破乳-混凝-三相分離工藝處理海上平臺有機廢水
行業(yè)動態(tài)
海上某油田自更換原油開采方式后，產(chǎn)出液出現(xiàn)油水破乳分離困難的現(xiàn)象，產(chǎn)水了大量有機廢水。該廢水有機物濃度高，含有大量的懸浮物與藥劑粉末，且含油量較高，乳化嚴重，采用平臺污水處理系統(tǒng)無法得到有效處理，需由送料船定期送回陸地處理，處理成本較高，同時廢液罐占用大量平臺空間，增加了平臺人員的工作量，且增加了吊裝過程中的安全隱患。針對該平臺生產(chǎn)的實際情況，公司在原有污水處理設施的基礎上，增加了一個預處理環(huán)節(jié)，即采用破乳-混凝-三相分離工藝對高濃度有機廢水進行預處理，使處理出水滿足原有污水處理系統(tǒng)的進水要求。本文介紹了破乳-混凝-三相分離工藝對高濃度有機廢水的預處理效果及相關的工藝設計參數(shù)，以期為類似工程提供經(jīng)驗。
1 廢水水質
項目 | COD（mg/L） | SS（mg/L） | 含油質量濃度（mg/L） | 色度（倍） | pH |
實際進水 | 33716 | 12130 | 12477 | 500 | 8 |
設計預處理進水 | 30000～35000 | 10000～15000 | 10000～15000 | 500～600 | 6～9 |
設計預處理出水 | 800～1000 | 50～70 | 400～600 | 25～30 | 6～9 |
原污水處理系統(tǒng)進水 | ＜2000 | ＜100 | ＜3000 | ＜50 | 6～9 |
該平臺每日從水處理系統(tǒng)各級分離器、平臺污水罐中排出約30m3/d的高濃度有機廢水，因此，設計工程處理量為30m3/d。設計出水水質滿足原有水處理系統(tǒng)的進水要求。進出水水質如下表所示：
該工程采用僅白天運行、每天運行6h的間歇運行方式。
2 廢水預處理工藝及設備
2.1 預處理工藝流程
針對該平臺廢水的水質特點，確定處理的重點是去除廢水中的懸浮物和化學藥劑粉末，及分離并回收廢水中大部分油，使處理出水滿足原有污水處理系統(tǒng)的進水要求。在模擬實驗的基礎上，確定采用破乳-混凝-三相分離工藝對廢水進行預處理。
該廢水首先進入破乳反應池，池內(nèi)設有藥劑投加和機械攪拌設備，添加質量分數(shù)為0.3%的HB-PR-06型破乳劑進行破乳，以打開O/W“水包油”體系。廢水經(jīng)過破乳后泵送到混凝反應槽，通過機械攪拌，并加入質量分數(shù)為1%的HB-FH-02型復合絮凝劑及質量分數(shù)為2%的HB-XY-01型陰離子PAM充分反應，將小油滴聚結成大油滴，使微小絮體凝聚成較大的易于沉淀的絮凝體。廢水經(jīng)過破乳-混凝后進入三相分離設備，通過三相離心機的分離，廢水分成油相/水相/固體相，油相通過回收進入平臺油處理系統(tǒng)，水相進入污水處理系統(tǒng)，沉淀物運回陸地集中處理。
2.2 主要構筑物
為了適應海上平臺生產(chǎn)需要，破乳-混凝-三相分離工藝采用撬裝式設計，整體設備尺寸為6058mm×2438mm×2591mm，占地面積不超過20㎡，設備質量7000kg，處理能力為3～6m3/h。設備用電380V/50Hz，功率45kW。
2.2.1 破乳反應池
設破乳反應池1個，鋼制結構（內(nèi)防腐），V=2.5m3，內(nèi)置攪拌機1套。
2.2.2 混凝反應槽
設混凝反應槽1個，鋼制結構（內(nèi)防腐），V=2.5m3，內(nèi)置攪拌機1套。
2.2.3 三相分離設備
設三相分離設備1臺，尺寸為3000mm×2000mm×2000mm，功率15kW，處理量3～6m3/h，轉速5600r/min。
2.2.4 清水池
設清水池1個，鋼制結構（內(nèi)防腐），V=2.5m3。
2.2.5 加藥系統(tǒng)
設加藥系統(tǒng)3套，PE材質溶藥罐3套。
3 預處理工程運行效果及分析
該項目于2013年3月開始實施，經(jīng)過3個月的連續(xù)運行，預處理效果穩(wěn)定，對廢水COD、SS、色度、油的去除均達到了預期目標，通過了驗收。下表為2013年3月至6月對預處理系統(tǒng)進出水水質隨機監(jiān)測結果的平均值。
項目 | COD（mg/L） | SS（mg/L） | 含油質量濃度（mg/L） | 色度（倍） |
進水 | 35012 | 13125 | 12380 | 500 |
出水 | 913 | 68 | 517 | 27 |
去除率（%） | 97.3 | 99.4 | 95.8 | 94.6 |
從上表可以看出，預處理出水各項指標均達到了平臺污水處理系統(tǒng)的進水要求，且出水透明度較好，通過平臺污水處理系統(tǒng)進一步處理，可達到回注水的要求。
4 預處理工程技術經(jīng)濟指標
4.1 工程投資
設備工藝采用撬裝式設計，占地面積小，適用于海上平臺作業(yè)，整個設備投資95萬元。
4.2 運行費用
（1）電費?？傃b機容量為45kW，常用負荷為30kW，按照1.2元/（kW·h）計算，則每日電費180元，噸水電費為7.2元。
（2）藥劑費。所用藥劑主要為復合絮凝劑、反向破乳劑、陰離子型PAM，其中復合絮凝劑單價按5.5元/kg計，噸水消耗量為5kg；陰離子型PAM單價按18元/kg計，噸水消耗量為0.001kg；反向破乳劑單價按20元/kg計，噸水消耗量為0.01kg。合計噸水處理藥劑費用為29.7元。
運行費用主要為電費和藥劑費，合計處理1t廢水的運行費用約為36.9元。
5 結論
（1）工程運行結果表明，采用破乳-混凝-三相分離工藝預處理海上平臺高濃度有機廢水可行，其對廢水COD、SS、油、色度的平均去除率分別達到了97.3%、99.4%、95.8%、94.6%，出水水質能夠達到平臺污水處理系統(tǒng)的進水要求。
（2）該預處理工程工藝簡單，采用撬裝設計，占地少，操作靈活，對于海上采油平臺是一種較為理想的預處理工藝。
（3）工程運行費用低，處理費用為36.9元/t。通過該工藝處理一方面可回收部分原油，另一方面因就地處理，節(jié)約了大量返回陸地的處理費用，具有較高的經(jīng)濟效益。
