1、概述      
       油田廢水來源于油氣開采中采油、鉆進(jìn)、洗井等過程產(chǎn)生的廢水。油田廢水成分復(fù)雜，主要含有水、原油、可溶性氣體、固態(tài)懸浮物、電解質(zhì)、細(xì)菌和各種油田化學(xué)添加劑等物質(zhì)，直接排放，會對環(huán)境造成嚴(yán)重危害，污染地表水和農(nóng)田，導(dǎo)致動植物的死亡和人類潛在疾病，給人們的生活造成嚴(yán)重危害。
 
2、油田廢水的來源及特點(diǎn)
（1）采油廢水
      采油廢水的來源：
      我國大部分油田都是采用注水的方式開發(fā)的，采出的原油中含有大量的水，采油廢水隨原油進(jìn)入原油集輸系統(tǒng)的脫水轉(zhuǎn)油站進(jìn)行脫水、脫鹽處理，這些被“脫出來” 的廢水進(jìn)入廢水處理站，形成油田特有的含油廢水。
       采油廢水的特點(diǎn)：
        a. 含油量高   一般采油廢水含原油1000～2000mg/L，有些可能高達(dá)5000mg/L。采油廢水中含有浮油、分散油、乳化油和溶解油，其中90%左右的油類以粒徑﹥100μm的浮油和10～100μm的分散油的形式存在，另外10%主要是0.1～10μm的乳化油，粒徑﹤0.1μm的溶解油含量很低。
        b. 含懸浮固體顆粒   顆粒粒徑一般為1～100μm，主要包括黏土顆粒、粉砂和細(xì)砂等。
        c. 含鹽量高  采油廢水無機(jī)鹽含量一般從幾千到十幾萬毫克/升，根據(jù)油田、區(qū)塊不同區(qū)別較大。
       d. 含細(xì)菌   采油廢水中主要含腐生菌和硫酸鹽還原菌。
       e. 水溫高和pH值高   采油廢水還具有高溫（40～80℃）和高pH值的特點(diǎn)。
（2） 鉆井廢水
      鉆井廢水來源
       在鉆井過程中，由于起下鉆作業(yè)時(shí)泥漿的流失、泥漿循環(huán)系統(tǒng)的滲漏、沖洗地面設(shè)備及鉆井工具上的泥漿和油污形成的廢水，稱為鉆井廢水。
       鉆井工程常用的泥漿是黏土、水、處理劑按一定比例配制而成的。淺層鉆井時(shí)多處理劑用量和品種少，有害物質(zhì)較少，污染程度低。但鉆井深度越深，化學(xué)處理劑的品種和數(shù)量增多，甚至還需混入一定比例的原油或廢油，其污染程度增大。
        鉆井廢水的特點(diǎn)：
        不同的油氣田、不同的鉆探區(qū)、不同的井深，在鉆井過程中所產(chǎn)生的廢水性質(zhì)也不盡相同，一般來說，淺層清水鉆井時(shí)，鉆井廢水中僅含油量超標(biāo)，使用PAM泥漿時(shí)，廢水中的懸浮物、酚、鉻、油超標(biāo)；作用普通泥漿，含油量超標(biāo)，懸浮物、酚、鉻個別超標(biāo)；鉆控深井時(shí)，油、酚、鉻、懸浮物超標(biāo)率增大。由以上可以看出，鉆井廢水中的主要有害物質(zhì)為懸浮物、油、鉻和酚等。
（3）洗井廢水
       洗井廢水的來源
       注水井是向油層注水的專用井。為防止注入水中的懸浮固體物堵塞地層，在注水管端頭裝有配水器濾網(wǎng)，經(jīng)過一段時(shí)間的運(yùn)行，由于濾網(wǎng)截留的懸浮固體增加，使管路壓力逐漸增高，注水量降低。當(dāng)達(dá)不到需要的注水量時(shí)，需對注水井進(jìn)行清洗，以清除濾網(wǎng)上沉積的固體和微生物，從而產(chǎn)生的洗井廢水。
        洗井廢水的特點(diǎn)：
       a. 色度高   通常洗井廢水呈黑褪色；
