一、稠油污水深度处理问题的提出
稠油注蒸汽热力开采，其产出液通常含水在50%～60%，进入高轮次吞吐期或蒸汽驱开采阶段，其产出液含水就高达85%～90%以上，对于一个年产近100×104t稠油油田来说，将产生大量的稠油污水。通常情况下，处理稠油污水的办法有三个：一是经简单处理就近选择稀油油藏实施水驱注水，消耗掉部分污水；二是经简单处理实施自由排放；三是选择一个或多个开采几近枯竭的油藏或油层组，实施无效注水，处理掉大部分污水。后两种方法不仅消耗大量能源，也不利于能源的综合利用，使稠油开采成本居高不下，还将对环境造成严重影响。同时据统计表明：无效回注污水运行成本高达13.5元/m3，另一方面为维持稠油开采热采锅炉还将消耗掉大量清水。因此，将稠油污水深度处理后回用热采锅炉，实现水的循环利用具有重要意义。
二、稠油污水深度处理流程及主要处理设施
我们采用自行设计、引进荷兰及加拿大关键处理设备和技术、建成了国内首座功能最全、处理规模大的稠油污水深度处理回用热采锅炉给水的处理站，其特点有如下。
1.稠油污水水质
稠油污水水质成分复杂，水质不仅被原油所污染，而且在高温、高压油层中还溶解了各种盐类和气体；在开采过程中，携带了许多悬浮固体；在集输、处理过程中还掺加了各种化学药剂。
稠油污水与稀油污水及其它工业废水相比，具有以下特殊性。
（1）油水密度差小、杂质多、粘度大、乳化严重、含胶质和沥青质多，且具有天然乳化性质、温度高等特点。
（2）高含油、高含悬浮物和高硬度。
（3) 污水量、水质波动大，有时甚至达到剧烈的程度；水质每天甚至一天的不同时段，会相差几十倍。
（4)化学药剂添加的多样性，开采中加入的各种化学药剂，相当一部分“残留”在稠油污水中。
2.稠油污水处理特点
稠油污水处理具有以下特点。
（1)有效的破乳措施，油、水和泥的分离，破乳是先决条件，首先应保证稠油污水的处理温度，选择合适的破乳剂，及最佳投药量、加药点、混合、反应和沉降方式。
（2)足够的油、水和泥分离时间，因稠油密度大，油水密度差小，其重力分离虽在充分破乳条件进行，为使油珠有效上浮，加长油、水和泥分离时间是必需的，一般2～3h。
（3)混凝剂要保证一定的PH值和碱度，PH值对混凝效果影响较大。
（4)处理工艺应有水量和水质调节装置。
（5)处理装置必须适用稠油污水的特性。
（6)处理工艺应有高效化学药剂的配合使用,稠油污水处理工艺与脱水工艺的加药应统筹考虑。
3.稠油污水进热采炉主要处理指标
主要有含油、悬浮物、硬度、二氧化硅四项指标。
4.处理流程
主要分四部分，即除油部分、除悬浮物部分、除硅部分和软化部分。软化后污水进热采锅炉。工艺流程如下：
主流程
原水→(破乳剂)调节水罐→(破乳剂)沉降罐→(净水剂)斜板除油池→(浮选剂)DAF浮选机→(除硅剂)除硅沉淀池→双滤料过滤→(助滤剂)多介质过滤→软化→进热采锅炉
次流程
系统产生各种污水→污水回收池→污泥浓缩罐→清水回收池→出水返回到主流程
系统排出含油污泥→污泥池→(聚沉剂)污泥浓缩罐→污泥压滤机→泥饼
除硅池排出硅泥→污泥压滤机→泥饼
各单元处理工艺如下。
（1）调节、缓冲及沉降
稠油污水客观上存在水质、水量波动。在工艺设计过程中，必须充分考虑这些变化因素的影响，并尽量使处理工艺在相对均衡稳定的状态下运行。可供选择的对应措施包括适当的调节容积，均质均量。
重力除油和悬浮物一直是国内外含油废水处理首选的初级处理单元，其效率较高，运行稳定，操作方便。通过这一单元处理，可去除大部分浮油和分散油；加入适当的破乳剂，可去除部分乳化油。
调节罐和沉降罐共设置2座，功能可以互换，以备检修清泥。罐内设浮动收油设施和分区排泥设施。
（2）斜板除油
斜板除油装置形式上可分为立式和平流式两种。
立式除油罐或立式斜板除油罐在油田普遍使用。其优点是运行平稳，操作、管理方便。不足是当来水水质变差，难以发现和及时调整，对下段处理不利；采用反应筒混合反应，效果不好。
平流式斜板隔油池是在沉淀池基础上加斜板。其优点是，充分利用浅池原理，分离高度小，除油效率较高；运行平稳，操作管理方便；进水设反应混合装置，混合反应效果好；收油、排泥容易，利用刮油、刮泥方式收油排泥彻底；易于控制，当来水水质变差时，易于发现并能及时通过调整加药量控制出水水质。
平流式斜板隔油池设2座，出水含油小于100mg/L，悬浮物小于200mg/L。
（3）浮选
