海上油氣田管線系統(tǒng)殺菌消毒和內(nèi)沖洗工藝介紹

高玉鳳，趙建宇，孔令燕，龔健，梁毅

（海洋石油工程股份有限公司，天津 300452）

海上油氣田上部設(shè)施的管線在安裝完成后，要對整體管線系統(tǒng)進(jìn)行壓力試驗(yàn)。其中，部分飲用水管線在完成壓力試驗(yàn)后，為了達(dá)到國家規(guī)定的“生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)”中相關(guān)要求，還要進(jìn)行管線內(nèi)沖洗和殺菌消毒操作。本文主要根據(jù)不同的消毒劑消毒原理，計(jì)算出施工過程中需要的消毒劑用量，并對施工工序和要求進(jìn)行了詳細(xì)的工藝介紹，用以相關(guān)操作的施工指導(dǎo)。

1 消毒劑常見種類

海上油氣田上部設(shè)施管線殺菌消毒通常采用的消毒劑有二氧化氯溶液、高錳酸鉀、次氯酸鈉溶液等。

1.1 二氧化氯

二氧化氯（ClO2）消毒劑是指用亞氯酸鈉或氯酸鈉為主要原料生產(chǎn)的制劑（商品態(tài)）。通過物理化學(xué)反應(yīng)操作能產(chǎn)生游離二氧化氯（應(yīng)用態(tài)）為主要有效成分的一種消毒產(chǎn)品。二氧化氯質(zhì)量濃度用mg·L-1或質(zhì)量分?jǐn)?shù)（%）表示。生活飲用水消毒劑推薦使用質(zhì)量濃度為1～2 mg·L-1。

二氧化氯消毒劑理化指標(biāo)見表1。

表1 二氧化氯消毒劑理化指標(biāo)

1.2 高錳酸鉀

高錳酸鉀（KMnO4）是一種有結(jié)晶光澤的紫黑色固體，易溶于水,溶液呈鮮艷的紫紅色，具有氧化性。高錳酸鉀水溶液能使細(xì)菌微生物組織因氧化而破壞。

管線殺菌消毒通常采用高錳酸鉀的配置質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.03%，即每千克溶液中所含高錳酸鉀質(zhì)量為0.3 g。

高錳酸鉀加注量計(jì)算：

式中：m——高錳酸鉀溶劑量，g；

Qc——消毒管道容積，m3；

d——管道內(nèi)徑，m；

L——管道長度，m；

ρ水——水的密度，1 000 g·L-1。

1.3 次氯酸鈉

管線殺菌消毒通常采用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的次氯酸鈉（NaClO）水溶液作為消毒溶劑，消毒管線入口有效氯質(zhì)量分?jǐn)?shù)需達(dá)到5 μg·g-1。

10%次氯酸鈉水溶液加注量計(jì)算：

式中：V—質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的次氯酸鈉水溶液體積，m3；

Qc—消毒管道容積，m3；

d—管道內(nèi)徑，m；

L—管道長度，m。

2 施工準(zhǔn)備

1）所需工機(jī)具準(zhǔn)備完畢，主要包括增壓泵、臨時(shí)水罐、污水罐、飲用水罐、濾器、步話機(jī)、安全標(biāo)志設(shè)施。

2）采用軟管制作臨時(shí)管路。

3）已設(shè)置好臨時(shí)閘閥、彎頭、排氣管、放水取樣口。

4）照明和維護(hù)設(shè)備已就緒。

5）已編制管道沖洗消毒方案，并已完成審批。

6）施工操作的工人已進(jìn)行技術(shù)交底和安全交底，明確管道沖洗消毒方案和安全要求，且熟悉現(xiàn)場條件、作業(yè)環(huán)境和施工順序。