      b. 懸浮物濃度高；
      c.  pH值高   洗井廢水一般呈堿性；
      d.  洗井廢水中含有六價(jià)鉻和油。
（4）采氣廢水
       采氣廢水是指伴隨采氣帶出的地層水或氣田水，采氣廢水主要含有凝析油、鹽分、固體懸浮物、硫化氫及一些添加劑（有機(jī)物）。其中采氣廢水中的Cl－含量可達(dá)幾萬毫克/升，此外還含有硫及鋰、鉀、溴、鋅、鎘、砷等元素。

3、油田廢水中油的去除方法
        油田廢水中的存在浮油、分散油、乳化油和溶解油四種形態(tài)。不同形態(tài)的油處理方法不同，具體方法如下表。

 
4、油田廢水的處理方法
        油田廢水處理，主要是指將原油開采過程中產(chǎn)生的廢水回注地層前，將水中的原油、懸浮雜質(zhì)、有害的化學(xué)離子去除，以免對地質(zhì)結(jié)構(gòu)和地表環(huán)境造成污染和破壞。油田廢水處理方法主要有物理化、化學(xué)法、生物法和綜合性的物理化學(xué)方法。
（1）物理法
       物理法是通過物理作用分離和去除油田廢水中不溶于水的懸浮物和油的方法。根據(jù)物理作用的不同，主要有重力分禽法、離心分離法、壓力沉降法、粗粒化法及過濾法等。
       重力分離法
       重力分離法也叫重力沉降法，是利用油與水存在密度差，在重力作用下，油自動浮于水面與水分離，去除水中浮油和大部分散油。重力分離法是既經(jīng)濟(jì)又有效的除油措施，也是目前最常用的初級除油方法，用以去除粒徑較大的浮油和部分分散油，重力分離法常用的構(gòu)筑物是隔油池。
        壓力沉降法
        壓力沉降除油技術(shù)是在除油中裝填有使油珠聚結(jié)的材料，當(dāng)含油廢水經(jīng)過聚結(jié)材料層后，細(xì)小油珠變成較大的油滴，加快了油的上升速度，從而縮短廢水的停留時(shí)間，提高了除油效率。
       粗?；?/strong>
        粗?；侵赣吞飶U水通過粗?；凸迺r(shí)，粗?；牧鲜褂吞飶U水中的油珠粒徑由小變大的過程。粗?；ㄖ饕谥亓Τ两党凸に嚽笆褂?。
       過濾法
        過濾技術(shù)是根據(jù)濾后水質(zhì)的要求不同分為粗過濾、細(xì)過濾和精細(xì)過濾。過濾技術(shù)利用多孔介質(zhì)從水中分離不溶解固體的技術(shù)，常用于廢水的末段處理，所用的過濾器有重力過濾器和加壓過濾器。過濾的核心技術(shù)是濾料的選擇與再生。采用粒狀材料為濾料（如石英砂、核桃殼和無煙煤等）通過潤濕聚結(jié)和碰撞聚結(jié)作用，除去廢水中的油和懸浮物。其優(yōu)點(diǎn)是出水水質(zhì)好，設(shè)備投資少，缺點(diǎn)是運(yùn)行費(fèi)用較高，適應(yīng)負(fù)荷變化能力弱，易堵塞。
       離心分離法
       該法是指借助離心機(jī)械所產(chǎn)生的離心力，將油水分離。離心機(jī)有臥式和立式兩種。在離心力的作用下，水相從離心機(jī)的外層排出，油相從離心機(jī)的中部排出。
        氣浮法
       氣浮工藝是將空氣通入到孔化液廢水中，氣泡從水中析出的過程，油類等污染物粘連在氣泡上，因其密度遠(yuǎn)小于水而浮出水面。氣浮前采取破乳的措施常選擇選擇投加混凝劑，破壞乳化油的穩(wěn)定性，形成絮凝體，吸附油珠和懸浮物共同上浮，也有在氣浮法中加入含羥基團(tuán)的羥基乙其纖維、聚乙烯甲基醚等油水分離劑。
       超濾法
