随着环保法律法规监管日益严格，以及我国西部日益严峻的干旱环境，如何使油田采出水进行循环再利用是当前水处理的重要、关键环节。一般，油田采出水、返排液中含有大量的有机物和无机物，直接排放对周围环境和地下水会造成危害，需要进行净化处理。对于其中的无机盐和有机物，通过常规的沉降、分离，絮凝、杀菌、过滤，可以达到有效清除的目的。但是在各类的污染物中，作为交联剂的硼化合物最令人担忧，这主要是因为硼化合物的危害以及去除的难度较大引起的。一、硼化合物的存在形式硼是一种非金属，常规作为路易斯酸来使用。硼化合物的存在形式主要取决于溶液的pH值，多以未解离的硼酸或硼酸根离子的形式存在。在较高的pH值下，硼以硼酸盐离子形式存在，或者说是占有主导地位。在较低的pH值下，多以硼酸形式存在。硼酸是非离子形态，是一种非常稳定的分子，难以选择性去除。二、当前阶段的除硼技术
、蒸馏
早期，处理含硼化合物最简单直接的方法是蒸馏。通过蒸馏，将水分子馏出，硼系物质由于较高的沸点，留在原液中。
、反渗透
反渗透又称逆渗透，是一种以压力差为推动力，从溶液中分离出溶剂的膜分离操作。对膜一侧的料液施加压力，当压力超过它的渗透压时，溶剂会逆着自然渗透的方向作反向渗透。从而在膜的低压侧得到透过的溶剂，即渗透液；高压侧得到浓缩的溶液，即浓缩液。因为它和自然渗透的方向相反，故称反渗透。根据各种物料的不同渗透压，就可以使用大于渗透压的反渗透压力，即反渗透法，达到分离、提取、纯化和浓缩的目的。
反渗透是海水淡化常用的技术手段之一。
反渗透(RO)来处理含硼废水，效率明显高于蒸馏技术，能耗小。但是RO对油田水的使用受矿化度的限制，一般约为00,ppm。若采出水中的矿化度更高，则需要进行多级渗透才能完成。但是反渗透技术不适用于中性pH值。因为中性pH值下，硼酸可以分子的形式通过膜扩散。因此，为了实现对硼化合物的选择性，一般会选择添加化学物质，将采出水的pH值提高。
RO技术一般可以将66%的水进行净化回收，剩余%的水则是浓缩后的废液。
虽然RO效率相对较高，但是需要购置大量的设备，经济性较差。
、离子交换
离子交换是目前所研究的除硼技术中最具选择性的。通过将含硼废水进行预处理，去除水中的悬浮固体和大颗粒油。然后废水可以进入离子交换系统，在系统中添加硼的特异性官能团N-甲基葡糖胺(NMG)，在中性pH值下与硼络合，络合之后，废水中的硼浓度可以低至mg/L。离子交换系统中的交换树脂是可以再生，寿命预估可达~5年。为了提高离子交换树脂的使用寿命，对于高硼浓度的采出水，一般需要使用多个串联装置。离子交换的成本一般也是比较高的，主要是由于树脂的负载能力小，非常具有选择性。
污水类型初始硼浓度
mg/L
净化后硼浓度
mg/L
清除率
%
#（采出水）5.4.4.67#（返排液）07.0.0#（采出水）5.9.8.5#（返排液）09..77离子交换树脂的效率还是非常高的，但是离子交换树脂的高成本限制了其应用。
4、电凝
电凝是通过使流体与电流接触来使悬浮污染物不稳定。该技术应用在具有一定电导率，即含有一定的溶解固体（TDS）的废水中，效果是最佳的。
通过电凝，使悬浮污染物脱落并形成污泥，其效率取决于电流密度、pH、电极间距、时间和初始浓度。
电凝技术目前虽在废水处理中应用，但是尚未应用在除硼相关领域。但有文献表明，通过简单地调整电流密度和增加pH值，可以实现95%的硼去除效率。
电凝技术可能会在未来引起人们的兴趣。
三、除硼技术用到的化学添加剂除了以上除硼技术手段外，还有许多不同的化学添加剂被应用到采出水中以去除硼。这些化学添加剂都没有与硼形成沉淀，而是以类似于NMG官能团的方式与硼形成络合。
、聚乙烯醇
在碱性条件下将水溶性阳离子聚电解质聚乙烯醇（PVOH）和阴离子改性PVOH添加到含硼的采出水中，两者反应形成凝聚物，然后进行分离。阴离子改性聚乙烯醇PVOH的使用浓度较低，通常小于0ppm。
