重质沥青质原油俗称稠油，需热力开采，即热采锅炉将水加热至温度为315℃、压力为17MPa、干度为80%左右的饱和蒸汽，注入油层提高油层温度，降低稠油粘度，通过采油设备把稠油提升到地面。从采油井口采出的油和水混合物称之为原油采出液。用各种方法对采出液进行油水分离，分离出的水称之为稠油废水。
辽河油田稠油储量丰富，现有稠油废水处理站9座，日产稠油废水约7×104t，输到稀油区块或废地层回注约2.6×104 t，剩余4.4×104 t外排，对环境造成一定污染。
辽河油田热采锅炉日用清水约9×104t，由于地表水水质较差，所以生产和生活用水大量使用地下水，过量的开采，使地下水位急剧下降。
一方面大量污水外排污染环境，另一方面稠油热采大量使用清水，生产和生活用水量与日俱增，供水严重不足。因此，对稠油废水进行处理回用是非常必要的。
1 稠油废水的水质
稠油废水水质较复杂，是含有多种杂质且水质波动较大的工业废水。
稠油废水与稀油废水及其他工业废水相比，具有如下特点：
①稠油平均密度为900 kg/m3以上，其原油颗粒可长期悬浮在水中；
②粘滞性大，特别在水温低时更显著；
③温度较高，在开发稠油过程中为降低原油粘度往往将温度提高到70～80℃；
④乳化较严重，废水易形成水包油型乳状液。
根据稠油废水的水质，稠油废水处理一般具有以下特点：
①为达到油、水和泥的分离，破乳是先决条件。首先应保证稠油废水的处理温度，选择合适的破乳剂，并选择最佳投药量、加药点、混合、反应和沉降方式。
②保证足够的油、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下进行，为使油珠有效上浮，加长油、水和泥分离时间还是必要的，一般需2～3 h。
③在使用混凝剂时，pH值对混凝效果影响较大。
2 热采锅炉用水的水质指标
各国热采锅炉用水水质指标见表1。
表1各国热采锅炉水质指标
项目
中国(SY0027—1994)
加拿大
美国石油协会
溶解氧(mg/L)
≤0.05
0.005
0.1
总硬度(以CaCO3计)(mg/L)
≤0.1
0.1
1.0
总铁(mg/L)
≤0.05
0.05
0.1
二氧化硅(mg/L)
≤50
100
150
悬浮物(mg/L)
≤2
1
5.0
总碱度(以CaCO3计)(mg/L)
≤2000
最大2000
油和脂(mg/L)(建议不包括溶解油)
≤2
1.0
1.0
矿化度(mg/L)
≤7000
10000
最大7000
pH值
7.5～11
8.5～9.5
7～12
进炉前是否处理
不处理
不处理
不处理
根据稠油废水所含污染物种类和数量以及热采锅炉用水水质指标，稠油废水处理用于热采锅炉供水，主要应处理废水中的油、悬浮物和硬度。
3 稠油废水的水质分类及回用评估
稠油废水中的油和悬浮物去除工艺较成熟，工程一次投资和处理成本较低；而稠油废水的软化工艺较复杂，工程一次投资和处理成本较高，是左右整个回用处理工艺的关键因素。为此，根据影响稠油废水软化工艺选择的主要水质指标(总溶解固体TDS和硬度)，把稠油废水分为六种类型(见表2)。不同种类稠油废水的回用评估见表3。辽河油田稠油废水大部分属于低矿化度的中、低硬度稠油废水，其他类型较少，所以大部分有回用于热采锅炉的可能性。
表 2 稠油废水种类mg/L
废水类型
TDS
硬度
低含盐、低硬度
≤5 000
≤300
低含盐、中等硬度
≤5 000
300～800
低含盐、高硬度
≤5 000
≥800
中含盐、低硬度
5 000～7 000
≤300
中含盐、中等硬度
5 000～7 000
300～800
高含盐、高硬度
≥7 000
≥800
其他性质稠油废水
含较高氯根和二氧化硅和硫化物
注 ①含盐此处指可溶性固体物。②硬度以CaCO3计。
表3 不同种类稠油废水的回用评估
废水类型
评估
低含盐、低硬度
易软化，不需预软化，处理成本低，宜作为锅炉回用水
低含盐、中等硬度
易软化，需预软化，处理成本较低，宜作为锅炉回用水
低含盐、高硬度
需特殊预软化，处理成本较高，可作为锅炉回用水
中含盐、低硬度
较难软化，需脱盐，处理成本较高，稀释后可作为锅炉回用水
中含盐、中等硬度
较难软化，需脱盐，处理成本较高，稀释后可作为锅炉回用水
高含盐、高硬度
很难软化，需脱盐，处理成本很高，不宜作为锅炉回用水