       超濾法是一種物理破乳法，它是使乳化油廢水通過超濾膜過濾器，利用超濾膜孔徑比油珠孔徑小的特點(diǎn)，只允許水通過，而將比膜孔徑大的油粒阻攔，從而達(dá)到乳化油水分離的目的。
（2）化學(xué)法
        化學(xué)處理法是指利用化學(xué)反應(yīng)，通過向廢水中加入化學(xué)藥劑或采用電化學(xué)等方式除去有害物質(zhì)的方法。
       絮凝沉淀法
       絮凝法主要是通過向廢水中加入絮凝藥劑，使廢水中的懸浮物形成絮凝物聚結(jié)下沉，該過程不僅可以除去廢水中的懸浮物和膠體粒子，降低COD值，而且，還可以除去細(xì)菌等。是指在絮凝劑的作用下，油田廢水中的膠體和細(xì)微懸浮物發(fā)生靜電中和、吸附或橋接，最終生成絮凝體被除去?；瘜W(xué)絮凝法作為預(yù)處理技術(shù)在各大油田中被廣泛應(yīng)用，常與氣浮法聯(lián)合使用。
        絮凝法的技術(shù)核心在于研發(fā)新的化學(xué)藥劑，來提高去污效率，擴(kuò)展去污范圍。油田水處理用的絮凝劑主要分為無機(jī)、有機(jī)和生物絮凝劑三類。
       無機(jī)絮凝劑主要有無機(jī)化合物（如硫酸鋁、明礬、三氯化鐵、硫酸亞鐵等）和無機(jī)聚合物（聚合氯化鋁（PAC）、聚合硫酸鋁（PAS）、聚合硫酸鐵等高聚物）。
       有機(jī)絮凝劑有低分子量的陽離子聚合物（如聚胺等）和高分子量的聚合物（如聚炳烯酰胺及其衍生物）。與無機(jī)高分子絮凝劑相比，它的用量少，產(chǎn)生的絮體大、沉降速度快、受共存鹽、pH值和溫度的影響小，效果明顯、且種類繁多，在油田水處理中得到廣泛應(yīng)用。在企業(yè)的日常油田廢水處理中，運(yùn)用化學(xué)絮凝法時(shí)，大多以丙烯酰胺和丙烯酸的二元及三元共聚物作為有機(jī)高分子絮凝劑來吸附油污。
       電化學(xué)法
        運(yùn)用電化學(xué)法處理廢水，不僅能降低成本，且不會造成污染。油田廢水處理的電化學(xué)法主要有兩種方法，分別是內(nèi)電解法和電化學(xué)氧化還原法。
        內(nèi)電解法（又稱為“鐵-碳法”），一般以 Fe 作為原電池的陽極，以油污中的惰性導(dǎo)電物質(zhì)作為陰極。通電后，陰極和陽極會發(fā)生一系列的化學(xué)反應(yīng)，最后生成具有絮狀結(jié)構(gòu)、吸附力極強(qiáng)的Fe(OH)₂、Fe(OH)₃。由于密度較大的油污會阻礙內(nèi)電解法的化學(xué)反應(yīng)速率，故此方法只適用于處理油污過程中較靠后的階段。內(nèi)電解法在處理油污的過程中，化學(xué)反應(yīng)所產(chǎn)生的電流還能使油污中的微生物的新陳代謝加快，提高微生物分解油污的效率。
        電化學(xué)的氧化處理主要有直接氧化處理和間接氧化處理兩種。電化學(xué)的直接氧化法是通過電解作用產(chǎn)生的強(qiáng)氧化物質(zhì)直接與被氧化物發(fā)生反應(yīng)，從而分解油污中的酸性硫化物等無機(jī)物質(zhì)。而間接氧化法則是不需要通過電解作用產(chǎn)生具有強(qiáng)氧化性的物質(zhì)，只是把氯氣作為氧化物質(zhì)注入油污中，間接氧化有助于去除油污中的苯、苯酚類物質(zhì)。電化學(xué)氧化法起作用的主要是氧化物質(zhì)，而電化學(xué)還原法是與氧化法相對的，直接電解油污中的有機(jī)物，這樣可以有效降低油污中的硫化物。電化學(xué)法以其低成本、污染少等優(yōu)點(diǎn)得到油污處理企業(yè)的廣泛應(yīng)用。
