目前，油井產物中的水量遠大于油量，油田綜合含水率達90%以上，每年從污水中回收原油高達40萬噸。含油污水因其產生量大、污染范圍廣等特點成為國內外各大油田污水處理的重要任務。含油污水的超標排放將會對水體環境、自然生態以及人類造成極大影響。為此，選擇經濟、合理、有效的油田污水處理方法，可有效解決油田污水的污染問題，同時還可降低油田開發對周圍環境的影響。

1 油田含油污水的來源及分類

1.1 油田含油污水的來源

油田開采的中后期，水成為開采的重要介質，各大油田基本都采用注水的方式作為主要開發手段，用高壓水來穩定油層壓力，減少死油區，以提高油采出率。其來源于在油氣生產過程中所產出的地層伴生水。為獲得合格的油氣產品，需要將伴生水與油氣進行分離，分離后的伴生水中含有一定量的原油和其它雜質，這些含有一定量原油和其它雜質的伴生水稱之為含油污水。

1.2 油田含油污水的分類

油田采出水中的原油以大小不同的油珠分散在水中，采油后期含水量大，在顯微鏡觀察下，采出液是“水包油”的乳狀液。根據油類在水中分散的粒徑大小不同，可以將油類物質劃分成四種形態：

（1）浮油：油珠顆粒的粒徑大，通常大于100um，一般占污水含油量的65%～70%，易漂浮在水面上形成油層或油膜。

（2）分散油：油珠的粒徑為10～100μm，以懸浮狀態分散在水中，分散油不穩定，在靜置一段時間后，自然聚集成較大直徑顆粒的油滴浮到水面，從而形成油膜。

（3）乳化油：油珠的粒徑一般小于10μm，非常微小，約占5%～8%，因為有表面活性劑的存在，它可以穩定地分散在水中，不易上浮水面，單純用靜置的方法很難使其與水相分離。

（4）溶解油：粒徑一般＜0.1μm，分散在水中用肉眼看不到，非常穩定，約占2%～5%，有時達到幾納米，一般方法難以去除。

2 油田含油污水主要處理方法及比較

2.1 油田含油污水的處理方法

對油田采出水進行處理的任務是去除水中的油質及懸浮物，以滿足油田采出水回注工藝要求，回注達標后會有剩余含油污水，也需要經過嚴格處理后達標排放。一般油田含油污水處理階段包括：

（1）去除水中的懸浮物質。

（2）去除膠體物質及某些溶解的有機無機污染物。

（3）要處理的是一些具有特殊性質的物質，達到回注或排放的標準要求。

含油污水的處理方法按照性質被分為物理，化學，生物和物理化學四大類。

2.1.1 物理法

物理法主要是通過物理的方法去除水中的油質、固體懸浮物和礦物質。主要用到重力分離法、粗粒化法、膜分離法及過濾法等。

（1）重力分離法：利用密度原理使水中的油顆粒在重力作用下依靠水的浮力慢慢上升到水表面，通過收集浮上來的油脂使污水達到油水分離的目的。

（2）粗粒化法：將污水通過放有粗粒化材料的機器，使含有乳化油和溶解油的污水達到油水分離的效果。

（3）膜分離法：通過微濾、超濾、納濾和反滲透幾種方法來處理乳化油和溶解油，其原理是利用膜的選擇透過性對污染物進行提純和分離，從而達到油水分離的目的。

2.1.2 化學法

化學法是向水中投加化學藥劑，來處理物理法或生物法不能單獨清除的溶解性物質，所以常用的方法有絮凝法和鹽析法等。

（1）絮凝法：此方法是將絮凝劑加入含油廢水中，水解后帶正電荷的膠團與帶負電荷的乳化油發生電中和，乳化油的油粒聚集、粒徑變大，與此同時生成絮狀物吸附細小油滴，然后通過沉降或氣浮的方法實現油水分離。

（2）鹽析法：鹽析法是去除乳化油的有效方法，原理是向乳化廢水中投加無機鹽類電解質，去除乳化油珠外圍的水化離子，壓縮油粒于水界面處電層厚度，減少電荷，使雙電層破壞，從而使油粒脫穩，油珠間吸引力得到恢復，而互相聚集，以達到破乳目的。從而使油水分離。常用的電解質有CaCl₂、NaCl、MgCl₂、MgSO₄、CaSO₄等。

