海洋石油平台污水的处理技术

【摘 要】随着海洋石油工业的发展,海洋石油生产活动中的环境保护越来越受到重视,生产平台产生的生活污水及生产污水如不进行合理处理与排放,将会对海洋环境造成严重的污染.本文介绍了海洋石油污染造成的生态影响,阐述了我海洋石油平台污水处理的技术和工艺现状,针对在处理过程中存在的问题,提出了处理海洋石油平台污水的综合措施

【关 键 词】海洋石油?污水?处理?技术?工艺

依照2008年第三次全国石油资源评价结果可以看到,我国海洋石油资源储量为246亿吨,海洋天然气资源储量为16万亿立方米,分别占全国油、气总储量的23%和30%.在陆地石油资源开采增长能力有限的今天,开发海洋石油资源将成为未来我国能源战略发展的重中之重.中国海油年产5000万吨油当量约占全国石油年产量的四分之一.近十年来,全国新增石油产量中53%属于中国海油.中国海油承担着国家能源安全的重任!

随着海洋石油工业的发展,海洋石油生产活动中的环境保护越来越受到重视,生产平台产生的含油污水如不进行合理处理与排放以及近年来海洋石油工业发生的多次漏油事件对海洋环境造成严重的污染不可忽视.

1海洋油污染来源

海洋水体油污染来源于天然和人为两方面原因.天然原因之一为海底油藏中的石油通过地层断裂或裂缝渗出,渗出程度与地壳构造活动带有关.已发现在加利福尼亚、阿拉斯加岸外、阿拉伯湾、红海和南中国海等地都有地下原油渗出.天然原因之二为河流从陆地含油沉积岩侵蚀下来的油再搬运输入海洋.海洋水体油污染人为来源很多,如海上石油生产、FPSO外输、海洋运输、平台能源供应用油、伴生油气等.

1.1海上采油平台排污

在海上石油开发中,海上采油平台常发生溢油.比如,2009年4月20日,英国石油公司（BP）位于墨西哥湾的钻井平台发生爆炸,大量原油在深海泄漏,引发美国历史上最为严重的石油泄漏事故.通过采取各种措施,英国石油公司堵塞漏油取得了一定进展,漏油量逐渐减少,到8月份可望完全制止,但事故在环境、公共卫生、经济、社会、政治等各方面造成的损失目前还难以准确估算.这次事故是美国最严重的原油环境污染事件.虽然泄漏油量目前低于1991年海湾战争泄漏油量,但环境影响可能是史无前例的.泄漏油井在深海,原油收集行动难度较大,各方处理水下原油经验不足,遇到飓风或其他恶劣天气,进展还会受到影响甚至会被迫停止.漏出原油成分的水溶性高,与海水相溶后难以燃烧和清理,处理过程要耗时几年之久.

1.2海上运输排污

海上运输石油中油作业排污、码头作业排污、修船作业排污、压舱水排污及油轮和非油轮碰撞、触礁等事故溢油.

1.3FPSO原油外输

原油外输是一项高风险,持续时间长,需要多方密切配合的重大联合作业,需要FPSO、提油轮、两艘拖轮（一艘拖尾,一艘送管）等多方共同完成.任何的疏忽和其他不可抗拒的因素都有可能会导致人员伤亡,造成海洋污染.

2油污污染对海洋环境的危害

含油污水的不合理排放是对海洋环境的一种慢性长期输入,其在海洋环境中的表现形式主要以油膜、溶解分散态、乳化以及凝聚态残余物等四种形式存在.石油主要由烷烃、芳香烃、环烷烃以及含氧、硫、氮等数百种化合物组成,其物理影响和化学毒性会严重危害海洋生态环境.

2.1对浮游植物光合作用产生影响

海洋具有森林一样的能力：吸收二氧化碳.海洋中石油的污染会影响海洋吸收二氧化碳的机制,形成碳酸盐或碳酸氢盐,对海水中氧气与二氧化碳的平衡产生破坏；附着在海面上的油膜还会造成阳光辐射的减弱.以上因素将会影响到浮游植物的光合作用,破坏食物链,造成生物的死亡.

2.2造成海洋生态失衡,影响海洋水产养殖业

1L石油完全氧化需要4万L的溶解氧,会造成海水缺氧,引起海洋中的微生物和藻类死亡,因氧气的短缺,引起厌氧生物大量繁殖,造成海洋食物链破坏,造成海洋生态系统失衡.