其机理与硼与胍胶的交联类似，硼羟基与聚乙烯醇上的顺式二醇基团脱水，形成B-O-C键；即使交联后的聚乙烯醇，与叔胺基团接触时，也能形成稳定的络合物。在NMG官能团中，这一过程发生在树脂表面，硼与NMG的顺式二羟基基团反应，NMG上的胺基团可以中和电荷。
PVOH的作用主要是提供多元醇的交联位点，然后再加入聚二烯丙基二甲基氯化铵(polyDADMAC)以提供胺基。
相关硼酸溶液的去除实验，证明聚乙烯醇是有效的：
①配制浓度为00ppm的硼酸溶液；
②然后配制浓度为5wt%聚乙烯醇05溶液；
③取5mL，5%的聚乙烯醇05溶液加入硼酸溶液中；
④用氢氧化钠将pH提高到0；
⑤然后加入0.8mL，0wt%的PolyDADMAC；
⑥通过滤纸过滤出去沉淀物，对滤液进行测试，滤液中的最终硼浓度为5.ppm，硼去除率约为75%。
在采出水和返排水的废水中对聚乙烯醇的除硼技术进行了测试。
离子类型采出水，mg/L返排液，mg/L钡离子.75.5硼离子
（硼的各种形式）
56.49钙离子镁离子.8锰离子..5钾离子09.4钠离子锶离子78.三价铁离子40.5二价铁离子.99.5TOC测试分为两阶段过程完成：)使用絮凝剂、pH调节剂和聚丙烯酰胺去除铁和悬浮固体；然后是)添加PVOH、pH调节和添加聚DADMAC。然后分别对返排液和采出水进行了单级和两级工艺测试。
类型初始硼离子浓度
ppm
净化后硼离子浓
度ppm
硼清除率
%
采出水56.44..返排液9.87.上表表明了采用聚乙烯醇的良好除硼效果。
该工艺在硼酸溶液中是有效的，但在高矿化度的污水中存在一定的问题。在高盐存在下，两者会先形成凝胶（尤其是在较高的温度下），而不是获得含硼的沉淀物。凝胶的形成有可能是盐存在下促进交联的结果。凝胶的形成主要是给后续的分离过程中造成一定的问题。
、石灰
石灰也可以用于去除废水中的硼。研究表明，熟石灰和生石灰都对除硼具有一定的效果。使用石灰时，需要注意温度的问题，因为石灰软化通常在90°C左右，现场很难实现。而室温下，石灰本身的除硼效率偏低。、氧化镁/氯化镁
氧化镁也是除硼的有效添加剂。氧化镁除硼的机理主要是通过吸附、共沉淀来发挥作用。
通过向水中添加氧化镁，然后将pH值提高到零电荷点，就会发生静电吸附，继续提高在pH值至0时，除硼效率最高。随着剂量增加，效率也增加，因为可获得增加的表面积。这一过程中，对氧化镁的需求量较大。
另外，若需要通过共沉淀的机理来除硼，则需要完全溶解氧化镁，需将pH值调节至以下。溶解氧化镁是一个放热过程，会产生大量热量，对周围环境和人员健康都有一定影响。
氧化镁一般可将采出水和返排液的硼含量处理到0ppm以下。
氯化镁也可以替代氧化镁。研究表明，氯化镁的去除效率更高，而且它的使用与温度无关。无水氯化镁不易溶解和放热。
氯化镁六水合物可以直接添加或溶解在水中，当pH值升至时，镁离子会形成沉淀物，该沉淀物可与硼发生共沉淀。一般认为共沉淀的机理是硼吸附在沉淀物上，或者沉淀物形成过程中，将硼化合物进行包裹形成沉淀。
用氯化镁去除硼时，在pH值为0至时最有效。
与氧化镁相比，用氯化镁进行清除时，可将硼化合物浓度降至原来的%左右，原料是氧化镁的六分之一左右。
产品推广-防蜡剂
东营市孚科斯石油技术有限公司
主营：高温起泡剂、稠油降粘剂（水溶性、油溶性、起泡降粘剂、油基水分散降粘剂、乳液降粘剂）、解聚剂、压裂交联剂（50℃系列）、酸化转向剂、清洁压裂液、堵水调剖体系、清防蜡剂等
产品特点由蜡晶改进剂、蜡晶分散剂和表面活性剂注塑而成；防蜡剂呈块状，可加入防蜡管柱中，进入地层可缓慢均匀释放防蜡组分，起到长效防蜡效果。现场应用良好，适用范围广。产品外观使用说明日产油量在0方以下油井，使用一根即可；日产油量在0~0方油井，使用两根，产量每增加0方，增加一根防蜡管柱；
产品有效期长，可达年。
联系人：张经理（