1 含油污水的處理技術進展

采油污水處理工藝大多以混凝-沉降-過濾為基礎，國內有重力除油工藝、壓力除油工藝、浮選工藝、精細過濾工藝、氣田水氧化混凝工藝及氣田水回注廢棄井工藝，國外氣田水處理采用回注地層、綜合利用或外排。鉆井污水處理工藝有混凝沉降處理工藝、全封閉循環處理工藝、撬裝式裝置處理工藝、廢井回注等，其中以混凝式處理工藝為主。

1.1 物理處理技術

1.1.1 重力分離技術

利用油、水密度差和油、水不相溶性進行油水分離。包括自然除油法、斜板除油法、浮上分離法、機械分離法、離心分離法、水力旋流法。API式美國石油協會的油型分離器（API隔油池）、PPI式即平行板式隔油池、CPI式波紋板式隔油池、IPI式斜板式隔油池、水力旋流器都是高效重力除油設備。該技術除去采出水中的浮油、分散油和油-濕固體，效果穩定、運行費用低，且管理方便，但設備占地面積大。

水力旋流技術是一種有前途的油水分離技術。水力旋流器由圓筒渦旋段、同心縮徑段、細錐段和平行尾段四部分組成。旋流器重量輕、體積小、處理水量大、處理速度快、對運動不敏感、操作壓力范圍大、處理后水含烴量小于40mg/L。與機械分離機（即沉降離心機、過濾離心機以及分離離心機）相比，它們的分離因數相當，但旋流器無運動部件，在價格、性能和操作方面均比機械分離機優越。與隔油池（API平流式、PPI平板式、TPI斜板式）相比，旋流分離器的效率更高、捕捉粒徑更小，對于油滴粒徑小于50μm的油水混合物，宜以它代替隔油池。與二級氣浮技術相比，二者處理粒徑相當，但旋流器具有除油效率高、一次性投資小、占地面積小、不需投加藥劑以及充氣和刮渣、維修費用小等優點。塔里木油田、勝利油田、北海油田都已引用該技術，取得了較好的效果。

1.1.2 粗粒化技術

粗粒化即含油污水通過裝有粗粒化材料的裝置，在潤濕聚結、碰撞聚結、截流、附著作用下油珠由小變大的過程。粗粒化材料有親油性材料、親水性材料、親油性和疏油性纖維的復合材料以及石英砂、煤粒等無機材料。該法用于處理分散油、乳化油，設備小、操作簡單但濾料易堵塞、有表面活性劑時效果較差。Modular公司的S.P.Pack粗粒化器由PVC材料和玻璃纖維制成，采出水進入螺旋通道后充分混合，可控湍流使油滴相互結合，平均粒徑由100μm增加到1000μm。它只聚集油滴，不分離固體顆粒，油水分離的效率高；可使化學混凝劑更有效地進行混合，減少了藥劑的投加量，降低了成本。經測試表明在水力旋流器前面設置自由流粗粒化器，可將除油效率提高到10%～20%。

1.1.3 過濾技術

一般作為采油污水的二級處理或深度處理，除去水中分散油和乳化油。常見的顆粒介質過濾技術有多層濾料過濾技術、雙向過濾技術、移動床過濾技術等。該技術出水水質好，設備投資小，操作方便但反沖洗操作要求高。

纖維過濾技術以纖維材料為濾料，有纖維球過濾器和纖維束過濾器，后者可在30m/h濾速和30FTU原水濁度下，使水中的懸浮物、膠體大分子有機物、細菌、病毒等降到較低限度。它使提高深層過濾技術的處理精度成為可能，是一種極有發展前景的技術。

膜分離技術中的交叉流膜介質過濾器處理采出水時，采出水沿膜平行流動，流動力防止其中的固體顆粒堵塞膜，反沖洗水量幾乎為零。它比水力旋流器和浮選器的除油效率高，但比氣浮技術的設備和運行費用高。0.2～0.8μm陶質膜、0.03μm聚礬膜、0.2μm聚醚礬膜和無孔纖維素結晶膜是美國介紹的四種有發展前景的膜材料。

1.2 化學處理技術

借助混凝劑對膠體粒子的靜電中和、吸附、架橋等作用使膠體粒子脫穩，發生絮凝沉降等作用除去污水中的懸浮物和可溶性污染物質。常見的方法有混凝沉降法、混凝浮選法、分級混凝處理法、二次混凝處理法、稀釋處理法、中和混凝處理法以及酸堿處理法。其中混凝劑的選擇是關鍵。該法主要用于鉆井污水的處理，有時也用來處理采油污水。

1.3 物理化學處理技術

1.3.1 氣浮分離技術

含油污水中的油珠和懸浮物質粘附在氣泡上上浮與水分離而除去。氣浮技術主要用于處理油田采油污水和含油類及各種機械雜質的鉆井污水，效果好，但氣泡藥劑貴。其研究方向是減小氣泡尺寸，提高氣浮設備的氣浮效果。

電氣浮法是一種運用電化學方法去除水中的懸浮物、油類、有機物等有害雜質的廢水處理單元操作。它是將正負相間的多組電極安插于廢水中，當通以直流電時，產生電解、顆粒極化、電泳、氧化、還原、電解產物間及廢水間的相互作用等。按陽極材料是否溶解可將電氣浮法分為電凝聚氣浮和電解氣浮。當采用可溶性材料如鐵、鋁等作陽極時，稱為電凝聚氣浮。當用不溶性或惰性材料如石墨、鉑、不銹鋼、碳、二氧化釕等作陽極時，則為電解氣浮。

