国外油田含油废水处理技术现状及发展

为实现能源、环境与社会责任的和谐，支持和推动可持续发展战略，含油废水处理技术在我国石油石化企业的应用和发展日益重要，发挥着至关重要的作用和任务。了解和分析国外的现状和发展趋势，借鉴其工艺、技术、方法和经验，对于我国含油废水的处理和净化以及转化和研究具有重要的作用和意义。工艺设备和技术的开发。

国外含油废水处理典型工艺流程及现状

目前，国外油田用于处理含油废水的设施主要有沉砂池、API隔油池、斜板隔油池（CPI）、自然除油池、混凝除油池、粗化池、加压池等。沉淀池、浮选池（柱）、压滤池、单阀过滤池、组合处理设备、水力旋流分离器、精过滤器。所用辅助设施有各种缓冲罐（池）、循环水罐（池）、反冲洗水罐（池）、污水油罐、化学加药系统、各种水泵、油水计量设施等。

科威特北部油田采出水工艺流程主要由API（美国石油学会）和CPI油水分离器、诱导气浮选（IGF）等设施组成，经过IGF后可得到净化水回注到油田中。形成。该含油废水处理工艺简单，是目前含油废水处理的典型工艺。但对重乳化油田废水和稠油废水处理效果较差。该处理工艺与目前国内采油废水处理工艺基本一致，属于“老三套”含油废水回注处理工艺。

据国外最新资料显示，新型油田采油废水处理工艺的特点和重要标志是在工艺中引入水力旋流器，取代传统的油分和浮选装置。可将硬度2000mg/L、硫化物500mg/L、总溶解固体（TDS）10000mg/L、含油量200mg/L的采油废水转化为蒸汽锅炉水。例如，美国德克萨斯州西部二叠纪盆地油田采出水的处理就是这样。北海UIa油田回注含油废水处理工艺流程中，串联3台油水分离器和6台水力旋流器，处理后水质满足回注水要求。含油量由200-500mg/L（主要以O/W乳液形式）下降到20-30mg/L以下。利用GAC-FBR（活性炭生物流化床反应器）处理海上油田采油废水的工艺是一种新型工艺。该技术主要是为了满足日益严格的污水排放标准，特别是零排放标准，由BDM石油技术公司与美国天然气研究所联合开发。目前，该技术已进行中试。美国墨西哥湾油田废水排放标准规定，日含油量不得超过42mg/L，月平均值不得超过29mg/L。采用该技术甚至可以达到更严格的排放指标，即每日含油量不得超过10mg/L。该工艺由油水分离器、絮凝、气浮、GAC-FBR、电渗析等单元组成。

许多学者表明，UV/O3或UV/H2O2对于废水中难以降解的有机化合物是更有效的方法（即生化氧化），但如何在实际生产中方便地应用它们仍然是一个值得研究的课题。由于稠油废水中存在难降解有机物，生物膜水解酸化的目的是提高废水的可生化性，减轻后续好氧处理的负荷，保证好氧生物接触氧化池的处理效果。1、二级生物膜接触氧化池主要用于降解一些经水解、酸化分解的中间有机物，进一步降低废水的COD。由于废水中底物（底物）浓度逐渐降低，一级和二级生物膜氧化池的生物特性会有所不同，通过微生物的驯化，会形成适合降解有机物的微生物群落。二沉池主要用于实现部分好氧污泥水分离。由于生物膜废水与传统活性污泥法的游离污泥量存在显着差异，二沉池的设置对废水处理的效果也起到了保证作用。

与传统的活性污泥法相比，生物膜法具有明显的优势，这也是选择生物膜法处理浓缩废水的原因之一。生物膜法的微生物浓度高于传统活性污泥法。高浓度的微生物是保证污水处理效果的基础，尤其是重油废水。强化细菌与有机物之间的传质，增加细菌与有机物接触的概率，实现稠油废水更可靠的降解。

生物膜法抗冲击能力更强。传统的活性污泥法已广泛应用于城市污水和炼化废水的处理，但主要问题是抗冲击性差、污泥易膨胀、污泥维护困难、处理后出水悬浮物浓度高（污泥的膨胀效应使得二沉池内污泥与水难以分离）。

另外，工艺流程主要由油水分离器、气浮、化学氧化（UV/O3或UV/H2O2等）、金属离子去除系统（氢氧化物或硫化物沉淀）、过滤、离子交换、蒸发和其他单位可供选择。

2、国外含油废水处理新设备、新技术

近年来，国外开发了一些处理含油废水（主要是采油废水）的新型设备，如新型密闭式气浮箱、水力旋流器、各种组合式油水分离器等。这些装置的研制成功，对于提高含油废水的处理效率，提高设备的处理效率，实现处理设备功能的一体化，减少设备体积和工程成本具有很大的好处。

