1、概述      
       油田廢水來(lái)源于油氣開(kāi)采中采油、鉆進(jìn)、洗井等過(guò)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(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重危害，污染地表水和農(nóng)田，導(dǎo)致動(dòng)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(lái)源及特點(diǎn)
（1）采油廢水
      采油廢水的來(lái)源：
      我國(guó)大部分油田都是采用注水的方式開(kāi)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(lái)” 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(wú)機(jī)鹽含量一般從幾千到十幾萬(wàn)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(lái)源
       在鉆井過(guò)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(guò)程中所產(chǎn)生的廢水性質(zhì)也不盡相同，一般來(lái)說(shuō)，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(gè)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(lái)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(guò)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(duì)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(wàn)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(kāi)采過(guò)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(duì)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(guò)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?；斑^(guò)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(dòng)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(jí)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(guò)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。
       粗粒化法
        粗?；侵赣吞飶U水通過(guò)粗粒化除油罐時(shí)，粗?；牧鲜褂吞飶U水中的油珠粒徑由小變大的過(guò)程。粗粒化法主要在重力沉降除油工藝前使用。
       過(guò)濾法
        過(guò)濾技術(shù)是根據(jù)濾后水質(zhì)的要求不同分為粗過(guò)濾、細(xì)過(guò)濾和精細(xì)過(guò)濾。過(guò)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(guò)濾器有重力過(guò)濾器和加壓過(guò)濾器。過(guò)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(wú)煙煤等）通過(guò)潤(rùn)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(guò)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(guò)超濾膜過(guò)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(guò)，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(guò)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(guò)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(guò)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(lái)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(wú)機(jī)、有機(jī)和生物絮凝劑三類。
       無(wú)機(jī)絮凝劑主要有無(wú)機(jī)化合物（如硫酸鋁、明礬、三氯化鐵、硫酸亞鐵等）和無(wú)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(yáng)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(wú)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(lái)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(huì)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(yáng)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(yáng)極會(huì)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(huì)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(guò)程中較靠后的階段。內(nèi)電解法在處理油污的過(guò)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(guò)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(wú)機(jī)物質(zhì)。而間接氧化法則是不需要通過(guò)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(duì)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(wú)機(jī)物和有機(jī)物轉(zhuǎn)化為微毒、無(wú)毒物質(zhì)或轉(zhuǎn)化成容易與水分離的形態(tài)?；瘜W(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(duì)微生物消毒與殺菌的深度處理。它對(duì)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(duì)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(lái)發(fā)展迅速的一種高級(jí)氧化技術(shù)，以半導(dǎo)體材料(如TiO₂、Fe₂O₃、WO₃等)利用太陽(yáng)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(guò) Fe²⁺來(lái)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(guò)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(wú)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(guò)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(duì)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(lái)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(lái)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(shù)脂等?；钚蕴?，由于其吸附容量有限，且成本高，再生困難，使用受到一定的限制，無(wú)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(jiǎn)單的物質(zhì)，將有毒的物質(zhì)轉(zhuǎn)化為無(wú)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(duì)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(dòng)，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(guò)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(guò)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(guò)微生物來(lái)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(lái)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(kāi)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(zhǎng)、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(huì)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(jiǎn)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(dòng)力來(lái)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(gè)月，因此，處理措施的耗時(shí)較長(zhǎng)。
        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(jiǎn)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(méi)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(méi)于廢水中，在填料表面附著生長(zhǎng)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。