        化學(xué)氧化法
       化學(xué)氧化是轉(zhuǎn)化廢水中污染物的有效方法，能將廢水中呈溶解狀態(tài)的無機(jī)物和有機(jī)物轉(zhuǎn)化為微毒、無毒物質(zhì)或轉(zhuǎn)化成容易與水分離的形態(tài)。化學(xué)氧化是利用氧化劑（如O₂、O₃、Cl₂、ClO₂、NaClO、H₂O₂、KMnO₄、K₂FeO₄ 、漂白粉等）氧化分解廢水中油和COD等污染物質(zhì)以達(dá)到凈化廢水。
        臭氧-生物碳技術(shù)
        臭氧用作除水中色臭味以及生物吸附之前的預(yù)處理。它利用氧化性去除水中的溶解性有機(jī)物及產(chǎn)生異味物質(zhì)，不產(chǎn)生二次污染，還可用對微生物消毒與殺菌的深度處理。它對油田污水中 COD 的去除為后續(xù)的生物處理改善生物降解能力，大大提高了生物的可生化性。生物碳是使吸附在活性炭上的污染物在有氧條件下利用微生物對有機(jī)物的降解作用使活性炭再生的工藝。
       光化學(xué)催化氧化法
        光化學(xué)氧化法是近20多年來發(fā)展迅速的一種高級氧化技術(shù)，以半導(dǎo)體材料(如TiO₂、Fe₂O₃、WO₃等)利用太陽光能或人造光能(如紫外燈、日光燈等)使廢水中的油和 COD 等污染物質(zhì)降解以達(dá)到凈化廢水的目的。
         Fenton 試劑催化氧化法
        Fenton 試劑催化氧化法的應(yīng)用最為廣泛，一般的生化和物化法難以處理的有機(jī)污染物，可以用此方法處理。Fenton 試劑的活性成分為氧化劑 H₂O₂和催化劑Fe²⁺。在酸性環(huán)境下，通過 Fe²⁺來激活、使 H₂O₂發(fā)生Fenton反應(yīng)分解出水、氧氣和羥基自由基。通過產(chǎn)生活性極強(qiáng)的羥基自由基（?OH），?OH幾乎能將廢水中的有機(jī)污染物氧化降解成無毒或低毒的小分子物質(zhì)，從而降低COD。
（3）物化法
        物化法是運(yùn)用物理和化學(xué)的綜合作用使廢水得到凈化的方法。物理化學(xué)法在油田廢水處理中主要有氣浮法和吸附法。
         氣浮法
         氣浮法（又稱浮選法）是較常用的物化法除去油污的方法之一。氣浮法是借助于浮力，通過很多微氣泡包裹在油污的周圍，把油污帶出水面，最終使油污與水達(dá)到分離的目的。由于組成空氣中的微小氣泡大多是非極性分子，易與油污中的油粘合在一起，油污隨著微氣泡的上浮力而被快速帶出水面，這樣，加快油水分離的效率。
        吸附法
        吸附法是利用多孔吸附劑對廢水中的溶解油進(jìn)行或是物理吸附（范德華力）或是化學(xué)吸附（化學(xué)鍵力）或是交換吸附（靜電力）來實(shí)現(xiàn)油水分離。
        油田廢水處理中采用的吸附主要是利用親油材料來吸附水中的油。常用的吸附劑有活性炭、活性白土、纖維素、高分子聚合物及吸附樹脂等?；钚蕴浚捎谄湮饺萘坑邢?，且成本高，再生困難，使用受到一定的限制，無法得到廣泛應(yīng)用，一般只用于含油廢水的深度處理。
（4）生物法
        生物法是利用微生物的生化作用，將復(fù)雜的有機(jī)物分解為簡單的物質(zhì)，將有毒的物質(zhì)轉(zhuǎn)化為無毒物質(zhì)，從而使廢水得以凈化。生物處理技術(shù)是目前世界上應(yīng)用最廣泛的廢水處理技術(shù)。
        生物法從微生物對氧的需求上可分為好氧生物法和厭氧生物法。
