海上油氣平臺污水處理策略分析

＊曹會林 袁光強(qiáng)

（1.湛江南油利海自動化工程有限公司 廣東 524057 2.中海油能源發(fā)展裝備技術(shù)有限公司湛江分公司 廣東 524057）

我國沿海地區(qū)擁有豐富的海洋石油和天然氣資源，擁有巨大的開采潛力[1]。根據(jù)自然資源局《中國海洋經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計公報》數(shù)據(jù)得知，2019年我國海洋油氣業(yè)正蓬勃發(fā)展，全年實(shí)現(xiàn)增加值1541億元，海洋原油實(shí)現(xiàn)產(chǎn)量4916萬噸，海洋天然氣產(chǎn)量達(dá)到162億m3。隨著2020污染防治攻堅(jiān)年的到來，環(huán)保越來越成為各個行業(yè)的共識，海上油氣平臺污水處理的問題也成為影響我國海洋生態(tài)環(huán)境保護(hù)的阻礙。

1.海上平臺污水的分類

我國海上油氣平臺污水有生活污水和生產(chǎn)污水兩大類。

(1)生活污水

生活污水包括日常生活過程中有洗浴、廚房用水、地面沖洗水以及洗衣用水等“灰水”，衛(wèi)生間、醫(yī)務(wù)室排水等“黑水”。我國《海洋石油勘探開發(fā)污染物排放濃度限值》中要求海洋石油排海生活污水中的COD排放要求和限值為一、二級海域≤300mg/L，三級海域≤500mg/L。

黑水和灰水中所含有的各種物質(zhì)海上平臺的主要對象，不同類型的污水所含的污染物和排放量也不同[2]，詳情見下表1。生活污水的黑水因?yàn)槠渖柩趿亢突瘜W(xué)需氧量含量較高，也會含有一些懸浮物，導(dǎo)致需要進(jìn)行處理凈化后排放，灰水的處理相對簡單，經(jīng)過簡單過濾程序后，會與黑水一起凈化，在滿足國家標(biāo)準(zhǔn)要求后而后直接排放。

表1 生活污水主要污染特性表

(2)生產(chǎn)污水

海上油氣平臺的生產(chǎn)污水主要是在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的采油污水，我國對于平臺生產(chǎn)過程中的污水處理標(biāo)準(zhǔn)有嚴(yán)格的限值要求,排海污水中油濃度不得超過30mg/L，過高的油濃度會對海洋的動植物的生存造成極大的威脅，對于海洋的生態(tài)產(chǎn)生破壞性的影響。目前對于生產(chǎn)污水的的處理主要以降低含油量，降低金屬離子作為主要目標(biāo)，采取物理處理技術(shù)、化學(xué)處理技術(shù)以及生物處理技術(shù)等方式，針對海上平臺三相分離器分離后的含油污水以及開采過程中產(chǎn)生的污水進(jìn)行處理。

2.海上平臺生活污水的處理

針對不同的污水類型，海上油氣平臺的污水處理方式也不同。經(jīng)過分析文獻(xiàn)[3-4]，結(jié)合項(xiàng)目實(shí)際，文章介紹較為實(shí)用的污水處理及回用的策略，生活污水的處理常用的方法為生化法、MBR法和電解法。

(1)生化法

生化法是一種借助于微生物進(jìn)行海上油氣平臺污水處理的技術(shù)。該技術(shù)會借助于微生物氧化、還原等作用，通過大量的微生物分解污水中的有害物質(zhì)，達(dá)到凈化污水的目的，是應(yīng)用時間最為長久的凈化方式之一，應(yīng)用范圍廣泛，且不容易出現(xiàn)二次污染。可以按照微生物類型分為厭氧型和好氧型兩種，厭氧性微生物因其運(yùn)行費(fèi)用低廉，對溫度要求不敏感，污泥產(chǎn)量低等特點(diǎn)主要應(yīng)用于污泥等物質(zhì)的處理，好氧型微生物因?yàn)榉纸馑俣瓤欤到膺^程中臭氣較少等特點(diǎn)，主要用來降解相對較易分解的低濃度污水。

