海上油氣平臺污水處理策略分析

＊曹會林 袁光強

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

我國沿海地區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]。根據自然資源局《中國海洋經濟統計公報》數據得知，2019年我國海洋油氣業正蓬勃發展，全年實現增加值1541億元，海洋原油實現產量4916萬噸，海洋天然氣產量達到162億m3。隨著2020污染防治攻堅年的到來，環保越來越成為各個行業的共識，海上油氣平臺污水處理的問題也成為影響我國海洋生態環境保護的阻礙。

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”，衛生間、醫務室排水等“黑水”。我國《海洋石油勘探開發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。生活污水的黑水因為其生化需氧量和化學需氧量含量較高，也會含有一些懸浮物，導致需要進行處理凈化后排放，灰水的處理相對簡單，經過簡單過濾程序后，會與黑水一起凈化，在滿足國家標準要求后而后直接排放。

表1 生活污水主要污染特性表

(2)生產污水

海上油氣平臺的生產污水主要是在生產過程中產生的采油污水，我國對于平臺生產過程中的污水處理標準有嚴格的限值要求,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，對于海洋的生態產生破壞性的影響。目前對于生產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，采取物理處理技術、化學處理技術以及生物處理技術等方式，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生的污水進行處理。

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。經過分析文獻[3-4]，結合項目實際，文章介紹較為實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行海上油氣平臺污水處理的技術。該技術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，達到凈化污水的目的，是應用時間最為長久的凈化方式之一，應用范圍廣泛，且不容易出現二次污染。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行費用低廉，對溫度要求不敏感，污泥產量低等特點主要應用于污泥等物質的處理，好氧型微生物因為分解速度快，降解過程中臭氣較少等特點，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，進行氧化、還原反應，實現污水凈化的目的。海上平臺的污水多伴有海水，通過電解產生次氯酸根，（ClO-），實現殺菌消毒的效果，與此同時污水中的有機物可以被氧化分解成二氧化碳和水，綠色環保，可操作性強。

電解法的基本流程是將污水引入到緩沖罐內，罐內的液位控制系統將會根據污水液位開啟處理設備，首先工作的攪拌電機將污水內的廢渣等污物粉碎攪拌均勻，然后與海水進行充分混合后進入下一處理過程，即在電解槽內進行氧化消毒。在溢流罐內與電解產生的ClO-進行氧化消毒反應，反應后將沉淀的污泥抽回緩沖罐再次處理，其余少量反應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合活性污泥法技術，對海洋平臺產生的污水進行的高效凈化。采用MBR工藝可以將污水中的固體析出，得到直接使用的穩定中水。具有出水水質較好且穩定、污泥產量少、占地面積小，不受場地影響、操作方便等優點。

經分析，三種方法各有優勢和缺點，具體見表2。在生活污水處理過程中，應該針對不同的要求，經過多重比選，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合處理的生活污水處理方式，黑水先經粉碎泵粉碎，然后進行厭氧處理，而后在鼓風機的作用下將降解過的黑水與灰水一起進入MBR反應池進行膜處理，而后再經電解處理，可以實現污水的全方位處理。具體的處理流程見圖2。

圖2 優化的生活污水處理流程圖

3.海上平臺生產污水的處理流程

海上油氣平臺生產所產生的污水，主要是將分離器等排出的含水原油進行處理所產生的含有油的污水。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，一定要滿足相應的標準才可以排放。

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、波紋板聚結器等裝置。第二級除油采用復選器、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過濾器和核桃殼過濾器組成。生產污水過濾流程如圖3。

圖3 生產污水處理流程圖

4.結論

文章從海上平臺的生活污水和生產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缺點和其他特性，最后對于優化的三種結合的處理方法的基本流程進行介紹。對于生產污水，介紹了其基本的處理流程，以及常用的設備。通過文章的分析，對于海洋平臺的污水處理提供理論支持，并為海洋生態環境保護的實踐，提供一種新的思路和幫助。