海域石油污染,一是污染了的渔业水域,使对虾养殖池不能正常纳水,二是增养殖品种因水质恶化大量死亡影响产量.据初步统计,自1983年以来,山东省因石油污染造成渔业经济损失达2.95亿元,其中海水养殖业最为严重.1985、1986年,在胶州湾海域的大庆242、245号油轮漏油和大庆245号油轮爆炸,造成近海养殖损失3000万元；1989年8月12日,黄岛油库爆炸起火,630多吨原油溢流入海造成胶州湾大片海域严重污染,10万亩增养殖渔业受到重大损害,直接经济损失达4000万元.

在蓬莱19-3油田漏油事件发生后,河北省唐山市环保局、海洋局、水产局成立联合调查组,开始调查水产品死亡情况.仅在唐山地区,乐亭县扇贝养殖面积共35万亩,涉及160多户养殖户,共计700万笼扇贝.据当地水产养殖协会统计,目前乐亭县的扇贝死亡率已经达到了50%至60%,初步估计损失在3亿元左右.

2.3形成赤潮

由于石油中含有氮元素,在化学反应下,含氮物质促使海水富营养化,这是赤潮藻类能够大量繁殖的重要物质基础,国内外大量研究表明,海洋浮游藻是引发赤潮的主要生物,在全世界4000多种海洋浮游藻中有260多种能形成赤潮,其中有70多种能产生毒素.他们分泌的毒素有些可直接导致海洋生物大量死亡,有些甚至可以通过食物链传递,造成人类食物中毒.

2.4污染大气

石油在水体中以油膜形式浮在水面,表面积非常大,在多种自然因素作用下,其中一部分组分和分解产物挥发进入大气,污染和毒化水体上空和周围的大气环境.由于扩散和风力的作用,会使污染范围不断扩大.

3海洋石油工业污水处理技术

3.1海上平台生活污水处理技术

3.1.1?生化处理法

生化法生活污水处理装置（船用生活污水处理系统）采用生物接触氧化法和物化处理消毒原理处理船舶生活污水.该处理装置由五个柜室组成：曝气柜、接触氧化柜、沉淀柜、消毒柜.在曝气柜内,以好氧菌为主的活性污泥菌胶团形成象棉絮状带有粘性的絮体吸附有机物质,在充氧条件下变成无害的二氧化碳和水,同时活性污泥得到繁殖；在接触氧化柜内挂有软性填料,充作生物膜,有机物得到进一步消解；在沉淀柜内累积的活性污泥沉淀物再被返送至曝气柜作为菌种繁殖和再处理；经沉清处理过的污水最后进入消毒柜用含氯药品杀菌,然后由排放泵排至舷外.

3.1.3?生活污水处理方法对比优缺点

生化法优点为生活水停留时间较长,处理水量大,调节手段多,耐冲击,运行平稳.缺点则是体积大,占用空间较大,重量大.

电解法优点为体积小,占用空间小,重量轻.缺点则是停留时间很短,调节手段少,对流量变化敏感,处理水量小,维护较困难.

3.2海上平台生产污水处理技术

3.2.1?水力旋处理系统

该系统工作原理是：来自一级分离器的生产污水进入生产水舱进行沉淀,分离出的油可通过溢流管线进入撇油舱,水则通过生产污水泵输送到生产工艺模块的水力游流器进行油水分离,使水中含油浓度不大于排放限值,经漩流器处理后的污水再经过撇油罐稳定后,排入海中.工艺流程见图：

图4?气浮选处理系统工艺流程图3.2.3?生产污水处理方法对比优缺点

浮选机的优点为停留时间较长,调节手段多,耐冲击性好.缺点则是体积大,重量大,维修量较大,对设备的平稳度要求较高,密闭运行比较难实现.

水力旋流器的优点是体积小,重量轻,没有转动部件,维修量小,对设备平稳度没有要求,密闭运行.缺点则是停留时间很短,调节手段少,对流量变化敏感.

3.2.4?实际应用数据对比

以下数据选于南海某平台在两种处理系统使用中监测结果见表1：

4结语

通过以上几种含油污水处理工艺流程我们可以看到,其在运行中各有特点,根据其优缺点可以适用于不同环境、不用油质污水的处理.经过实际应用过程中对生产污水处理装置处理能力的对比,可以看出气浮选效果好于水力旋装置.

总之,随着海洋石油工业的发展与公众海洋环保意识的不断增强及各国海洋保护法的执行力度加大,这些防污染规范标准越来越高,执行也越来越严格.平台含油污水处理技术工艺也在不断的发展和完善,为满足国家环保要求和自身发展需要,中国海油将不断研究探索,不断学习先进污水处理经验,综合运用相关污水处理技术,对平台污水进行多重处理,实现含油污水的“零排放”,以保护我们蓝色国土.