2.1.3 生物法

生物法是向水體中投入微生物，在微生物的作用下將污水中的有機物分解，轉變成簡單的無機物，利用微生物的分解特性和生存能力。目前處理工藝較成熟并常用到的兩種方法主要是活性污泥法和生物濾池法。

（1）活性污泥法：對于比較難處理的水質一般采用活性污泥法，它是通過微生物形成的大量菌膠團吸附溶解水中的溶解油脂。通過曝氣給微生物提供所需的氧氣，在有氧條件下菌體把溶解油大量同化為自身組成部分，或氧化成二氧化碳和水等物質，從而使污水得到凈化。

（2）生物濾池法：生物濾池在處理污水中有著廣泛的應用，主要去除水中的溶解油，它在生物濾池內，使微生物附著在固定的載體濾料）上，污水從上而下散布，在流經濾料表面過程中，污水中的有機物質便被微生物吸附和分解。

2.1.4 物理化學法

物理化學法在油田污水處理中主要有氣浮法和吸附法兩種。

（1）氣浮法：又稱為浮選法，適用于去除分散油和乳化油，此法是向含油污水中通入空氣，使水中油珠粘附在大量氣泡上，隨著氣泡浮力帶油珠一起浮升至水面實現分離。

（2）吸附法：吸附法是利用材料的特殊性質來吸附水中的油，其可吸附污水中的乳化油和溶解油。吸附可以分為表面、離子交換和專屬吸附3種類型。活性炭是常用的吸附材料，但由于活性炭處理成本高、再生難，使用上受到一定的限制，一般僅用于含油廢水的深度處理。

2.2 各處理階段方法的選擇

在處理含油污水的過程中，一般通過對污水的水質、水量以及處理程度等問題，采用分級的方式對含油污水進行處理，在中國一般通常分為三級處理，一級處理是對污水的預處理，主要用到的是一些基本方法，二級處理能去除污水中90%以上的懸浮物質及可降解的有機物，三級處理主要對難降解有機物以及有毒重金屬物質等。各級處理方法見表1。

表1：分級處理含油污水常用方法

2.3 不同油形含油污水處理方法

在油田采油污水中，根據原油粒徑的不同分為四種油形。中國大多數油田常采用一級處理也就是預處理去除浮油，二級處理來破乳和去除分散油，深度處理主要是除掉溶解油。富含不同油形含油污水常用處理方法具體見表2。

表2：不同油形含油污水處理方法

2.4 各種方法去除COD效果比較

油田含油污水中COD含量較高，一般COD高達20000mg/L～30000mg/L，各種方法處理COD的效果不同，去除效率具體見表3。

表3：各種方法處理COD的效果比較

由表3可見，以上八種具體處理方法對COD的去除效率都能達到85%以上，其中粗粒化法和生物濾池法對COD的處理都達到95%以上，效果較佳，COD含量較高的油田含油污水可采用粗粒化法和生物濾池法來有效去除。

2.5 不同油形含油污水處理方法經濟技術比較

含不同油形污水從高去除效率、低經濟費用兩方面進行比較，比較結果見表4。

表4：不同油形優選處理方法

由表4可見，浮油含量高污水無論去除效率、運行投入費用方面分析，重力分離法均較優；分散油含量高污水從去除率角度分析浮選法、過濾法較優，但運行投入費用分析，優選粗粒化法；乳化油含量高污水從去除效率和運行投入費用兩方面分析優選膜分離法；溶解油含量高污水從去除效率和運行投入費用兩方面分析，分別優選活性污泥法和生物濾池。

3 結論

通過研究發現：

（1）含油污水分為三級處理，一級處理是預處理主要處理浮油，二級處理主要去除分散油、乳化油；三級處理主要處理溶解油。

（2）油田含油污水中COD去除率物理化學法相對低，可達80%；生物法相對高，可達95%。

（3）富含浮油污水優選重力分離法進行處理；富含分散油污水優選浮選法、過濾法進行處理；富含乳化油污水優選膜分離法進行處理；富含溶解油污水優選活性污泥法進行處理。