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油田污水處理技術及方法
1 物理法
物理處理法的重點是去除廢水中的礦物質和大部分固體懸浮物、油類等。物理法主要包括重力分離、離心分離、過濾、粗粒化、膜分離和蒸發等方法。
重力分離技術，依靠油水比重差進行重力分離是油田廢水治理的關鍵。從油水分離的試驗結果看，沉淀時間越長，從水中分離浮油的效果越好。自然沉降除油罐、重力沉降罐、隔油池作為含油廢水治理的基本手段，已被各油田廣泛使用。
離心分離是使裝有廢水的容器高速旋轉，形成離心力場，因顆粒和污水的質量不同，受到的離心力也不同。質量大的受到較大離心力作用被甩向外側，質量小的則停留在內側，各自通過不同的出口排出，達到分離污染物的目的。含油廢水經離心分離后，油集中在中心部位，而廢水則集中在靠外側的器壁上。按照離心力產生的方式，離心分離可分為水力旋流分離器和離心機。其中水力旋流器，由于具有體積小、重量輕、分離性能好、運行安全可靠等優點，而備受重視。目前在世界各油田，如中東、非洲、西歐、美洲等地區的海上和陸地油田都有應用。我國引進的數套Vortoil水力旋流器，在油田污水處理上取得了良好的效果。
粗粒化，是指含油廢水通過一個裝有粗粒化材料的設備時，油珠粒徑由小變大的過程。目前常用的粗粒化材料有石英砂、無煙煤、蛇紋石、陶粒、樹脂等材料。粗粒化除油罐用以去除經前期治理后的含油污水中的細小油珠和乳化油。
過濾器有壓力式和重力式兩種，目前我國油田普遍采用的是壓力式，有石英砂過濾器、核桃殼過濾器、雙層濾料過濾器、多層濾料過濾器等。近年來，隨著纖維材料的發展，以纖維材料為濾料發展起來的深床高精度纖維球過濾器，因其具有纖維細密、過濾時可形成上大下小的理想濾料空隙分布、納污能力大、反洗濾料不流失等優點，發展迅速。
膜分離技術被認為是“21世紀的水處理技術”，是一大類技術的總稱。主要包括微濾、超濾、納濾和反滲透等幾類。這些膜分離產品均是利用特殊制造的多孔材料的攔截能力，以物理截留的方式去除水中一定顆粒大小的雜質。特別是超濾，己經在除油的相關研究中取得了—定的進展，逐漸從實驗室走向實際應用階段。
表1 膜法水處理技術的基本特征
Humphery等人采用Membralox陶瓷膜進行了陸上和海上采油平臺的采出水處理研究，經過適當的預處理后取得了較好的效果，懸浮物含量由73~290mg/L降低到1mg/L以下，油含量由8~583mg/L降低到5mg/L以下。Simms等人采用高分子膜和Membralox陶瓷膜對加拿大西部的重油采出水進行了處理，懸浮物含量由150~2290mg/L降低到1mg/L以下，油含量由125~1640mg/L降低到20mg/L以下。美國在1991前后研究了一種陶瓷超濾膜處理采出水用于油田回注，在美國路易斯安那、墨西哥灣的海上和陸上油田進行了小規模生產實驗。采出水先進行投加化學藥劑和沉降分離常規處理后，出水含油為27~583mg/L，經過超濾處理后降為10mg/L以下。美國加利福尼亞的德克薩斯砂道油田位于薩里納斯谷，氣候干旱，特別是近幾年來地下水位降到臨界點，因此研究決定向地下水注入高質量的水以補充水源的不足，實驗以砂道油田采出水作為水源，用膜法處理使其滿足飲用或灌溉要求。Chen等對0.2~0.8µm陶瓷膜處理油田采出水進行了研究，發現經過Fe（OH）2預處理，可使油質量分數由27×10-6~583×10-6降低到5×10-6以下，懸浮固體由73×10-6~350×10-6降低到1×10-6以下，通過反沖和快速沖洗，膜通量能在較長時間內達到3000L/（m2·h）。
在國內，李永發等用超濾膜處理勝利油田東辛采油廠預處理過的廢水，處理后油截留率為97.7%，能達到低滲透油田回注水標準。梁立軍等用中空纖維超濾器對大慶油田的注水站的回注水進行了試驗，開發的膜組件在通量上比常規的中空纖維組件大3~4倍，在0.08MPa的壓差下，其通量最大。溫建志等采用中空纖維超濾膜對油田含油廢水進行了處理，研究表明，總懸浮固體質量濃度由6.69mg/L下降為0.56mg/L，油質量濃度由127.09mg/L下降為0.5mg/L，達到滿意的效果。王懷林等采用南京化工大學膜科學技術研究所生產的0.2µm和0.8µm陶瓷微濾膜對江蘇真武油田的采出水進行處理，效果很好。
2 化學法
