘春英等人[10]用质量分数为7.5%的Cu(NO3) 2溶液浸渍活性炭，在260 ℃下将铜还原热固于活性炭微表面，利用活性炭吸附、铜催化及曝气后水中的溶解氧将有机物氧化分解，降低了采油污水中的COD 值；
（3）化学强化法 化学强化处理的主要目的是设法降低采油污水的COD ，其次是降低含油量和机杂含量。化学强化处理技术主要是通过采用化学强化电处理方法和化学絮凝—催化氧化来强化处理采油污水[11]。此外，吸附、过滤、膜分离技术等物化方法在采油污水外排水处理中也有应用。
3 结论与展望
综上所述，采油污水大部分处理后用于二次采油，少部分外排。对于回注水处理，主要应当解决的是污水中的含油量和颗粒物问题，对此采用的主要是混凝、隔油、聚结、浮选、过滤、膜分离等物化方法，在应用和研究时应立足于开发性能优、价格低、无二次污染的新技术，特别是高效混凝剂、浮选剂、聚结材料、过滤材料和膜材料等已经并也
treatment by combined microfiltration and biological processes[J].Water Research，2002,(36):95-104.
[10] 刘春英, 袁存光, 张 超. 吸附—催化氧化法深度去除采油废水中
COD 的研究[J].化工环保,2001,21(4):200-204.
[11] 姜其慧, 李亚东, 于 芳. 化学强化处理采油污水技术研究[J]．油气田
地面工程,2003,22(3):27-28.
第23卷第5期 辽宁工程技术大学学报 2004年10月 V ol.23 No.5 Journal of Liaoning Technical University Oct. 2004
文章编号：1008-0562(2004)03-0718-03
采油污水处理技术
孙 彤12，翟玉春2
，
（1．辽宁工学院 材料与化学工程学院，辽宁 锦州 121001；2．东北大学 材料与冶金学院，辽宁 沈阳 110006）
摘 要：综述了目前采油污水处理技术。指出回注水的处理方法主要有混凝法、隔油法、过滤法等物化方法，重点是去除污水中的颗
粒物质；另外指明，外排水的处理方法主要是生化法及化学法，重点是降低水中的COD 。对目前存在的处理难点做出了分析，并提出了采油污水处理技术的发展趋势。
关键词：采油污水；处理；外排水；回注水
中图分类号：TE 991.2 文献标识码：A
Treatment technology of oil extraction wastewater
SUN Tong12，ZHAI Yu-chun2
(1. College of Material & Chemical Engineering, Liaoning Institute of Technology, Jinzhou 121001, China；2.College of Material and Metallurgical Engineering, Northeastern University, Shenyang 110006, China) Abstract ：Summarizes the treatment technology of oil extraction wastewater at present. It points out that the main treatment methods of reinjection water are physicochemical methods such as coagulation, oil removal, filtration and so on. The important aim was removing grain from wastewater. It is illustrated that the treatment methods of discharged water are biochemical methods and chemical methods. Its difficulties of treatment are analyzed. It indicates the development tendency of treatment technology of oil extraction wastewater.
Key words：oil extraction wastewater；treatment ；discharged wastewater；reinjection wastewater
，
0 引 言
随着石油资源开发时间的延长，原油含水率不断上升，油田采出水量也越来越大，目前，我国大部分油田已进入中后期开采阶段，采出液含水率达90%以上，采油污水达标排放问题一直困扰各石油企业。
采油污水经处理后，90%以上作为回注水注入地层用于二次采油，部分排放或作为蒸汽采油的锅炉用水。由于污水去向不同，对其处理的要求也就不同，处理方法也有所差异。
出，回注水中含油量和悬浮物浓度、悬浮颗粒大小是严格控制的指标，而对COD 未做要求。污水中的悬浮物和油是采油污水回注中导致注水井和油层堵塞的两个重要因素，因此，回注采油污水处理技术主要立足于去除污水中的油和悬浮物，有以下几种处理方法。 1.1 混凝法