新型旋风分离器可实现油水固三相分离。与除油除砂旋流器相比，这种三相旋流器具有体积小、效率高、投资和运行费用低的特点。是一种集除油除砂为一体的新型分离设备，适用于海上和陆上油田采油废水的处理。另外，WO94/13930还介绍了油田生产井中的油水分离旋流器。据称，它可以在地下实现高效的油水分离，并将水回注到地层中。当采出水含水量低于70%时，这种安装在地下的同步油水分离设备非常有效。净化采油废水的装置，如封闭式气浮设备，分为四个气浮室，每个气浮室配有100-1000μm的气体分布管，用于处理采油废水通过封闭式浮选设备。下层是清水，上层的浮油收集在储油罐中。所使用的浮选气是与油田伴生的天然气。据悉，采用该气浮装置处理油田废水，可以减少其运行、维护以及相应的化学药剂成本。国外发明的一种新型浮选塔，采用侧面气体分布技术，可用于分离含油废水中的细小悬浮物和油滴。采用并流涌动时，污水和气体在浮选柱内的流速分别为0.127~2.54cm/s和0.0254~2.54cm/s，水流量为气体流量的10~30倍，理想油生产废水可以达到处理效果。另外，国外报道了一种简单的油水混合物分离装置，该装置由油水混合物入口、挡板、油流出口和净化水出口组成。它具有结构简单、油水分离速度快的优点，但对于油水密度差异较小的含油废水，其处理效果并不理想。专利WO97/17294介绍了一种从乳化含油废水中分离油水的新技术。该技术通过添加电解质来提高油田废水的电导率。在磁电装置的作用下，油田废水产生磁性，成为磁性流体，从而破坏乳化油滴的稳定性，增强其聚结能力。磁化法处理乳化含油废水是近年来研究的新技术之一。此外，薄膜电解技术也是国外处理乳化含油废水的新方法。国外一些国家还发明了利用油与水沸点的差异，特别是溶解在水中的烃类物质的蒸馏技术来处理油田采出水。该技术的关键是填料蒸馏塔。由于许多有机化合物可以与水形成共沸物，因此沸点比水低或高的有机化合物可以进入填料塔中的蒸汽相。通过控制蒸发水量为进水的5%~20%，可以实现油水的高效分离。

据了解，斯伦贝谢的轻水处理装置（LWTU）不仅满足陆上水处理要求，还满足近海水排放要求。该技术荣获2004年16项工程技术创新特别贡献奖。它包括一项专利工艺，在达到相同纯度的情况下，将油水分离成本降低一半。新加工技术对化学添加剂的依赖有限，并且可以从分离的流体中回收油，同时分离剂可以重复使用。该设备没有活动部件，需要最少的维护，并且化学试剂成本低。该装置已在巴西近海使用，处理后的水中含油量在500ppm到2500ppm之间。处理后含油量低于3ppm。据介绍，新一代油水分离技术TORRTM已推出。TORRTM（Total Oil Remediation and Recovery）是一种从水中去除乳状液的新方法，无需加热或添加化学物质即可去除自由漂浮油和乳化油。不产生废液，可聚合、分离、回收μM及更大的乳液。

TORRTM系统基于过滤、聚合和重力分离过程，其创新之处在于将这三个过程合二为一，形成自清洁的污水过滤系统。据悉，其自清洁系统分离和维护成本低，可连续分离回收油品。与使用油水分离器、聚结剂、DGF、水力除砂器、离心机等常规方法相比，其性能更佳。

TORRTM系统的水力为20m³/M²·HR，完全实现自动化操作，不需要添加化学添加剂进行破乳。该系统使用加拿大EARTH公司开发并获得专利的可重复使用石油吸收剂作为过滤器和聚结剂。具有较强的亲水性和疏水性，可吸收高达2%μm的乳液。它的另一个特点是，当油完全饱和时，它可以继续吸收细小的乳状液，并且可以像吸收游离乳状液一样吸收聚结的油。该技术的推出对于蒸汽辅助重力驱动（SAGD）、常规油气水生产、环境改善以及处理含油废水的任何其他考虑都是一项重大突破。

3 结论与建议

(1)随着科学技术的发展和进步，近年来，国外油田采油废水的处理工艺不断探索和完善。从含油废水处理工艺来看，与我国基本一致，具有三个基本特点：主要采用“老三套”含油废水回注处理工艺；高效油水分离器、过滤器、新型水力旋流器的应用，强调设备和工艺的完整性、匹配性、有效性；根据实际生产需要，高效、简单、快速、实用。

（2）根据国外近年来的文献报道，高效多功能一体化油田采油废水处理设备已成为研究热点，关于含油废水处理新技术的文献报道也不少。油水、可溶性有机物水、悬浮物水之间的强化传质技术和有机物强化化学技术仍然是未来油田废水处理研究的重要方向。从处理新设备和新技术的角度来看，国外更加注重加强传统含油污水处理设备的高效研究，开发了一些多功能、一体化的高效污水处理设备，如水力旋流器、各种组合式高效污水处理设备等。 -高效油水分离器等一体化污水处理设备。设备结构有了显着改进，各种结构加工效率的提高也有了重大进展。

（3）目前，我国大部分油田在主边缘地区进行滚动开发，开发周期短，适应现有污水处理设施的搬迁。我们需要开发灵活、移动的含油废水处理设备，实现废水处理的现场达标和回注。保护环境，提高设备利用率，减少基础设施重复投资，降低油田生产运营成本。河南油田设计院在多年液液旋流器、油水分离、移动设备组合等方面的成功经验的基础上，开发了撬装式含油废水处理装置，已在多个油田成功应用，取得了良好的社会效益。和经济效益为例。

（4）我国污染治理技术相对成熟，但在污染治理工程建设中，缺乏统筹考虑、有效的管理模式，缺乏相关专业人才实施管理。因此，加强与国外的技术合作，学习和借鉴国外的经验和方法是非常重要和必要的。