化學法主要用于處理廢水中不能單獨用物理法或生物法去除的一部分膠體和溶解性物質，特別是含油廢水中的乳化油。包括混凝沉淀、化學轉化和中和法。
混凝沉淀法是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，在絮凝劑的作用下，發生絮凝沉淀以去除污水中的懸浮物和可溶性污染物。目前采用的混凝劑主要有鋁鹽類、鐵鹽類、聚丙烯酰胺（PAM）類、接枝淀粉類等。
化學氧化是轉化廢水中污染物的有效方法，能將廢水中呈溶解狀態的無機物和有機物轉
化為微毒、無毒物質或轉化成容易與水分離的形態。該法分為化學氧化法，電解氧化法和光化學催化氧化法3類。化學氧化是指利用強氧化劑（如O2、O3、Cl2、H2O2、KMnO4、K2FeO4等）氧化分解廢水中油和COD等污染物質以達到凈化廢水的一種方法。電解氧化法是指在廢水中插上電極，通以一定的直流電.廢水中的油和COD等污染物在陽極發生電氧化作用或與電解產生的氧化性物質（如C12、C1O-、Fe3-等）發生化學氧化還原作用，以達到凈化廢水的一種方法。光化學催化氧化法是指以半導體材料（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等污染物質降解以達到凈化廢水的一種方法。目前常用的處理含油廢水的方法包括超臨界水氧化、濕式空氣氧化、臭氧氧化、TiO2電極氧化、Fenton試劑氧化等。
3 物理化學法
油田污水物化處理法通常包括氣浮法和吸附法兩種。
氣浮法是將空氣以微小氣泡形式注入水中，使微小氣泡與在水中懸浮的油粒粘附，因其密度小于水而上浮，形成浮渣層從水中分離。常投加浮選劑提高浮選效果，浮選劑一方面具有破乳作用和起泡作用，另一方面還有吸附架橋作用，可以使膠體粒子聚集隨氣泡一起上浮。
張登慶等把電氣浮技術應用于油田采出水處理中，研究表明電氣浮工藝用于油田采出水除油及殺菌是可行的。陽極用于除油，陰極用于殺菌，除油率為80%~90%，電耗約為0.1kW·h/m3。
吸附法主要是利用固體吸附劑去除廢水中多種污染物。根據固體表面吸附力的不同，吸附可分為表面吸附、離子交換吸附和專屬吸附三種類型。
油田污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。常用的吸附材料是活性炭，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，故一般只用于含油廢水的深度處理。因此，近年來開展了尋求新的吸油劑方面的研究，研究主要集中在兩點：一是把具有吸油性的無機填充劑與交聯聚合物相結合，提高吸附容量：二是提高吸油材料的親水性，改善其對油的吸附性能。
20世紀70年代，美國學者Richard首次提出了超聲波輻照的化學效應，隨著超聲波技術的不斷發展，大功率超聲波設備的問世，超聲波的物理化學效應逐漸成為人們的研究熱點。20世紀90年代以來，國內外學者紛紛致力于超聲波降解有機物的研究，開始將超聲波應用于控制水污染，尤其是治理廢水中難以降解的有毒有機污染物，結果表明，超聲波對污染水體的降解機理是聲空化效應及由空化產生的增強化學反應的活性自由基的作用。李書光等在超聲波處理石油污水的實驗中探討了時間、功率、pH值和溫度的影響。
另外，徐有生等取得專利并大力推廣的微波能水處理技術，也開始應用于油田污水。
4 生物法
生物法是利用微生物的生化作用，將復雜的有機物分解為簡單的物質，將有毒的物質轉化為無毒物質，從而使廢水得以凈化。根據氧氣的供應與否，將生物法分成好氧生物處理和厭氧生物處理，好氧生物處理是在水中有充分的溶解氧的情況下，利用好氧微生物的活動，將廢水中的有機物分解為CO2、H2O、NH3、NO3等；厭氧生物處理的特點是可以在厭氧反應器中穩定的保持足夠的厭氧生物菌體，使廢水中的有機物降解為CH4、CO2、H2O等。
生物法較物理或化學方法成本低，投資少，效率高，無二次污染，廣泛為各國所采用。油田廢水可生化性較差，且含有難降解的有機物，因此，目前國內外普遍采用A/O法、接觸氧化、曝氣生物濾池（BAF）、SBR、UASB等處理油田污水。
綜上所述，含泊廢水處理方法較多，各有優缺點（見表2）
表2 油田污水主要處理方法比較
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