混凝法是利用直接投加化学药剂来削弱分散态油珠的稳定性，主要用于去除污水中的乳化油。投加的混凝剂多为聚合铝和聚合铁，由于各油田采油污水的水质不同，用某些特制的混凝剂可以增强
[1]
混凝效果，提高污染物去除率。李大鹏等人研制的新型药剂改性聚合铝（HPAC）具有强制混凝作用，将破乳、凝聚和降粘三个作用过程有机结合起来，提高了油水的分离质量和分离效率，实验证明，出水可满足油田回注水预处理的要求。此外，有人研
1 回注采油污水处理技术
当油田开发进入中后期时，油层压力下降很大，注水采油是用来维持油层压力的重要手段。采油污水回注减少了污水外排造成的环境污染，同时又减少了水资源的浪费，为油田经济效益的提高做出了贡献。
从行业标准SY/T5329-94A3级标准中可以看
收稿日期：2003-10-12
基金项目：辽宁省自然科学基金资助项目（9910300401） 作者简介：孙 彤（1966–），女，辽宁 盖县人，博士研究生，副教授。本文编校：杨瑞华
第5期 孙 彤等：采油污水处理技术 究了用助凝剂和絮凝剂联合使用，及聚合的复配技
[2]
术制成新的高效混凝剂处理采油污水，效果良好。 1.2 隔油法
隔油法采用平流式隔油池、平行斜板式隔油池或波纹斜板式隔油池，靠重力作用进行油水分离，主要去除游离态和机械分散态油。 1.3 聚结法
聚结法是在聚结反应器中，采用某些聚结材料，依靠污水中油粒的聚结作用，原水中的油粒相互聚结成直径较大的颗粒，改变原水中原油的颗粒分布情况，使之易于重力分离。
聚结材料可分为以润湿聚结为主的亲油性材料和以碰撞聚结为主的亲水性材料，聚结材料对除油性能有影响，应根据污水的具体情况选择使用聚结材料。
对于稳定性较好的聚合物驱采油污水，波纹板状聚结材料的聚结除油效果好于粒状材料，亲油性填料好于疏油性填料，出水水质满足回注水要求[3]。 1.4 浮选法
浮选法通过在污水中产生大量的气泡，使油滴及小颗粒物质结合在一起上浮至水面，达到与水分离的目的。
辽河油田于20世纪80年代引进了美国的Wemco 浮选机和浮选药剂，工业试验表明它除油效果明显。近年来北京矿冶研究总院研制开发了采油污水除油专用浮选机，除油效果良好[4]。 1.5 过滤法
过滤法是使采油污水流过过滤器，除去水中的油和悬浮物。但由于此法应用时易造成滤料堵塞和
[5]
损害，故而应用受到限制。马跃香等人将预膜技术应用于采油污水的过滤处理，结果表明：采用过滤前的预膜处理来阻止机械杂质、油污等污染物直接与滤布接触，减少了滤布的损害，延长了滤布的使用寿命，解决了一般精密过滤器运行中碰到的滤布易堵塞、难拆洗、寿命短等难题。 1.6 膜分离技术
膜分离技术是利用膜的选择透过性进行污水的分离和提纯，近年来越来越多的膜分离技术开始应用于油田采出水处理，该法具有高效、节能、投
719
资少、污染小的特点。 1.7 离子调整法
离子调整法是指针对采油污水中的弱酸性缓冲体系，通过调整水中有关离子的含量，破坏该缓冲体系，去除腐蚀、结垢离子，优化水质。
2 外排采油污水处理技术
随着油田综合含水率的提高，采油污水的产生量不断增加，已不能全部用于油田回注或回灌，部分采油污水要排放到环境中，在对这些外排采油污水处理时要充分考虑COD 、油等各项指标。目前，外排采油污水的处理技术主要有以下几种。 2.1 生化处理方法
采油污水经隔油、气浮等物化方法处理后，出水水质不能满足GB8978-1996《污水综合排放标准》二类水质标准要求，不能直接排放。此时污水的特点主要表现在：①可生化性差，大多情况下BOD 5∶COD ＜0.15；②N 含量过多，可生化有机物相对不足；③总盐量高，Cl -浓度有时大于10 g/L。这些特点说明若采用生化方法处理这时的采油污水有一定的困难。总结国内外数例用生化法处理采油污水的实例，可以发现主要有以下几种方法。
（1）厌氧、好氧联合处理 杜卫东等人[6]采用“厌氧—好氧”处理工艺对采油污水进行实验研究。在脱油污水进入厌氧酸化单元后，废水中的一些复杂有机物在厌氧菌作用下进行分解和发酵，转为易于生物降解的简单有机物。试验证明，通过厌氧处理后，BOD 5增加了一倍，污水的可生化性得到改善。而后，污水进入好氧池，在好氧微生物的作用下，污染物被分解为无机物，污水的COD 值降低，去除率达78%，达到GB8978-1996中二类水质排放标准要求。
（2）气浮、好氧联合处理 气浮工艺能够有效地去除石油类，同时具有降温、充氧功效，能够提高微生物的生化降解功能。对胜利油田孤岛采油厂的采油污水使用隔油、气浮、生物接触氧化沉淀处理后，出水水质指标达到GB8978-1996二类水质排放标准要求。实践证明，在生物接触氧化处理工艺中，要严格筛选菌种并加以培养，才能实现良好的去除效果[7]。
（3）好氧法 ①活性污泥法 Gilbert T. Tellez
720 辽宁工程技术大学学报 第23卷
正在成为人们关注的焦点。对于外排污水的处理，其主要难点是COD 的去除。因为采油污水含盐量高，可生化性差，故可采用物化法处理，但若能提高污水的可生化性，如气浮加氧、通过厌氧手段提高污水可生化性能等，用生化法作为采油污水二级处理工艺是经济上合理、技术上可行的。许多实验结果和实践应用已经证明，强化难生物降解污水的可生化性和培养驯化优势菌群是生化处理采油污水的关键。 参考文献:
[1] 李大鹏, 樊庆锌，周 定. 油田聚合物采油废水混凝处理方法的试验研
究[J].环境科学学报, 2000,20(增刊):64-68.
