[摘 要]海洋石油平臺(tái)在鉆采和生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的含油污水，含油污水中除了含有石油類和固體懸浮顆粒外，還含有可溶性鹽類、重金屬、硫化氫、一些用來(lái)改變采出水性質(zhì)的化學(xué)添加劑、以及注入地層的酸類、除氧劑、潤(rùn)滑劑、殺菌劑、防垢劑等。當(dāng)前生態(tài)環(huán)境日益惡化，含油污水處理是否合格直接影響海洋生態(tài)環(huán)境安全。本文首先對(duì)含油污水進(jìn)行概述，綜述了常用的含油污水處理方法，并開(kāi)發(fā)出污水處理新工藝。通過(guò)使用CFD方法和試驗(yàn)研究，仿真研究和優(yōu)化了水力旋流器結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)出合理高效的水力旋流分離器，為污水處理提供有效參考。
　　[關(guān)鍵詞]海洋石油平臺(tái) 含油污水 水力旋流器 污水處理
　　中圖分類號(hào)：S653 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2018）24-0041-01
　　1 含油污水概述
　　1.1 含油污水的來(lái)源
　　主要來(lái)源于以下幾個(gè)工作環(huán)節(jié)：
　�。�1）在鉆井過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的鉆井廢水；（2）在油田開(kāi)發(fā)中后期，原油的含水率較高，因此會(huì)產(chǎn)生大量的油田采出水；（3）于其工藝復(fù)雜、施工類型多，也會(huì)產(chǎn)生大量的作業(yè)廢水、洗井廢水、廢酸液、廢壓裂液等。
　　1.2 含油污水的特點(diǎn)
　　總體看來(lái)具有以下特點(diǎn)：
　�。�1）富含有機(jī)物，化學(xué)需氧量高；（2）高礦化度加速了腐蝕速度，同時(shí)也給廢水生化處理造成困難；（3）含油量高，遠(yuǎn)大于各種出路所要求的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)；（4）含大量微生物，細(xì)菌大量繁殖不僅腐蝕管線，而且還造成地層嚴(yán)重堵塞；（5）含有大量生垢離子，采出水中含有HCO3-，Ca2+，Mg2+，Ba2+，Cr2+等生成垢的離子；（6）懸浮物含量高，顆粒細(xì)小，容易造成地層堵塞。另外，部分油田采出水還含有S2-。
　　1.3 含油污水的去向
　　含油污水的去向有兩個(gè)，回注地層和排海。采油過(guò)程中一方面要注入大量的水，另一方面又產(chǎn)生大量的含油污水，最理想的情況是將采出的所有采油污水全部回注到地層，達(dá)到注水和采油之間的平衡，但在實(shí)際中很難達(dá)到這樣的注采平衡。而用于有效回注的污水，必須經(jīng)過(guò)處理到一定程度才可用于回注。用于無(wú)效回注的污水一般只需經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的除油處理即可。對(duì)于無(wú)法回注的采油污水，海上油田一般采取處理后排海，用于無(wú)效回注和排放的含油污水的量相對(duì)較少[1]。
　　2 含油污水常用處理方式
　　目前，國(guó)內(nèi)外常用的含油污水處理技術(shù)可大致分為三類：物理處理技術(shù)、化學(xué)處理技術(shù)和物理化學(xué)處理技術(shù)。物理處理技術(shù)有重力分離技術(shù)、聚結(jié)分離技術(shù)、過(guò)濾技術(shù)、水力旋流技術(shù)、膜分離技術(shù)和吸附分離技術(shù)；化學(xué)處理技術(shù)主要是添加化學(xué)藥劑處理含油污水如混凝劑、浮選劑、三防藥劑、水質(zhì)改性技術(shù)等；物理化學(xué)處理技術(shù)是氣浮分離技術(shù)，如加壓溶氣氣浮、葉輪氣浮、噴射浮選、曝氣浮選和電氣浮選等[2]，各類含油污水處理技術(shù)的簡(jiǎn)要對(duì)比見(jiàn)表1。
　　3 高效含油污水處理新工藝及配套技術(shù)研究
　　3.1 研究?jī)?nèi)容
　　以水力旋流器為污水處理的主體，通過(guò)數(shù)值計(jì)算軟件仿真模擬、實(shí)驗(yàn)研究改進(jìn)優(yōu)選水力旋流器的結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)出合理高效的水力旋流器。并通過(guò)選擇其他不同的污水處理方法與其并用，設(shè)計(jì)出高效的含油污水處理工藝及配套技術(shù)，在現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用中能揚(yáng)長(zhǎng)避短，發(fā)揮更好的應(yīng)用效果。
　　3.2 研究方法