20世纪80年代末期，为适应稠油污水处理的要求，引进了国外诱导浮选机，并对其进行了测试和研究。试验和实践均证明，诱导浮选（IGF）适用于油水密度差小的稠油污水处理。近年来，溶气浮选（DAF）和涡凹浮选（CAF）也引入油田污水处理。该技术引进的是DAF浮选机。前段来水加浮选剂，经浮选处理后，出口含油基本小于5～10mg/L，悬浮物在10mg/L～20mg/L。溶气浮选最好在进浮选前设药剂混合和反应装置，国产浮选剂投加量一般50mg/L～100mg/L。
（4）除硅
目前国内外油田工程都采用化学除硅。除硅构筑物有沉淀池、澄清池或沉降罐等形式。该技术采用2座平流沉淀池，平流沉淀池结构简单，管理、操作方便，处理效果较好，排泥方便。出水二氧化硅含量小于80mg/L。
（5）过滤
过滤系统采用二级，一级采用双滤料过滤器，二级采用引进技术的多介质过滤器。
经浮选处理后，污水进入双滤料过滤器，进一步除油和悬浮物。全自动双滤料压力过滤器工作滤速13.3m/h，强制滤速16.6m/h。采用汽、水混合反洗方式。
双滤料过滤器出水后，加入助滤剂1～5 mg/L进入全自动多介质压力过滤器进行微絮凝过滤，进一步去除悬浮物和油。多介质过滤器采用汽、水混合反洗方式。多介质过滤出水含油小于2 mg/L，悬浮物小于5mg/L。
污水经二级过滤器处理后，进入软化处理部分。
（6）软化
根据稠油污水离子交换软化的工业试验和工程实践，总矿化度小于7000mg/L，硬度小于500mg/L时，采用：
a.001×7强酸阳离子树脂和大孔弱酸树脂D113技术，软化后可达热采锅炉水质指标。
b.树脂可承受一定量的有机物，暂时性污染对交换过程影响不大，但悬浮物不应过高（不宜超过10mg/L）
c.污水中COD小于300mg/L对树脂没有明显污染作用。
d.稠油污水001×7强酸阳离子树脂软化过程中，工作滤速按清水软化设计滤速设计；树脂装填高度应高出清水软化树脂装填高度200～300mm；再生液浓度和再生液用量应比清水软化设计时高出1.2～1.5倍。
e.大孔弱酸树脂D113用于稠油污水软化的交换容量可高出001×7树脂1～1.5倍，抗污染能力强于001×7树脂，具有再生彻底等特点，它适用于污水中含长链有机物。
该技术采用大孔弱酸树脂，工作滤速15m/h，大孔弱酸树脂装填高度1.6m，再生液浓度HCl：2%～5%，NaOH：2%～5%。
5.污油的回收利用
系统产生的污油可回收至油系统。调节水罐和沉降罐容积较大，含油污水在罐中停留时间较长，污水中浮油势必在罐中靠重力分离出来。由于罐内液位浮动，为更好地将浮油收出来，采用先进的浮动盘收油装置，更方便、快捷地回收罐内浮油。调节水罐和沉降罐排油含水率较低，用泵直接回收。
6.系统自产污水回收利用
系统产生的各种污水，按其水质污染程度，分别进入污水回收池和清水回收池。过滤器反洗水、污泥脱出水、池（罐）放空水、溢流水等含油、悬浮物比较多的污水进入污水回收池，污水经重力沉降后上清液进入清水回收池，底部污水进入污泥浓缩罐，经沉降处理后，出水进入清水回收池，再提升至调节水罐进行二次处理。
7.脱水处理后污泥外运型煤厂
处理工艺中产生污泥的单元主要有调节水罐、沉降罐、斜板除油池、DAF浮选机、除硅沉淀池。调节水罐、沉降罐、斜板除油池、DAF浮选机产生的污泥含水率约为98%，重力流入污泥池，经污泥提升泵输送到污泥浓缩罐；除硅沉淀池产生的硅泥经泵提升直接进入压滤机；污泥浓缩器中的污泥，经加药浓缩后，重力进入污泥加压泵，加压后进入厢式污泥压滤机，压滤机输出泥饼含水率约为70%，经皮带输到污泥装运车间后，外运到型煤厂或用于铺路，化害为利。
8.事故状态检测及事故流程
为防止过滤后续流程受到非正常水质污染，过滤泵出口安装在线浊度仪表和取样口，当在线检测仪表检测到水质超过正常范围时，发出信号，再通过手工取样化验确认，关闭过滤泵出水到过滤器管线，将不合格水切换到调节水罐前，开始运行事故流程。同时，采取调整加药种类、数量等措施，消除水质冲击负荷带来的不利影响。
三、污水站站址选择及平面布置
根据污水产地及回用水位置，考虑就近处理、就近回用、减少调水和输水距离的原则,
按照工艺流程特点有序布置水处理设备和（建）构筑物，根据处理过程中产生的污染状况和常年风向，合理、充分利用原系统；为便于操作与维修，节约用地；竖向尽量利用地形，满足工艺高程布置，进行分区布置。
四、结束语
稠油污水深度处理回用于供热采锅炉，对于年产稠油百万吨的油田，年可节省清水近600×104m3，减少无效回注经济损失，做到了污油、系统自产污水、污泥的回收利用和余热的综合利用，是目前解决稠油污水过剩问题技术、经济均可行的出路。