1、浅谈海洋平台污水处理技术摘要 在海洋油气田生产工作过程中，油气经开采出后，需分离成油、气、水不同成分进行处理，使其稳定，然后才能进行储存和向外输送作业。在此过程中产生的生产污水需要经过一定的处理，使其含油浓度小于30mg/L，从而符合 GB 4914-85海洋石油开发工业含油污水排放标准对排入海洋的污水的规定。文章对目前海洋污水处理的主要技术和常用处理设备进行了研究，最后提出了一种新型的污水处理装置高精度油水分离器。 关键词海洋平台 石油 污水处理 中图分类号：U664.9+2 文献标识码：A 海洋平台生产污水其来源主要来自四个方面：其一，脱水器中通过电化学反应分离产生的含油污水，完成油水的初
2、步分离；其二，各工艺设备工作中产生并排放出的含油污水；其三，分离油气水三相分离器作业时产生的污水，绝大部分是属于原油中的游离水；其四，清洗维护设备及甲板时产生的含油污水以及甲板上堆积的雨水。 1. 海洋平台污水处理的主要技术 （1）生物法 生物法处理污水是利用微生物的生化反应，将污水中复杂的有机物转化成简单的物质。这种利用生物处理污水的方法，可以实现污水处理的高效环保，而且显著的经济和环保效益。此技术污染小、费用低、有很高的效率，可应用的范围十分广泛。 （2）化学法 化学法按原理主要可分为两种：化学氧化法，该方法是利用强氧化剂作用使污染物发生氧化反应，分解成简单物质，这种方法需要外加化学氧化剂
3、，污染物处理的效果好，但是需要的成本高一些；混凝沉淀法，该技术是向含油污水中加入混凝剂，使得胶体粒子从污水中脱离处理。化学法适用于将污水中的难容物质降解、分离，从而实现除污。 （3）物理法 该技术主要分为粗粒化、过滤和重力分离等。粗粒化技术是利用油在通过粗粒化材质时会产生聚集现象，从而将累积的油滴滤出；过滤是利用各种过滤器对油水进行过滤处理，过滤物质主要有石英砂、核桃壳以及纤维材料等；重力分离技术是对含油污水进行长时间的沉淀处理，利用油水密度差将油分离出来。物理法适合于对一般的油、固体颗粒和矿物质的处理。 （4）物理化学法 该技术可分为气浮法和吸附法。气浮法是向污水中注入气泡形式的空气，通过气
4、泡的携带使污水中悬浮颗粒分离出来；吸附法是向污水中加入固体吸附剂，对污染物进行吸附处理。 2.海洋平台常用的污水处理设备 陆地上油田的污水处理技术已经比较成熟，但海洋平台受限于平台面积以及运输等条件，不是所有的都能适用。海洋平台常用的污水处理设备主要有以下几种： （1）核桃壳过滤器 核桃壳滤芯具有亲水性，使得核桃壳与水的接触面积大，而与油的接触面积小，从而实现对含油污水进行过滤处理。该设备的不足是在反冲洗时容易发生蹩压、跑料及磨损等问题。 （2）溶气气浮 溶气气浮是气浮的一种，它利用水在不同压力下溶解度不同的特性，对全部或部分待处理(或处理后)的水进行加压并加气，增加水的空气溶解量，通入加过混
5、凝剂的水中，在常压情况下释放，空气析出形成小气泡，粘附在杂质絮粒上，造成絮粒整体密度小于水而上升，从而使固液分离。 （3）水力旋流器 水力旋流器是利用不同相之间的密度差导致了各相的离心力不同而对其进行分离作业。当污水进入到水力旋流器后，在水力旋流发生筒内，由于污水组成成分的不同，各组分的离心力不同，污水中的杂质成分就在离心力的作用下，被分离出来了。该设备广泛应用于液体非均相混合物的分离作业，其占用空间小、效率高，可实现连续分离作业。 （4）序批式生物膜处理设备 该设备将序批式方法与生物膜技术结合使用，序批式是一种以间断式曝气方式运行的处理活性污泥的技术，生物膜技术是利用了生物处理方法与膜分离原
6、理结合的污水处理技术。该设备的脱氮、除磷效果很好，整个装置结构紧凑，占用空间小。 3. 高精度油水分离器一种新型污水处理设备 （1）设备工作原理 高精度油水分离器采用的基本处理单位是亲油憎水聚结芯，在通过聚结芯的过程中，含油污水中的油会被滤芯表面所吸附，而水可以通过滤芯，并经由滤芯中心管进入滤芯管汇，随着滤芯表面吸附油的不断增加，逐渐形成油层、油膜、油珠，当油珠的体积增大到一定值后，其重力与附着力的合力将小于浮力，此时油珠将脱离滤芯表面上升到容器顶部。在容器顶部安装的油水界面仪可对容器顶部的油层厚度进行实时监测，监测数据通过 4-20 毫安的电流信号传送到现场控制箱，当容器顶部油层厚度达到了控