　�。�1）利用CFD方法和試驗(yàn)研究對(duì)水力旋流器結(jié)構(gòu)進(jìn)行仿真研究及優(yōu)化，設(shè)計(jì)出合理高效的水力旋流分離器。（2）將CFD方法應(yīng)用于不同采出液的處理及新型結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，并將計(jì)算值與試驗(yàn)值對(duì)比分析。（3）在含油污水處理新工藝的研究中，采用其他除油設(shè)備的不同組合方式，形成以水力旋流器為主體的不同配套工藝。（4）通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，結(jié)合不同配套技術(shù)工藝的經(jīng)濟(jì)效益分析，最終確定出在現(xiàn)場(chǎng)推廣應(yīng)用的經(jīng)濟(jì)高效的水力旋流配套污水處理工藝。
　　3.3 創(chuàng)新點(diǎn)
　　國(guó)內(nèi)油田在污水處理方面普遍從采用重力沉降設(shè)備（如游離水脫除器等），這類設(shè)備在實(shí)際應(yīng)用中普遍存在處理效率低的問(wèn)題。水力旋流技術(shù)是利用不同密度、不相溶的兩相在水力旋流器中高速旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的離心力的差異而達(dá)到油水分離的目的。利用水力旋流器自身的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)通過(guò)采用其他污水處理設(shè)備形成配套工藝，形成高效的水力旋流器配套污水處理新工藝[3]。
　　3.4 技術(shù)難點(diǎn)
　　由于旋流分離器內(nèi)流體的流動(dòng)產(chǎn)生一定的剪切作用，如果參數(shù)設(shè)計(jì)不當(dāng)，容易將液滴（油滴或水滴）打碎乳化而惡化分離過(guò)程；通用性較差。處理不同物性的物料往往需要不同結(jié)構(gòu)尺寸的旋流分離器，各旋流分離器往往不能互換使用；對(duì)于重質(zhì)稠油，由于其重度大，油水密度差較小，油水分離困難；水力旋流器的入口流速難控制，流速過(guò)高或過(guò)低，分離效果均不好。
　　3.5 實(shí)用價(jià)值、市場(chǎng)前景及經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益
　　水力旋流技術(shù)被認(rèn)為是一種高效節(jié)能型分離技術(shù)，它具有如下優(yōu)點(diǎn)：
　�。�1）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，要求的配套設(shè)備少；（2）成本低，占用空間小（只有平流式隔油池的4%左右），重量輕，維護(hù)費(fèi)用低，能耗低（不到碟片式離心機(jī)的10%），無(wú)須任何幫助分離的介質(zhì)；（3）安裝靈活方便。旋流分離器可以任何角度安裝；（4）工作連續(xù)可靠，操作維護(hù)方便，一旦設(shè)計(jì)、調(diào)定好，就可自動(dòng)、穩(wěn)定地工作；（5）效率高；（6）生產(chǎn)及調(diào)節(jié)范圍寬，并聯(lián)可增加生產(chǎn)能力，串聯(lián)可改進(jìn)分離效果。操作溫度及壓力不受限制（僅決定于旋流分離器的結(jié)構(gòu)材料）。
　　4 結(jié)語(yǔ)
　　水力旋流器配套污水處理新工藝既可在海洋石油平臺(tái)原油污水改造過(guò)程中，使用水力旋流器及其配套設(shè)備替換原有的污水處理設(shè)備，完成污水處理；由于其設(shè)備具有撬裝性和可移動(dòng)性的特點(diǎn)，還可以在新建平臺(tái)中實(shí)現(xiàn)污水就地注水或排海，從而降低運(yùn)行費(fèi)用和設(shè)備投資，提高處理效率。旋流設(shè)備本身具有體積小、操作簡(jiǎn)單、設(shè)備運(yùn)移方便等特點(diǎn)，因此在油田實(shí)際應(yīng)用中具有廣泛的推廣價(jià)值。優(yōu)選設(shè)計(jì)的旋流技術(shù)配套處理工藝方案的實(shí)施，必將在油田產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益，為油田實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展和對(duì)環(huán)境保護(hù)具有非常重要的、深遠(yuǎn)的顯示意義。
　　參考文獻(xiàn)
　　[1] 魏平方，鄧皓，鄒斌.含油污水處理技術(shù)與發(fā)展趨勢(shì)[J].油氣田環(huán)境保護(hù)，2000，10（1）：34.
　　[2] 圖影，徐穎.油田含油污水處理技術(shù)及發(fā)展趨勢(shì)[J].能源與環(huán)境，2009（35）：97.
　　[3] 杜維君.過(guò)濾與分離技術(shù)在油田含油污水處理中的應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)[J].河南科技，2013，NO.06：185.
　　作者簡(jiǎn)介
　　周環(huán)宇（1989-），男，碩士學(xué)位；工程師，主要從事海洋石油工程機(jī)械裝備設(shè)計(jì)和研究工作。

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