隨著油田開發(fā)的不斷深入，油田含水量上升，油田采出水和井下作業(yè)廢液處理量日益增加。在油田生產(chǎn)中，大部分油田采出污水經(jīng)處理后回注油層。油田公司污水處理系統(tǒng)，對采出水的一般處理方式是：隔油粗粒化、絮凝沉降、殺菌分離除油污、過濾及除垢緩蝕等，主要是去除油、懸浮物及微生物。各污水處理場自動化程度高，污水、廢液通過綜合處理，重新回注井下，投資和運行費用高、管理復雜。
1、現(xiàn)狀
如何降低采油、井下、原油脫水等產(chǎn)生的廢水處理費用，保證處理后的污水符合GB8978—1996《污水綜合排放標準》二級標準，成為該沙漠油田亟待解決的問題。土地處理技術是利用土地的自然凈化能力，使污水中的有機物和無機物質(zhì)氧化去除，污水得以回用，是費用低、能耗低、效率高的污水凈化技術。某沙漠油田開發(fā)區(qū)域多位于戈壁荒灘，晝夜溫差大，年降水量約12mm，年蒸發(fā)量高達3000mm，夏季日照長，有利于處理系統(tǒng)干濕周期的交替進行，且土壤顆粒較大，土壤持水量少，滲透能力強，透氣性好，能承擔較大的水力負荷。2000年生態(tài)田污水處理系統(tǒng)建成，污水處理效果明顯，然而隨著油田開發(fā)的不斷深入、油田采出液成分的日漸復雜和部分設備的老化，生態(tài)田處理系統(tǒng)處理后出水中懸浮物、氟化物、氯化物、COD、石油類和礦化度等超標，無法達到GB5084—2005《農(nóng)田灌溉水質(zhì)標準》植物灌溉標準要求。
2、生化處理系統(tǒng)
為解決生態(tài)田污水處理系統(tǒng)出水不達標的問題，2008年在生態(tài)田污水處理系統(tǒng)的基礎上新建了一套生化處理系統(tǒng)，目前兩套系統(tǒng)串聯(lián)運行，統(tǒng)稱為生態(tài)田工程。生化處理系統(tǒng)采用生化處理+沉淀工藝。
2.1 生化處理技術
2.1.1 主工藝流程主工藝流程見圖1。
含油污水首先進入氧化塘(已建)和預處理池，懸浮物經(jīng)過多級氧化塘處理，去除污水中大部分油和懸浮物，經(jīng)調(diào)節(jié)池預曝氣，調(diào)節(jié)污水水質(zhì)(溫度、含氧量等)，出水由提升泵打入微生物反應池，進行二級微生物處理。反應池內(nèi)投加專性聯(lián)合菌群，同時投加與之匹配的專性營養(yǎng)劑和抗表面活性劑，以保持菌群對水中有機物及油進行生物降解的活性和優(yōu)勢，提高污水生化性能及去除率，經(jīng)生物處理后的污水自流至沉淀池，生化降解后的無機物以及部分生物污泥、菌尸體等在沉淀池處理;上清液自流排放入氧化塘處理，處理后的出水直接用于生態(tài)田灌溉。
2.1.2 加藥工藝流程
加藥裝置→營養(yǎng)劑→微生物反應池→加藥裝置→生物聚凝劑和助凝劑→沉淀池
2.1.3 基本原理及工藝特點
根據(jù)污水來水水質(zhì)，選配相適應的微生物菌群，配合曝氣和投加營養(yǎng)劑，確定合適的生長環(huán)境、污水停留時間，利用微生物對污水中BOD、COD降解消除作用，達到污水處理的目的。
在微生物反應池中投加選配的高效聯(lián)合菌群，并賦予聯(lián)合菌群合適的生長環(huán)境、合適的停留時間，水中的溶解性有機物首先通過細菌的細胞壁被細菌作為營養(yǎng)物質(zhì)吸收，固體和膠體等有機物先附著在細菌體外，被細菌分泌的一種酶分解為可溶性物質(zhì)，再進入細胞體內(nèi)，從而細菌通過自身的生命過程完成氧化、還原和合成等過程，把復雜的有機物分解成簡單的無機物(如二氧化碳和水)。通過細菌的整個生命過程完成對水中有機物及油類的降解。專性菌有著很高的繁殖率，它們通過水合、活化、繁殖、分解，并通過競爭使其在生物群中很快穩(wěn)定下來，形成優(yōu)勢菌群;同時在不斷競爭中提高生物群抗毒性沖擊能力，對油和懸浮物及COD有很好的降解效果。
微生物反應示意見圖2。
2.1.4 處理設施
生化處理系統(tǒng)包括預處理池、微生物反應池、污水提升泵、曝氣系統(tǒng)、投菌裝置、加藥裝置、循環(huán)泵。其中主要處理設施用途如下：
預處理池貯存污水，污水停留時間8h，起到調(diào)節(jié)、均衡水質(zhì)水量的作用，減少后續(xù)處理系統(tǒng)的沖擊負荷，利用重力沉降去除來水中部分含油。同時為維護和檢修預留一段時間的貯存量。池內(nèi)設預曝氣系統(tǒng)一套，既防止污泥沉淀，又增加了污水的可生化性。
