利用人工湿地处理石油采出水技术的可行性_韩文涛

[文章编号]1009-2846(2006)11-0001-03利用人工湿地处理石油采出水技术的可行性韩文涛1,邹丽芳2[收稿日期]2006-08-14[作者简介]韩文涛(1972-)男,毕业于东北师范大学环境科学系,学士学位,主要从事环境监测管理工作。(1.长春市绿园区环境监测站,吉林长春130062;2.东北师范大学城市与环境科学学院,吉林长春130024)[摘要]根据石油采出水的成分性质与污染特征,对比分析国内外各种常用的采油水处理技术的优劣;参考实例探索利用人工湿地处理石油采出水的效果,分析认为人工湿地处理采油废水的技术实践可行、经济合理。最后对石油采出水处理技术前景加以展望。[关键词]石油采出水;人工湿地;处理[中图分类号]P332:X505[文献标识码]B湿地可作为环境的过滤器,被称为“自然之肾”。当前,大量的油田主要分布在湿地区内,采油产生的废水常常对湿地造成污染。另一方面,大量的湿地由于水资源的短缺而面临干涸,如果能利用构建的人工湿地处理采油废水,不仅实现污水治理功能,而且能满足湿地的水需求,达到自然经济社会综合效益的最大协调。1石油采出水的性质油田采出水又称采油废水或采油水(OilPro-ducedWasteWater),是油田在采油的过程中随原油一同采出的地层水,经过油气分离和脱水处理后脱出的污水。由于地层不同、采油过程不同,采出水的成分十分复杂,污水中不仅含有原油,还溶进了地层中各种悬浮物、盐类、有害气体和有机物。尽管各油田采出水水质各异,但总体看来一般都具有以下特征:含油量高,油颗粒不均;悬浮物粒径细小,含量高;富含有机物,化学需氧量高;废水矿化度高给生化处理造成困难;采出水中含有HCO3-、Ca2+、Mg2+、Ba2+、Cr2+等大量结垢离子;含大量微生物,可爆发细菌大量繁殖;石油废水可产生致癌物质;采油废水的可生化性尚好,生物氧化速度m值较小,氧化深度CODb/COD值较大。油田采出水中的主要污染物是油和悬浮物,即油水分离后剩余的原油和石油开采过程中投加的高分子聚合物、表面活性剂等形成的悬浮物和无机盐。废水中的悬浮物和油是采油废水回注中导致注水井和油层堵塞的两个重要因素,而在除油处理工艺中往往伴随着悬浮物的去除,因此,除油问题就成为采油废水回注处理的一个重要研究课题。回注用水的主要控制指标为油、悬浮物及悬浮物的粒径。聚合物驱采油废水和稠油污水是石油采出水处理中的两个最大难题。聚合物驱采油废水不仅含油量高,而且含有大量的聚合物质(以聚丙烯酰胺为主)。聚合物的存在增加了水相的粘度,使水相携油能力增强,但同时也增加了油水分离的难度。稠油污水油水密度相差较小,注聚合物污水中有机物成分复杂,油水乳化严重,高含氯废水微生物生存环境较差,加之氯离子对COD产生正干扰,COD达标排放困难。对于特稠油乳化段废水,由于水包油、氮磷含量低、且含有大量难生物降解的人工合成有机高分子化合物和胶质沥青,使得普通活性污泥工艺难以实现对COD的有效降解。2石油采出水的环境影响石油采出水一般含有一定量的油、硫化物、有机酚、氰、细菌、固体颗粒以及所投加的破乳剂、絮乳剂和杀菌剂等高分子化学药剂,BOD5/CODCr—1—第11期(第293期)吉林水利2006年11月DOI:牨牥牨牭牴牪牥牤jcnki牪牪牠牨牨牱牴牤tv牪牥牥牰牨牨牥牥牨值仅有0.15—0.3左右,形成一种特殊的难降解的有机废水,给采油废水的处理带来极大困难,但一般不能直接排放或回注。其环境影响具有如下特点:高含油量远大于各种出水所要求的水质标准;悬浮物含量高,颗粒细小,容易造成地层堵塞;高矿化度加速了腐蚀速度,同时也给废水生化处理造成困难;大量繁殖的微生物不仅腐蚀管线,而且还造成地层严重堵塞;含有大量结垢离子;对人和动植物会产生如致癌等巨大危害;未经处理变排放会污染水体和土壤等环境,同时破坏生态系统。3人工湿地的特点人工湿地是通过模拟自然湿地人为设计建造的,利用基质、植物和微生物这一复合生态系统的物理、化学及生物的协调互用,通过过滤、吸附、共沉淀、离子交换、植物吸附和微生物分解来实现对废水的高效净化。从工程设计的角度看人工湿地是人工建造和监督控制的工程化的沼泽地。人们对它的分类多种多样,按系统布水方式的不同或水在系统中流动方式的不同一般可分为自由表面流,水平潜流和垂直潜流三类。人工湿地污水处理技术是真正意义上的生态工程,对于我国社会经济自然现状,十分适合应用于我国的经济发展,生态要求以及民族心理和传统文化。利用人工湿地高效的社会、经济、生态效益,协调共生,矛盾同一,来解决我国经济发展中的社会矛盾、生态破坏,是可持续发展这一国策的内在要求和切实体现。现仅就人工湿地的现状不足提出一些今后观注热点和研究方向如下。①人工湿地处理废水的机理研究,湿地生态系统各成分综合作用的强化及其