         好氧生物處理是在水中有充分溶解氧的情況下，利用好氧微生物的活動，將廢水中的有機(jī)物分解為CO₂、H₂O、NH₃和NO^3-等。一般好氧生物處理法分為活性污泥法、生物膜法(生物濾池、生物轉(zhuǎn)盤、生物氧化塔)、接觸氧化法、氧化塘法等。厭氧生物處理的主要特點(diǎn)是可以在厭氧反應(yīng)器中穩(wěn)定的保持足夠的厭氧生物菌體，使廢水中的有機(jī)物降解為CH₄、H₂O和CO₂等。厭氧反應(yīng)器主要有厭氧活性污泥法、厭氧濾池、升流式厭氧污泥床(UASB)、內(nèi)循環(huán)反應(yīng)器(IC)和膨脹顆粒污泥床(EGSB)等。
        油田廢水處理常用的生物處理法有：A/O法、SBR法、生物膜法、活性污泥法和氧化塘法等。
        生物膜法
        經(jīng)過物化法去除油田廢水中的不溶性有機(jī)物質(zhì)之后，油田廢水的污染物主要為溶解性有機(jī)質(zhì)，而生物膜法可以去除油田廢水中的溶解性有機(jī)物質(zhì)。通過油田廢水與生物膜的直接接觸，生物膜中的固體物質(zhì)與油田廢水中的液體物質(zhì)相互進(jìn)行交換，進(jìn)入生物膜內(nèi)的有機(jī)物被微生物氧化，同時(shí)膜內(nèi)的微生物數(shù)量不斷增加，這樣就促進(jìn)吸收油污的良性循環(huán)，達(dá)到凈化油田污水的目的。
        活性污泥法
        生物法中的活性污泥是一種人工培養(yǎng)的生物絮凝體，主要通過微生物來吸收油田廢水中的溶解性有機(jī)物，活性污泥法主要就是用這種生物絮凝體來處理油田廢水。油田廢水一旦進(jìn)入生物絮凝體中，其中的微生物就開始分解油污中的溶解性有機(jī)物質(zhì)，不僅凈化水質(zhì)，也為自己的生長、繁殖提供能量。同時(shí)，油田廢水中的膠體或不溶性物質(zhì)雖不能被微生物分解，卻會被生物絮凝體吸附，并與胞外酶起水解反應(yīng)，最后成為微生物能夠吸收的物質(zhì)。
         氧化塘法
         氧化塘法是能夠提供有機(jī)物分解的大型淺池，塘內(nèi)有大量好氧微生物和藻類。氧化塘的特點(diǎn)是投資少，管理簡單，但占地面積較大。氧化塘除暴氣塘需要機(jī)械薄氣外，其他各種氧化塘皆不依賴動力來充氧，而是充分發(fā)揮天然生物凈化功能。氧化塘一般采用水面自然復(fù)氧和藻類光合作用復(fù)氧，其運(yùn)行情況隨溫度和季節(jié)的變化而變化。該技術(shù)要求廢水停留幾天或幾個月，因此，處理措施的耗時(shí)較長。
        A/O法
       A/O法也叫厭氧好氧處理法，A是厭氧段，主要用于脫氮除磷，O是好氧段，用于除去水中的有機(jī)物。在厭氧段，厭氧菌將油田廢水難降解有機(jī)物水解酸化，降解成小分子有機(jī)物，提高后續(xù)好氧處理能力。其優(yōu)點(diǎn)是除了使有機(jī)物得到降解之后，還具有一定的脫氧除磷功能，是將厭氧水解技術(shù)用做活性污泥的前處理。A/O具有流程簡單、投資較少、總氮去除高的特點(diǎn)。
         生物接觸氧化處理技術(shù)
        生物接觸氧化法又稱浸沒式生物濾池，兼具活性污泥法與生物膜法的特點(diǎn)。生物接觸氧化池內(nèi)設(shè)置的填料浸沒于廢水中，在填料表面附著生長生物膜，填料間隙生成活性污泥，廢水與生物膜和活性污泥接觸而得到凈化。為了提高廢水凈化效率，需使生物接觸氧化池內(nèi)的廢水不間隔循環(huán)，反復(fù)與生物膜和活性污泥接觸而得到凈化。