摘 要：该文从臭氧的性质与优点出发，并分析了油田污水净化处理中的难点所在、药剂的选择与化学原理，阐述说明了臭氧在油田污水净化处理中的工艺过程，为更好地消除油田污染提供借鉴性的意义。
关键词：臭氧 油田污水 净化工艺 应用
中图分类号：X741文献标识码：A文章编号：1674-098X（2014）04（b）-0111-01
在开采石油的过程中，压裂、钻井和原油脱水等环节都会产生一定量的废水，其中含有大量的有机物且具有毒性，如果任意排放，将会对环境产生严重的污染。因此，采取有效的工艺处理方式净化污水，使其达到排放标准的要求，对于保护和改善人们生活环境具有重要的现实意义。而臭氧以其特有的性质和优点，在油田污水净化中发挥着重要的作用。
1 臭氧的性质和优点
1.1 臭氧物理性质
臭氧在常温常压下为淡蓝色气体，具有鱼腥味，其分子量约为48，在水中的溶解性约为氧气10倍以上。通常情况下，1×10-6的臭氧其在水中浓度为1 mg/L，如果长期呼吸大于0.1×10-6的臭氧，将会对人体产生危害。
1.2 臭氧化学结构和制取方法
臭氧为氧气的同素异形体，其分子形状呈V型，是唯一的具有不对称结构、反磁性的极性单质分子。臭氧很不稳定，在常温下即可分解为氧气，制取的方法主要为电化学法、光化学法和电晕放电法等。
1.3 臭氧的氧化性
臭氧为强氧化剂，具有很强的氧化性，其在水中的氧化还原电位为2.07mV，仅次于氟。由于氟会在水中发生化学反应，生成HF而无法存在，所以臭氧成为水中氧化性最强的氧化剂，其在氧化物质后，会变成氧气飘散在空气中，不会对大气环境产生污染，为绿色环保型的氧化剂。
1.4 臭氧应用的优点
臭氧杀菌能力不会受到酸碱值变化的影响，其消毒灭菌的作用同时发生，并且用量较少；臭氧化能力强，既可以除菌，又可以去除水中含有色味的有机物；臭氧分解快，不存在残留物质，不对环境造成二次污染。
2 油田污水处理中的难点、药剂的选择与化学原理
2.1 油田污水处理中的难点
油田的污水主要来源于钻井液与返排液、压裂的返排液和原油处理的污水等，这三者相互混合，不仅具有胶体物质的稳定性，而且还含有非常难溶的硫酸盐与碳酸盐，以及重金属离子。同时，污水中还含有原油、细菌、不饱和有机氮和有机氰等复杂的成分，使污水带有颜色与毒性。
2.2 油田污水处理的药剂选择
油田污水处理所选择的化学药剂主要为三种：第一种为臭氧，可以处理污水中有机氰和不饱和有机胺等物质，消除午睡的颜色与毒性；第二种为生石灰水溶液，可以调节水的酸碱值，并使硫酸盐与碳酸盐沉淀，加快臭氧的析出与分解；第三种为以破胶剂和絮凝剂为基础的脱稳剂，破坏污水胶体的稳定性，使其结成絮体析出。
2.3 臭氧与油田污水发生的化学反应和产物
臭氧可以在催化剂的作用下，与油田污水发生化学反应，生成碳酸钙、碳酸镁和硫酸钙等，从而析出重金属离子；同时臭氧还可以与油田污水中的有机物发生反应，生成醛、硝基化合物和有机酸，以及二氧化碳和水等，从而降低污水中有机物的含量，减少其对环境的破坏。
3 臭氧在油田污水净化中的工艺流程和药剂配量
油田污水经污水泵输送到带有搅拌器的絮凝槽中，结合经计量泵输送的脱稳剂和氢氧化钙饱和溶液，经过搅拌器的搅拌，絮凝槽底部会出现黄褐色的沉淀物，再利用泵将其输送到压滤机。同时，溶胀的高分子溶液经计量泵也加入到压滤机中，两者形成的絮体在增至黄豆粒大小的时候，经过压滤机进行压实并排放到特定的容器中。
从絮状物中脱出的色水，进入到催化反应器与缓冲罐，经过催化反应，对其进行脱色、除菌和除有机物后，再流入组合的过滤器过滤到其中含有的碳酸钙而形成清水流入清水槽中。液氧罐中液氧经换热器气化后，再经流量控制器进入电离式臭氧发生器中，产生的臭氧通入缓冲罐中与污水发生氧化反应，去除污水的颜色、细菌和有机物等。
药剂配置的浓度和加药计量：1 m的清水中要加入50 kg的脱稳剂和25 kg的生石灰，其酸碱值要控制在8～11之间，当污水流量为10～15 m/h的时候，絮凝剂的体积流量和氢氧化钙过饱和溶液的体积量为其10%～12.5%左右。
4 结语
总之，将臭氧应用于油田污水的净化处理中，具有绿色环保和可分解的优势，其工艺流程的思路正确合适，选用的化学药剂剂量有限，在处理污水中需要投入的成本较低，具有操作性与可行性，在实践应用中也效果显著，值得推广应用。
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