1.3.2 過濾-吸附-反滲透法

處理對出水水質要求特別高或干旱地區的鉆井污水，該法采用撬裝式裝置，機動靈活、易于搬遷、處理效果好，但處理成本高。

1.4 生化處理技術

微生物絮凝技術利用生物有機高分子絮凝物質替代化學絮凝劑處理含油污水，適于油氣田勘探開發流動作業；酶工程技術可去除其中的酚、胺等難降解的有機物；高效生物降解技術利用生物技術培育出對石油具有特殊降解能力的優勢菌種，用細胞固定技術將其固定在合適的載體上，吃掉采油污水中的烴。該技術能避免二次污染，降低處理費用，凈化效果比化學處理好。

1.4.1 HUMASORB-CS技術

是一種改進的“上流式生物反應器”，即一個填充HUMASORB-CS基質的多層柱子，其中有供微生物生長和新陳代謝的養分，微生物以生物膜的形式固定其上。被HUMASORB-CS吸收的有機物（VOCS和非-VOCS）和無機物（金屬、硫類、放射性核素和氧代陰離子）的吸附作用及微生物生物降解作用能使污水中的石油烴類有機物和含硫化合物有效地降解為無毒無害的二氧化碳和水，某些金屬如Fe、Mn和Ba的去除率達55%以上，苯、甲苯、乙苯、m&p-二甲苯、O-二甲苯的去除率達97%以上，處理后水質為中性。

1.4.2 GAC-FBR處理系統

采出水向上泵入粒狀活性碳床，使介質流化，水溶性有機物被碳粒外面的微生物薄膜降解為無害的CO₂、H₂O和一些新的生物介質。處理污染物含量高的污水時，可循環利用一部分處理后的潔凈水。剪切掉床層上部多余的生物介質讓其回到床層中以保持微生物膜的薄而高活性的特性，控制高度在預定的水平。該方法用于處理水質變化大的采出水。

1.5 生物技術

有水生植物法、水生植物-化學絮凝法、地層滲透法（注入安全地層法、地層集中處理法、回收利用法）。

水生植物法利用根系發達和生命力、繁殖力較強的水生植物能較強地截污、吸附污水中的重金屬離子和有機物和能沉降分解污水中懸浮有機物的特點來凈化污水。水浮蓮能生長在pH為6～8的偏堿性水環境中，可處理污水量大、濃度較低、含油量較小的鉆井污水；鳳眼蓮對污水中的有機污染物和重金屬有生物濃縮和生物積累作用，有很強的凈水能力，pH為6～8時它能正常生長，pH為7時它生長較旺盛，凈化鉆井污水時在氧化塘中養殖30～40d后，污水色度去除率為33.3%～39.3%，COD由178.2mg/L降為114.7mg/L，SS也有所降低。

地層滲透法用于鉆井污水的完井處理，鉆井污水用化學法處理后直接噴灑在地層上，土壤中的微生物降解其中的有機物，水中的金屬離子通過離子交換作用固定在土壤中。該法能使井場周圍的污染隱患完全根除。

1.6 電泳法

水包油型乳液中的乳狀油滴帶負ζ電位，在外加電壓作用下移向正極，從而分離出油滴。該法不加化學藥劑，除去采出水中的乳化油，有利于消除排放處理水對環境的影響。

2 含油污水處理技術發展趨勢

2.1 稠油污水處理技術發展趨勢

稠油采出水處理后用作熱采鍋爐用水，它既消除了一個大的污染源，又為熱采鍋爐解決了水源問題，形成了廢物利用的良性循環，故以此為目的的處理方法和技術是稠油污水處理技術的發展方向。膜技術和液-液水力是極有前景的除油和固體懸浮物的技術；活性鋁土吸附和熱力軟化法是有研究和開發前景的除硅技術；而蒸發技術（蒸汽壓縮蒸發為首）、膜技術（電滲析和反滲透）、膜蒸餾以及冷凍除鹽技術中的真空冷凍技術則為有發展前景的溶解總固體的技術。

2.2 低滲油藏采出水處理技術發展趨勢

對低滲油藏而言，應開發出處理后水質（主要是SS含量和顆粒粒徑）能滿足低滲油藏注水要求的采出水處理技術。精細過濾技術能很好地控制水中懸浮固體含量和顆粒粒徑，故是該種油藏采出水處理技術的關鍵。

2.3 常規油藏采出水處理技術的發展趨勢

研究和開發處理能力大、處理精度高、處理成本低、處理工藝簡化的處理設備和技術是該領域的發展方向。

（1）研究高效的無公害的水處理劑或用已有的藥劑復配出性能優越的增效復配藥劑，如DTC（二硫化氨基甲酸鹽）凈水劑。

（2）膜技術中的橫向流超濾和橫向流微濾以及纖維過濾技術如纖維球過濾器和纖維束過濾器。

（3）改進水力旋流器結構、研制新型旋流器、用旋流器取代隔油池和氣浮技術。

（4）減小板間距，提高板式分離器的分離精度、選擇適當的板材強化板式除油器的除油過程、減小氣泡尺寸提高氣浮效果等都是優化和改進現有處理技術的思路。

（5）處理后的采出水除回注外，能向地面直接排放或在石油行業以外的行業中使用如農業灌溉用水、野生動物用水以及城市用水等。

2.4 鉆井污水處理技術的發展趨勢

研制適合各種地層的泥漿體系，減少鉆井過程中泥漿體系的更換；使用低毒性、易處理的高性能泥漿，減少泥漿體系中的有機有害物；研究新型高效的廢水處理劑，較大限度地降低外排廢水中的有害物濃度如COD；研究適用范圍廣、藥效好的新型污水處理劑與經濟、實用、簡化的污水處理工藝，降低處理成本；同時，在鉆井過程中要變末端處理為全過程控制，實行清潔生產工藝，投加精而少的用料，減少廢物的產水量。