[2] 宁 奎, 张喜瑞, 郎宝山. 混凝法处理采油污水的研究与应用[J].水处
理技术,2001,27(2):112-114.
[3] 陈 雷, 祁佩时, 曹振坤. 聚合物驱采油废水处理工艺的试验研究[J].
哈尔滨建筑工业大学学报,1999,32(6):117-120.
[4] 徐建民, 贺旭光, 孟宪毅. 采油污水除油专用浮选机的研制与应用[J].
有色金属,1998,50(3):51-54.
[5] 马跃香, 涂永善. 预膜过滤技术在采油污水处理中的应用[J].油气田环
境保护,2002,12(2):32-35.
[6] 杜卫东, 陆晓华, 张士权. 采油废水COD Cr 处理设计和实验研究[J].油
田气环境保护,2000,10(1):17-19.
[7] 王吉丛, 龚争辉, 王林梅. 采油废水气浮—生物处理方法研究[J].油气
田环境保护.2002,12(1):22-24.
[8] Gilbert T.Tellez, N.Nirmalakhandan,Jorge L．Gardea-Torresdey.
Performance evaluation of an activated sludge system for removing petroleum hydrocarbons from oilfield produced water[J].Advances in Environmental Research,2002,(6):455-470.
[9] Campos,J.C. Borges,R.M.H.Oliveira A.M.Filho.Oilfield wastewater
等人[8]也采用活性污泥法对美国南部油田的采油污
水进行了处理和评估，该工艺处理后，污水的COD 去除率达92%，COD 值下降至100 mg/L以下。②氧化塘法 胜利油田桩西联外排污水利用当地特有的芦苇塘资源作氧化塘，处理后达标排放，污染物在氧化塘中经吸咐、过滤、沉降、生物降解作用得以去除；③生物膜法 Campus J.C. 等人[9]将微滤处理后的采油污水通入放有聚苯乙烯颗粒的空气提升反应器，聚苯乙烯颗粒直径2 mm，其上附有生物膜，在反应过程中向其中通入空气，在水力停留时间达12 h时，COD 的去除率达65%，TOC 去除率达80%。
2.2 化学及物化处理方法
（1）化学药剂法 为处理采油污水中的油、COD 、SS 等，可以投加O 3、ClO 2、H 2O 2等氧化剂，或投加破乳剂、絮凝剂等加以去除；
（2）催化氧化法 对于难降解的有机物，可以采用催化方法使其分解。刘春英等人[10]用质量分数为7.5%的Cu(NO3) 2溶液浸渍活性炭，在260 ℃下将铜还原热固于活性炭微表面，利用活性炭吸附、铜催化及曝气后水中的溶解氧将有机物氧化分解，降低了采油污水中的COD 值；
（3）化学强化法 化学强化处理的主要目的是设法降低采油污水的COD ，其次是降低含油量和机杂含量。化学强化处理技术主要是通过采用化学强化电处理方法和化学絮凝—催化氧化来强化处理采油污水[11]。此外，吸附、过滤、膜分离技术等物化方法在采油污水外排水处理中也有应用。
3 结论与展望
综上所述，采油污水大部分处理后用于二次采油，少部分外排。对于回注水处理，主要应当解决的是污水中的含油量和颗粒物问题，对此采用的主要是混凝、隔油、聚结、浮选、过滤、膜分离等物化方法，在应用和研究时应立足于开发性能优、价格低、无二次污染的新技术，特别是高效混凝剂、浮选剂、聚结材料、过滤材料和膜材料等已经并也
treatment by combined microfiltration and biological processes[J].Water Research，2002,(36):95-104.
[10] 刘春英, 袁存光, 张 超. 吸附—催化氧化法深度去除采油废水中
COD 的研究[J].化工环保,2001,21(4):200-204.
[11] 姜其慧, 李亚东, 于 芳. 化学强化处理采油污水技术研究[J]．油气田
地面工程,2003,22(3):27-28.