3 管線殺菌消毒

3.1 工藝流程

消毒工藝流程如下：飲用水罐—沖洗泵—臨時(shí)管線—消毒管線系統(tǒng)—臨時(shí)管線—污水罐，詳見圖1。

圖1 消毒工藝流程圖

3.2 操作步驟

1）檢查待消毒管線系統(tǒng)和臨時(shí)管路是否連接完整，打開放氣閥。

2）通過增壓泵將臨時(shí)水罐里的消毒溶液注入需消毒管線系統(tǒng)中。溶液從管線系統(tǒng)低點(diǎn)慢慢注入，充分地排出系統(tǒng)內(nèi)的所有空氣，直到管線系統(tǒng)最高點(diǎn)放氣閥有穩(wěn)定的水流流出，關(guān)閉所有高點(diǎn)放空。

3）整個(gè)系統(tǒng)充滿消毒溶液，并連續(xù)浸泡24 h。

4）打開系統(tǒng)低點(diǎn)的排放閥，將管線中溶液排凈。

3.3 消毒后檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)

對消毒后的管線內(nèi)水體取樣檢測，檢測結(jié)果應(yīng)符合表2 微生物檢測指標(biāo)要求。

表2 微生物檢測指標(biāo)要求

4 管線內(nèi)沖洗

消毒液在系統(tǒng)中存留足夠的時(shí)間后，使用循環(huán)泵將飲用水在管線系統(tǒng)中進(jìn)行循環(huán)沖洗，沖洗流速應(yīng)大于1.0 m·s-1。連續(xù)沖洗直至系統(tǒng)中流出的水清澈透明、無雜質(zhì)、無異味。目測出水口的水色和透明度必須與入口處水質(zhì)一致為合格，并要經(jīng)過檢測。檢測結(jié)果應(yīng)達(dá)到生活飲用水消毒目的，如不符合《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》,將再次進(jìn)行沖洗直至合格為止。

沖洗工藝流程如下：

飲用水罐—沖洗泵—臨時(shí)管線—沖洗管線系統(tǒng)—臨時(shí)管線—污水罐，詳見圖2。

圖2 沖洗工藝流程圖

5 管道恢復(fù)

消毒進(jìn)行完畢，應(yīng)及時(shí)拆除臨時(shí)設(shè)施，檢查現(xiàn)場，恢復(fù)原有設(shè)備。

6 注意事項(xiàng)

1）沖洗管道的水質(zhì)符合國家水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，且水量充足，以確保可以隨時(shí)對管道進(jìn)行沖洗。

2）對進(jìn)行沖洗的管線進(jìn)行一次全面檢查，以確保在沖洗過程中沒有管道漏水等情況發(fā)生。

3）管道進(jìn)行沖洗設(shè)專人指揮，嚴(yán)格實(shí)施沖洗方案。派專人巡線，專人負(fù)責(zé)閥門的開啟、關(guān)閉。

4）開始管線消毒操作之前提供滅火設(shè)備。

5）工作場地最好通風(fēng)，提供足夠的照明，隨時(shí)清除場地障礙物，安裝臨時(shí)撓性軟管并加強(qiáng)固定以降低危險(xiǎn)系數(shù)。

6）清洗廢液的排放需經(jīng)過相關(guān)部門的同意方可排放。

7）清洗藥劑要擺放整齊，且標(biāo)有“化學(xué)藥劑”和“禁止進(jìn)入”的標(biāo)志(中文&英文)。化學(xué)藥劑的MSDS(material safety data sheets)必須張貼在工作地點(diǎn)的顯著位置。

8）軟管需與所用化學(xué)藥劑化學(xué)相容，且軟管至少具有1.72 MPa 的工作壓力。

9）有軟管、管線、管件需檢查是否存在泄漏點(diǎn)，所有泄漏點(diǎn)必須在使用化學(xué)藥劑前修復(fù)完成。

7 結(jié) 論

陸地輸水管線殺菌消毒工藝較為成熟，相關(guān)參考標(biāo)準(zhǔn)較多，但是海上油氣田上部設(shè)施管線殺菌消毒和內(nèi)沖洗操作工藝尚未成熟，相關(guān)參考資料有限。本文對海洋平臺管線相關(guān)操作進(jìn)行了詳細(xì)的介紹，為以后同類管線消毒工作提供參考。每個(gè)項(xiàng)目需要根據(jù)海域情況和業(yè)主的不同要求，進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。