海上油气平台污水处理策略分析

＊曹会林 袁光强

（1.湛江南油利海自动化工程有限公司 广东 524057 2.中海油能源发展装备技术有限公司湛江分公司 广东 524057）

我国沿海地区拥有丰富的海洋石油和天然气资源，拥有巨大的开采潜力[1]。根据自然资源局《中国海洋经济统计公报》数据得知，2019年我国海洋油气业正蓬勃发展，全年实现增加值1541亿元，海洋原油实现产量4916万吨，海洋天然气产量达到162亿m3。随着2020污染防治攻坚年的到来，环保越来越成为各个行业的共识，海上油气平台污水处理的问题也成为影响我国海洋生态环境保护的阻碍。

1.海上平台污水的分类

我国海上油气平台污水有生活污水和生产污水两大类。

(1)生活污水

生活污水包括日常生活过程中有洗浴、厨房用水、地面冲洗水以及洗衣用水等“灰水”，卫生间、医务室排水等“黑水”。我国《海洋石油勘探开发污染物排放浓度限值》中要求海洋石油排海生活污水中的COD排放要求和限值为一、二级海域≤300mg/L，三级海域≤500mg/L。

黑水和灰水中所含有的各种物质海上平台的主要对象，不同类型的污水所含的污染物和排放量也不同[2]，详情见下表1。生活污水的黑水因为其生化需氧量和化学需氧量含量较高，也会含有一些悬浮物，导致需要进行处理净化后排放，灰水的处理相对简单，经过简单过滤程序后，会与黑水一起净化，在满足国家标准要求后而后直接排放。

表1 生活污水主要污染特性表

(2)生产污水

海上油气平台的生产污水主要是在生产过程中产生的采油污水，我国对于平台生产过程中的污水处理标准有严格的限值要求,排海污水中油浓度不得超过30mg/L，过高的油浓度会对海洋的动植物的生存造成极大的威胁，对于海洋的生态产生破坏性的影响。目前对于生产污水的的处理主要以降低含油量，降低金属离子作为主要目标，采取物理处理技术、化学处理技术以及生物处理技术等方式，针对海上平台三相分离器分离后的含油污水以及开采过程中产生的污水进行处理。

2.海上平台生活污水的处理

针对不同的污水类型，海上油气平台的污水处理方式也不同。经过分析文献[3-4]，结合项目实际，文章介绍较为实用的污水处理及回用的策略，生活污水的处理常用的方法为生化法、MBR法和电解法。

(1)生化法

生化法是一种借助于微生物进行海上油气平台污水处理的技术。该技术会借助于微生物氧化、还原等作用，通过大量的微生物分解污水中的有害物质，达到净化污水的目的，是应用时间最为长久的净化方式之一，应用范围广泛，且不容易出现二次污染。可以按照微生物类型分为厌氧型和好氧型两种，厌氧性微生物因其运行费用低廉，对温度要求不敏感，污泥产量低等特点主要应用于污泥等物质的处理，好氧型微生物因为分解速度快，降解过程中臭气较少等特点，主要用来降解相对较易分解的低浓度污水。

(2)电解法

电解法是利用电解方式将废水中的污染源通过在电解池的阴阳两极，进行氧化、还原反应，实现污水净化的目的。海上平台的污水多伴有海水，通过电解产生次氯酸根，（ClO-），实现杀菌消毒的效果，与此同时污水中的有机物可以被氧化分解成二氧化碳和水，绿色环保，可操作性强。

电解法的基本流程是将污水引入到缓冲罐内，罐内的液位控制系统将会根据污水液位开启处理设备，首先工作的搅拌电机将污水内的废渣等污物粉碎搅拌均匀，然后与海水进行充分混合后进入下一处理过程，即在电解槽内进行氧化消毒。在溢流罐内与电解产生的ClO-进行氧化消毒反应，反应后将沉淀的污泥抽回缓冲罐再次处理，其余少量反应气体通过稀释器排入大气。

图1 电解法污水处理流程图

(3)MBR法

MBR污水处理方法，是目前常见的污水处理方式，核心是将膜处理手段结合活性污泥法技术，对海洋平台产生的污水进行的高效净化。采用MBR工艺可以将污水中的固体析出，得到直接使用的稳定中水。具有出水水质较好且稳定、污泥产量少、占地面积小，不受场地影响、操作方便等优点。

经分析，三种方法各有优势和缺点，具体见表2。在生活污水处理过程中，应该针对不同的要求，经过多重比选，最终选取符合自己要求的处理方式。

表2 常用污水处理方法对比

本文提出一种新型的利用多种方式结合处理的生活污水处理方式，黑水先经粉碎泵粉碎，然后进行厌氧处理，而后在鼓风机的作用下将降解过的黑水与灰水一起进入MBR反应池进行膜处理，而后再经电解处理，可以实现污水的全方位处理。具体的处理流程见图2。

图2 优化的生活污水处理流程图

3.海上平台生产污水的处理流程

海上油气平台生产所产生的污水，主要是将分离器等排出的含水原油进行处理所产生的含有油的污水。我国将含油污水的排放分为三大等级（参见《海洋石油勘探开发污染物排放浓度限值》），在处理后的污水中无论是作为回注水还是动力液，一定要满足相应的标准才可以排放。

表3 含油污水排放海域分级

海上平台采用的生产污水处理时，一般使用多级除油的策略。第一级除油采用由撇油容器、水力旋流器、波纹板聚结器等装置。第二级除油采用复选器、水力旋流器等。第三级主要由核桃壳过滤器，第四级除油主要由双介质过滤器和核桃壳过滤器组成。生产污水过滤流程如图3。

图3 生产污水处理流程图

4.结论

文章从海上平台的生活污水和生产污水的分类开始入手，介绍两种类型污水的基本分类和特征。对于生活污水，介绍其常用的生化法、MBR法和电解法这三种基本的处理方式，并从多个方面比较其优缺点和其他特性，最后对于优化的三种结合的处理方法的基本流程进行介绍。对于生产污水，介绍了其基本的处理流程，以及常用的设备。通过文章的分析，对于海洋平台的污水处理提供理论支持，并为海洋生态环境保护的实践，提供一种新的思路和帮助。