7、制箱所设定的值时，排油电磁阀将被打开，容器顶部的油将被排除，当容器顶部油层厚度值达到设定的关闭值时，排油电磁阀将自动关闭，从而实现高精度除油，出水含油率的最高精度可达到0.5mg/L。 油水分离器可采用多级分离处理。一级分离器中进水管安装在容器的下部，滤芯与上部的滤芯管汇采用螺纹连接，含油污水从容器下部进入，经一级滤芯处理后通过上部滤芯管汇从容器上部进入二级分离器。二级分离器中滤芯与下部管汇也采用螺纹连接，出水管安装在容器下部，含油污水经过二级分离器处理后再进入下一个流程。油水分离器的原理图如图 1 所示。在每级分离器的底部都安装排污管道，将聚集在分离器底部的泥沙和胶体排出，另外在处理过程中自
8、水中析出的天然气可从顶部安装的排气阀排出，以防止天然气聚集后影响到分离处理的效果。每级分离器中都装有手动冲洗阀门和压差计，当运行过程中压差过高时，控制箱将会报警，此时应该立即停止分离作业，打开手动冲洗阀门对滤芯进行反冲洗，处理完毕后再继续运行。 图 1 油水分离器原理图 （2）高精度油水分离器作业过程 前期准备工作。将分离器容器中灌满不含油的淡水浸泡滤芯，静置 24 小时后，打开两级分离器的连接阀门、设备出口阀门以及一组篮式过滤器的进出口阀门。确保各压力表的取值阀门处于打开状态，各油水取样阀门处于关闭状态，同时打开安全阀进出口处的隔离阀、管道视镜前的阀门。 设备启动运行。打开设备总阀门，含油污
9、水进入设备，控制其流量小于 20m3/h，压力小于 0.4MPa，将顶部篮式过滤器的排气阀打开，排出容器内部气体。在设备运行过程中定期打开排污阀，排出罐底沉积的污物。 设备工作巡检。设备正常工作后，巡检的重点主要有以下几点：第一，压差计仪表与控制箱显示屏上显示是否一致；第二，容器顶部油层厚度显示值是否准确；第三，设备排油是否正常作业；第四，篮式过滤器的压差值是否处在允许范围内，过高时则需清洗或更换滤网。 异常报警处理。油水分离器设备的报警信号分为两种：一是压差过高报警。此时需检查各阀门状态，必要时需进行反冲洗作业；二是油层厚度过高报警。此时需检查排油电磁阀是否正常工作，设备是否正常排油。 4
10、结束语 海洋平台受到平台面积以及交通运输等条件的限制，使得其污水处理设备的选择受到了很大的制约。目前含油污水的各种处理技术都具有一定的局限性，在开发新技术时，应该充分考虑到目前技术的适用性和局限性，从而使含油污水的处理与排放达到国家标准。高精度油水分离器采用的基本处理单位是亲油憎水聚结芯，在通过聚结芯的过程中，含油污水中的油会被滤芯表面所吸附，随着滤芯表面吸附油的不断增加，逐渐形成油层、油膜、油珠，当油珠的体积增大到一定值后，其重力与附着力的合力将小于浮力，此时油珠将脱离滤芯表面上升到容器顶部。高精度油水分离器的工作过程，主要包括四个方面，设备的前期准备工作，设备启动运行阶段，设备工作巡检阶段
11、，和异常报警处理部分。目前高精度油水分离器不但在我国南海油气生产平台得到了应用，并且在渤海油田也已经试运行了几个平台，都取得了很好的效果。高精度油水分离器在污水处理与作业操作上具有很大的适用性，经济效益和环保效益显著，有着很好的应用与发展前景。 参考文献 1 周长武,张振友等.海洋石油平台含聚生产污水处理工艺研究J.石油和化工设备. 2012（15）66-68. 2 寿志成,邹继成.海洋平台污水处理技术研究J.船舶工程，2012 增（2）187-190. 3 苏华.油田污水处理工艺技术浅探J.企业导报，2011（15）272-273. 4 段明，王虎，张健，赵文森，檀国荣. 旅大 10-1 平台污水处理效果影响因素分析J. 中国海上油气，2010（6）23-27. 5 郑虎斌. 海上某采油平台污水处理工艺改造 J. 科技传播，2012（24）152-153.
