面对溢油事故的膜法淡化装置系统应急策略

陈 芃,肖亚苏

（国家海洋局天津海水淡化与综合利用研究所，天津，300192）

面对溢油事故的膜法淡化装置系统应急策略

陈 芃,肖亚苏

（国家海洋局天津海水淡化与综合利用研究所，天津，300192）

油进入膜法淡化装置内部会导致设备的瘫痪或损坏，造成经济损失并影响市政、电厂等行业的用水安全。本文详细介绍了溢油监测数据的采集与集成传输方式，并分别从管理层面和技术角度分析了面对溢油事故的膜法淡化装置系统应急策略。

溢油；膜法淡化；应急策略

0 引言

随着海上交通运输业的不断发展和海洋石油资源的持续开发，海洋溢油污染问题越来越严重。2011年6月，康菲石油中国有限公司蓬莱19-3油田发生重大溢油事故，半年内渤海被污染海域超过6200平方公里。膜法海水淡化具有工艺简便、易操作控制等优点，是目前市场上的主流海水淡化技术之一。当膜法海水淡化装置周围海域发生溢油事故时，随着石油类污染物的扩散，油一旦进入装置系统内部会直接引起设备的瘫痪或损坏，不仅会造成装置的经济损失，更会危及市政、电厂等各行业的用水。本文从系统控制方面出发，详细介绍了溢油监测数据的采集与集成传输方式和系统应急策略。

1 膜法淡化装置工艺流程

膜法淡化工艺流程一般包括预处理、反渗透和后处理三部分。预处理措施主要包括多介质过滤、混凝、气浮和超滤等，主要目的在于去除原海水中的悬浮物、胶体、泥沙、微生物、有机物等物质，使得处理后水质满足反渗透膜进水水质需求。经过预处理后的水通过高压泵升压后进入反渗透膜组，其中透过膜的作为初级产品水，而未透过膜的则作为浓盐水排放。初级产品水一般呈弱酸性，不宜于直接饮用，如果直接进入供水管网会对铁制的管网系统产生腐蚀，因此需对其进行后处理，如投加次氯酸钠以防止细菌滋生，投加石灰、苏打或火碱以提高碱度或硬度等。

2 溢油数据采集与传输

膜法淡化装置控制系统一般由人机界面组态软件、PLC编程软件及通讯软件等组成。系统遵循安全可靠、便于操作维护、实用性强等设计原则，用于完成装置运行过程中的安全供电、参数检测、顺序控制、故障诊断和连锁保护等功能。

海水淡化取水水源污染可分为持续性、间断性和偶发性污染。溢油事故突发性强、污染负荷高、不易控制且没有污染先兆，属于偶发性污染。膜法淡化装置的溢油应急是建立在工程取水水质监测与管理基础上的。常规人工采样监测分析较慢，容易错过已经发生的污染，难以迅速做出应急处理，因此需要通过在线监测设备连续监测，快速探测污染物。

对于溢油事故这种具有偶发性、瞬时性的水质恶化，应急首要前提时合理布置在线监测设备的位置以保证及时监测水质变化信息。根据污染的位置和污染物的特征等信息，可通过机理模型预测污染物到达取水口的时间以及对取水口水质的影响并采取相应措施。

在线监测设备通过数据采集仪传输监测信息，传输方式包含无线通讯和有线通讯。考虑到在线监测点一般处于无人值守的长期运行状态，且比较分散，有的位置比较偏僻，可采用 GPRS、CDMA、3G等无线通讯网络，如图1所示。根据收集的水质监测数据，结合装置运行历史数据和预警指标，开展现状评价和趋势预测，进行风险警度指标和预报。

3 应急策略

当膜法淡化装置取水口周围海域发生溢油事故，需根据预报的警度不同按照预案开展应急处理，将损失和危害减少到最低程度。应急策略的制定应遵循以下原则：

①保障产品水水质，保证沿海地区电力、市政等各行业的用水安全。

②控制事故，降低工程经济性损失，并充分考虑周围海域资源的优先保护；

③减少溢油事故损害的影响，最大能力降低对环境的危害。

从管理层面来说，需要建立溢油应急反应处置小组，并明确各级人员的职责。溢油应急反应处置小组需负责组织、协调、指挥溢油应急行动，对溢油事故报告迅速做出反应，发布报警和通报，组织指挥应急措施，提供应急技术咨询以及负责总结、整理、制发相关材料并按时上报等。当原海水含油量过高时，应根据应急预案开展报警、接警处理、行动联络和事故分析工作。

从技术角度来说，当确定发生溢油事故并影响海水淡化工程取水水质时，应根据预警的风险级别进行应对。在低级别风险预警情况下，需要密切关注预处理和反渗透部分的进水水质、膜通量、运行压力等情况，加强冲洗或者进行化学清洗。一旦出现高级别风险预警，则应紧急关闭取水口电动阀，并将淡化装置停机，以规避高风险，并根据取水口周围海域溢油情况，配合当地溢油事故管理部门开展除油处理，降低溢油事故对膜法淡化装置的危害，保障海水淡化工程的安全与稳定。

对膜法淡化装置的操作人员而言，停机过程按如下操作：

①关闭取水口进水阀门；

②关停取水泵；

③降低高压泵转速并逐渐停止；

④降低增压泵转速并逐渐停止；

⑤关停中间水泵。

4 结论

当膜法海水淡化装置周围海域发生溢油事故时，一旦油通过取水系统进入装置内部，则会引起设备的瘫痪或损坏，影响淡化产品水质量。膜法淡化装置的溢油应急是建立在工程取水水质监测与管理基础上的，水质监测数据可通过有线、无线等方式传输。应急策略包括管理和技术两方面，一方面应建立溢油应急反应处置小组，形成有效的应急制度与管理机制，另一方面则需根据预警的风险级别采取加强清洗、直接停机等应对措施，以降低溢油事故对膜法淡化装置的危害，保障装置运行的安全与稳定。

[1]高从堦. 膜技术在水处理中的应用[J]. 化工进展，2009，S2:405.

[2]屠金辉. 反渗透海水淡化的监测与控制[D]. 杭州电子科技大学.2013.

[3]陈燕. 突发性海洋溢油污染事件应急处理研究[J].环境科学与管理，2014，6：27-30.

Emergency strategy for membrane desalination devicefacing oil spill accident

Chen Peng,Xiao Yasu
（The Institute of Seawater Desalination and Multipurpose Utilization, SOA(Tianjin)）

Oil can easilyflow into the internal of membrane desalination device causingeconomic loss and water safety threats.This paper introduce collection and integrated transmission mode of oil spill monitoring data andemergency strategy of the device facing oil spill in the surrounding sea area.

Oil spill;Membrane desalination;Emergency strategy

图1 膜法淡化装置在线监测数据传输方式

基金:国家海洋局海洋溢油鉴别与损害评估技术重点实验室开放基金“海水淡化原水含油风险评价研究”（项目编号201314）