微生物反應池兩座，串聯(lián)運行，微生物在反應池內(nèi)對COD、油及懸浮物進行生物降解。池內(nèi)設有生物填料，填料內(nèi)填充有利于微生物掛膜和生長的特殊材料。池底部設有曝氣系統(tǒng)，氣源為空氣。
投菌裝置1套，用于投加微生物，投加量主要在調(diào)試、運行初期的三個月內(nèi)，一般每月投加量1kg，專性營養(yǎng)劑6mg/L;正常運行期間投加量為1～2mg/L。
2.2 廢水水質(zhì)
生態(tài)田處理污水來源包括原油脫出水、采油廠冷凝水、井下作業(yè)洗井廢水等，設計每日處理的廢水量為300m3，因氣候條件影響，全年正常運行時間約9個月。生化處理系統(tǒng)的來水及出水水質(zhì)設計指標見表1。
2.3 運行效果
生化技術處理前后來水及出水水質(zhì)分析結(jié)果見表2。
從表2可以看出：油田廢水經(jīng)過脫油、氧化、生化處理、沉淀后，污水中COD的去除率達到60%～70%;BOD去除率為75%。水質(zhì)達到GB5084—2005《農(nóng)田灌溉水質(zhì)標準》中灌溉荒漠植物標準，全部用于生態(tài)田植被灌溉，為油田處理含油廢水提供了途徑，且節(jié)約綠化用水。
2.4 水平衡
油田廢水處理水平衡見圖3。
采油、井下作業(yè)、原油脫水等產(chǎn)生的廢水經(jīng)過油水沉降分離、氧化、生化處理后污水中氟化物、氯化物、COD等各項指標均達到GB5084—2005《農(nóng)田灌溉水質(zhì)標準》，全部用于生態(tài)田植被灌溉，無外排水。可見生態(tài)田工程的良好運行不僅解決了油田污水處理的難題，且在節(jié)約水資源，保護生態(tài)環(huán)境方面起到了很好的作用。
3、運行、維護
3.1 運行
①當氧化塘的溫度為24～30℃，達到污水處理系統(tǒng)運行的條件，經(jīng)過加熱系統(tǒng)加熱后，污水系統(tǒng)進水溫受晝夜溫差的影響減小，污水處理系統(tǒng)能連續(xù)穩(wěn)定運行。
②預處理池：自投運至今，調(diào)節(jié)池已正常運行4年。氧化塘來水含有一定雜質(zhì)及懸浮物，底部未設排污管線，長期累積會產(chǎn)生一定量的淤泥，因而需要根據(jù)淤泥量不定期在冬季進行清理工作，確保調(diào)節(jié)效果。
③微生物反應池：每年4月初生化處理系統(tǒng)投用，11月底氧化塘開始結(jié)冰，當無污水進入生化處理系統(tǒng)時，生化處理系統(tǒng)開始內(nèi)部小循環(huán)，并定期投加營養(yǎng)劑及微生物，并補充新鮮水，保持反應池內(nèi)生物的活性。
生態(tài)田工程每年4月—11月底運行，接收該沙漠油田各采油廠采油廢水，年處理污水量約12萬m3。冬季無處理水的情況下為保持細菌活性，通過泵在預處理池和微生物反應池之間打循環(huán)。
3.2 維護
維護工作量較小，主要有以下幾部分：
①每月投加微生物，根據(jù)運行情況調(diào)節(jié)專性營養(yǎng)劑投加量;
②每月對自動控制設備、潛水泵等的工作狀況進行檢查，確保設備運轉(zhuǎn)正常;
③每年對氧化塘淤泥進行清理;
④不定期對調(diào)節(jié)池淤泥進行清理;
⑤為消除火災隱患，每年春季對生態(tài)田枯萎的植物進行清理。
4、效益評價
①經(jīng)濟效益
生態(tài)田工程自2008年3月運行以來，據(jù)不完全統(tǒng)計，每年處理污水12萬m3、回收污油500t，污水處理費用8元/t，污油處理費用500元/t，則可節(jié)約污水處理費用96萬元、污油處置費用25萬元，每年工程維護費用91萬元，則每年可創(chuàng)經(jīng)濟效益30萬元。
②社會效益
采油、井下污水的處理一直以來都是油田急需解決的一個重要問題，充分回收和利用采油、井下污水，建成生態(tài)田工程處理利用污水具有戰(zhàn)略意義，投資少、見效快，且可在油田推廣，具有明顯的環(huán)境效益，有利于節(jié)能減排。
5、結(jié)束語
近年來，隨著油田開發(fā)的不斷深入，地面工程建設規(guī)模也在不斷擴大，處理工藝日趨復雜，采出液成分日漸復雜，污水處理難度加大，而未來開發(fā)對水質(zhì)指標要求進一步提高，深度處理污水量將不斷增加，針對這一情況，目前污水治理的思路應是根據(jù)來水水質(zhì)的不斷變化，及時選配合適的聯(lián)合菌群，有效處理污水;同時將水質(zhì)治理作為一項系統(tǒng)工程，提升污水處理工藝和生產(chǎn)運行管理水平，適應未來開發(fā)需要。(來源：中國石油新疆油田公司新港公司)
