北极星环保网：油田注水过程中会产生大量的废水，以往的废水处理工艺很难得到理想的水质。随着膜分离技术的不断进步，利用膜分离技术处理含油废水可以取得更好的处理效果。本文就膜分离技术用于废水处理进行探讨。

目前，国内大部分油田已进入高含水期，注水仍是提高原油产量的主要手段。随着产水量的增加，油田返回地面的采出水中会残留大量的含油废水。如何投入较少的资金实现油田含油废水的高效处理，以达到生态环保和资源循环利用的目标，是摆在广大石油工作者面前的难题。

近年来，随着分离膜相关技术的逐渐成熟，一些专家学者开展了利用该技术处理油田废水的研究，该技术与以往的废油分离方法相比，具有配套处理设施更简单、更易于有效操作、分离效率好、能耗低等优点，是油田废水处理技术的一个重要研发方向。

1.膜分离技术在油田含油废水处理应用中存在的问题

油田开采过程中返回地面的含油废水中脏油的比例为1.2-100毫克/升，而每升废水中溶解固体总量为1000-1500毫克，有机污染物含量为20-12250毫克/升。面对上述污染物，采用膜分离技术进行处理难度很大，特别是对于有机污染，例如当脏油含量为200毫克/升时，有机污染物含量将大于5000毫克/升，总悬浮固体含量将超过4000毫克/升。在此条件下，采用膜分离技术去除杂质很容易造成滤膜孔径堵塞，降低滤膜的使用寿命。如果滤膜油田废水处理技术在实际应用中取得更大的效果，应该与其他废水处理工艺相结合。

2 影响膜分离技术处理含油废水的因素

2.1 分离膜材质及孔径

在处理油田返回的含油废水时，为使分离膜技术发挥其作用，应参考含油废水的化学特性来确定分离膜材料。如果含油废水的原油成分主要是分散油滴和浮油，则滤膜孔径应确定为10-100微米范围内的微滤膜。当废水中的油由稳定状态的乳化油和可溶性油组成时，应选择具有亲油性质的超滤膜。

2.2 操作温度和压力差

分离膜处理污水的效果会受到温度条件的影响，多数情况下30-50摄氏度是最佳污水处理温度。使用过滤膜处理含油污水时，应在膜两侧施加一个临界操作压差，若压差不大于临界值，则随着压差的逐渐增大，渗透量会增大；若施加的压差小于临界值，则由于压差的增大，渗透量会降低。

2.3 液体浓度及流动条件

分离膜处理含油废水时，若进料浓度不大，则滤膜的通量与施加的压差成正比。当进料浓度大于一定值时，能够透过的量与压差条件无直接关系，而只与滤膜表面的流速有关。由于改变进料的流量有助于提高膜分离废水物质的效率，因此应参考滤膜分离系统中进料液的实际情况，选择科学合理的物质流动状态，从而进一步提高滤膜对含油废水的处理效率。

2.4 膜污染

所谓滤膜的污染，是指含油废水中的各种物质在膜表面发生物理、化学或机械作用而形成物质沉积。滤膜的污染问题是膜分离技术大规模推广应用的限制因素。因此，在利用滤膜分离技术处理含油废水时，需要选择较为合理的滤膜和合适的操作方法。

3.含油废水膜分离技术工艺设计

利用滤膜技术将油田注水过程中吐回地面的含油废水进行隔离，采用一级缓冲液消毒、催化氧化等预处理废水中的有机物及油组分，再利用不同孔径等级的滤膜将废水中较大粒径物质分离并进行二级处理，使处理后的含油废水再次注入地层。

3.1 含油废水性质分析

油田注水形成的含油废水是一种特殊类型的工业废水，成分复杂，矿化性好，含有多种类型的有机物。这些特点为微生物的生存和增殖提供了温床。处理有机物所需的化学需氧量性能指标处于不稳定状态。化学需氧量是含油废水处理中的关键参数，其值成为膜分离技术在含油废水处理中的关注重点。

3.2 膜材料及孔径参数的选择

滤膜的组成材料是影响含油废水处理效果的主要因素，需要对含油废水中的成分进行认真研究分析，确定其化学特性。例如，采用微滤膜处理废水时，应选用中空纤维滤膜，主要材料成分为无机陶瓷；若采用超滤膜、纳滤膜过滤技术，则应选用由高分子材料组成的滤膜。在含油废水过滤处理过程中，外排水的检测指标包括悬浮物、pH、有机物含量、硫化物、石油类含量等，处理时应根据物质颗粒的大小确定滤膜孔径的大小，使处理后的水质满足外排或注入地层的要求。

3.3含油废水中各类有害物质的处理工艺

过滤并消除含油废水中各种物质的程序有以下几种：

1）首次使用缓冲消毒程序处理含油废水，使用臭氧发生器在无二次污染的情况下产生臭氧气体，然后输入到含油废水中。利用臭氧的微生物杀灭作用处理有机物，同时还具有隔离可燃气体进入后续处理设备的作用。

悬浮状态的油滴随着产生的臭氧气体上升形成油膜或油层，油滴的直径不会小于100纳米。当污水液处于静止状态时，分散的油滴会呈悬浮状态分布在污水中，经过一定的静止处理后，它们会聚集成较大的油块，漂浮在污水上。此时油滴颗粒可达10-100微米。

2）用微滤膜对污水进行一次分离。该类滤膜具有处理效率高、膜面吸附物质少、介质不易脱落等特点，具有很大的推广应用价值。微滤膜可以滤除污水中0.02-10微米的有机生物和较小的离子，乳化油滴也可在此处理过程中分离出来。由于其通量较大，可以用于超滤膜、纳滤膜之前的处理工艺中。超滤膜能通过的物质直径约为2-20纳米，能有效分离胶体、蛋白质、病毒等分子量较大的物质。

3）含油废水的二次处理是利用纳米级滤膜将废水中的盐分浓缩后去除，只有在此工艺之前排放的废水达不到相应的水质标准时才可以使用此工艺。此处理工艺是前一道处理工艺的辅助工艺，用于水质较差，杂质较多的含油废水。纳米膜的孔径为1-2纳米，过滤分离功能介于超滤和反渗透之间，可实现对小分子量有机物、抗生素及无机盐的处理。

4。结论

利用膜分离技术处理油田注水过程中产生的含油废水，可以达到绿色生态、环保节能的目的，还可以将处理后的废水回注地层，具有很好的应用前景。但利用膜分离技术处理废水时，还应与多种水处理技术进行有效的结合，才能达到更理想的效果。