发表时间：2016-12-08
海上某油田自更换原油开采方式后，产出液出现油水破乳分离困难的现象，产生了大量有机废水。该废水有机物浓度高，含有大量的悬浮物与药剂粉末，且含油量较高，乳化严重，采用平台污水处理系统无法得到有效处理，需由送料船定期送回陆地处理，处理成本较高，同时废液罐占用大量平台空间，增加了平台人员的工作量，且增加了吊装过程中的安全隐患。针对该平台生产的实际情况，公司在原有污水处理设施的基础上，增加了一个预处理环节，即采用破乳-混凝-三相分离工艺对高浓度有机废水进行预处理，使处理出水满足原有污水处理系统的进水要求。笔者介绍了破乳-混凝-三相分离工艺对高浓度有机废水的预处理效果及相关的工艺设计参数，以期为类似工程提供经验。
1 废水水质
该平台每日从水处理系统各级分离器、平台污水罐中排出约30 m3/d 的高浓度有机废水，因此，设计工程处理量为30 m3/d。设计出水水质满足原有处理系统的进水要求。进出水水质如表1 所示。该工程采用仅白天运行、每天运行6 h 的间歇运行方式。
2 废水预处理工艺及设备
2.1 预处理工艺流程
针对该平台废水的水质特点，确定处理的重点是去除废水中的悬浮物和化学药剂粉末，及分离并回收废水中大部分油，使处理出水满足原有污水处理系统的进水要求。在模拟实验的基础上，确定采用破乳-混凝-三相分离工艺对废水进行预处理，处理工艺流程见图1。
该废水首先进入破乳反应池，池内设有药剂投加和机械搅拌设备，添加质量分数为0.3%的HBPR-06 型破乳剂进行破乳，以打开O/W“水包油”体系。废水经过破乳后泵送到混凝反应槽，通过机械搅拌，并加入质量分数为1%的HB-FH-02 型复合絮凝剂及质量分数为2%的HB-XY-01 型阴离子PAM 充分反应，将小油滴聚结成大油滴，使微小絮体凝聚成较大的易于沉淀的絮凝体。废水经过破乳-混凝后进入三相分离设备，通过三相离心机的分离，废水分成油相/水相/固体相，油相通过回收进入平台油处理系统，水相进入污水处理系统，沉淀物运回陆地集中处理。
2.2 主要构筑物
为了适应海上平台生产需要，破乳-混凝-三相分离工艺采用撬装式设计，整体设备尺寸为6 058 mm×2 438 mm×2 591 mm，占地面积不超过20 m2，设备质量7 000 kg，处理能力为3～6 m3/h。设备用电380 V/50 Hz，最大功率45 kW。
2.2.1破乳反应池
设破乳反应池1 个，钢制结构（内防腐），V=2.5m3，内置搅拌机1 套，搅拌机型号：MZJ350-1800。
2.2.2混凝反应槽
设混凝反应槽1 个，钢制结构（内防腐），V=2.5m3，内置搅拌机1 套，搅拌机型号：PS1D025A。
2.2.3三相分离设备
设三相分离设备1 台，尺寸为3 000 mm×2 000 mm×2 000 mm，功率15 kW，处理量3～6 m3/h，最大转速5 600 r/min，型号：福乐伟Z4E-3/951SP3.10。
2.2.4清水池
设清水池1 个，钢制结构（内防腐），V=2.5 m3。
2.2.5加药系统
设加药系统3 套，PE 材质溶药罐3 套。
3 预处理工程运行效果及分析
该项目于2013 年3 月开始实施，经过3 个月的连续运行，预处理效果稳定，对废水COD、SS、色度、油的去除均达到了预期目标，通过了验收。表2 为2013 年3 月至6 月对预处理系统进出水水质随机监测结果的平均值。
从表2 可以看出，预处理出水各项指标均达到了平台污水处理系统的进水要求，且出水透明度较好，通过平台污水处理系统进一步处理，可达到回注水的要求。
4 预处理工程技术经济指标
4.1 工程投资
设备工艺采用撬装式设计，占地面积小，适用于海上平台作业，整个设备投资95 万元。
4.2 运行费用
（1）电费。总装机容量为45 kW，常用负荷为30 kW，按照1.2 元/（kW·h）计算，则每日电费180 元，吨水电费为7.2 元。
（2）药剂费。所用药剂主要为复合絮凝剂、反向破乳剂、阴离子型PAM，其中复合絮凝剂单价按5.5元/kg 计，吨水消耗量为5 kg；阴离子型PAM 单价按18 元/kg 计，吨水消耗量为0.001 kg；反向破乳剂单价按20 元/kg 计，吨水消耗量为0.01 kg。合计吨水处理药剂费用为29.7 元。
运行费用主要为电费和药剂费，合计处理1 t废水的运行费用约为36.9 元。具体参见更多相关技术文档。
5 结论
（1）工程运行结果表明，采用破乳-混凝-三相分离工艺预处理海上平台高浓度有机废水可行，其对废水COD、SS、油、色度的平均去除率分别达到了97.3%、99.4%、95.8%、94.6%，出水水质能够达到平台污水处理系统的进水要求。
（2）该预处理工程工艺简单，采用撬装设计，占地少，操作灵活，对于海上采油平台是一种较为理想的预处理工艺。
（3）工程运行费用低，处理费用为36.9 元/t。通过该工艺处理一方面可回收部分原油，另一方面因就地处理，节约了大量返回陆地的处理费用，具有较高的经济效益。