(2)電解法

電解法是利用電解方式將廢水中的污染源通過在電解池的陰陽兩極，進(jìn)行氧化、還原反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)污水凈化的目的。海上平臺的污水多伴有海水，通過電解產(chǎn)生次氯酸根，（ClO-），實(shí)現(xiàn)殺菌消毒的效果，與此同時污水中的有機(jī)物可以被氧化分解成二氧化碳和水，綠色環(huán)保，可操作性強(qiáng)。

電解法的基本流程是將污水引入到緩沖罐內(nèi)，罐內(nèi)的液位控制系統(tǒng)將會根據(jù)污水液位開啟處理設(shè)備，首先工作的攪拌電機(jī)將污水內(nèi)的廢渣等污物粉碎攪拌均勻，然后與海水進(jìn)行充分混合后進(jìn)入下一處理過程，即在電解槽內(nèi)進(jìn)行氧化消毒。在溢流罐內(nèi)與電解產(chǎn)生的ClO-進(jìn)行氧化消毒反應(yīng)，反應(yīng)后將沉淀的污泥抽回緩沖罐再次處理，其余少量反應(yīng)氣體通過稀釋器排入大氣。

圖1 電解法污水處理流程圖

(3)MBR法

MBR污水處理方法，是目前常見的污水處理方式，核心是將膜處理手段結(jié)合活性污泥法技術(shù)，對海洋平臺產(chǎn)生的污水進(jìn)行的高效凈化。采用MBR工藝可以將污水中的固體析出，得到直接使用的穩(wěn)定中水。具有出水水質(zhì)較好且穩(wěn)定、污泥產(chǎn)量少、占地面積小，不受場地影響、操作方便等優(yōu)點(diǎn)。

經(jīng)分析，三種方法各有優(yōu)勢和缺點(diǎn)，具體見表2。在生活污水處理過程中，應(yīng)該針對不同的要求，經(jīng)過多重比選，最終選取符合自己要求的處理方式。

表2 常用污水處理方法對比

本文提出一種新型的利用多種方式結(jié)合處理的生活污水處理方式，黑水先經(jīng)粉碎泵粉碎，然后進(jìn)行厭氧處理，而后在鼓風(fēng)機(jī)的作用下將降解過的黑水與灰水一起進(jìn)入MBR反應(yīng)池進(jìn)行膜處理，而后再經(jīng)電解處理，可以實(shí)現(xiàn)污水的全方位處理。具體的處理流程見圖2。

圖2 優(yōu)化的生活污水處理流程圖

3.海上平臺生產(chǎn)污水的處理流程

海上油氣平臺生產(chǎn)所產(chǎn)生的污水，主要是將分離器等排出的含水原油進(jìn)行處理所產(chǎn)生的含有油的污水。我國將含油污水的排放分為三大等級（參見《海洋石油勘探開發(fā)污染物排放濃度限值》），在處理后的污水中無論是作為回注水還是動力液，一定要滿足相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)才可以排放。

表3 含油污水排放海域分級

海上平臺采用的生產(chǎn)污水處理時，一般使用多級除油的策略。第一級除油采用由撇油容器、水力旋流器、波紋板聚結(jié)器等裝置。第二級除油采用復(fù)選器、水力旋流器等。第三級主要由核桃殼過濾器，第四級除油主要由雙介質(zhì)過濾器和核桃殼過濾器組成。生產(chǎn)污水過濾流程如圖3。

圖3 生產(chǎn)污水處理流程圖

4.結(jié)論

文章從海上平臺的生活污水和生產(chǎn)污水的分類開始入手，介紹兩種類型污水的基本分類和特征。對于生活污水，介紹其常用的生化法、MBR法和電解法這三種基本的處理方式，并從多個方面比較其優(yōu)缺點(diǎn)和其他特性，最后對于優(yōu)化的三種結(jié)合的處理方法的基本流程進(jìn)行介紹。對于生產(chǎn)污水，介紹了其基本的處理流程，以及常用的設(shè)備。通過文章的分析，對于海洋平臺的污水處理提供理論支持，并為海洋生態(tài)環(huán)境保護(hù)的實(shí)踐，提供一種新的思路和幫助。