趙 亮，吳 芳宋樸丹

（1.遼寧華孚環(huán)境工程股份有限公司設(shè)計(jì)所，遼寧盤錦 124013；2.遼寧省盤山縣環(huán)保局環(huán)境監(jiān)測站，遼寧盤錦 124000）

在海洋采油平臺(tái)上，受空間制約，污水處理系統(tǒng)與陸地聯(lián)合站相比，工藝流程更精簡，對污水處理設(shè)備的性能和占地面積要求更高。斜板除油器→氣浮→過濾器是海上平臺(tái)常見的污水處理工藝流程，其中氣浮設(shè)備是實(shí)現(xiàn)去除污水中含油和懸浮物的關(guān)鍵設(shè)備。

一些運(yùn)營時(shí)間比較長的老平臺(tái)，受限于當(dāng)時(shí)的技術(shù)水平，由于氣浮設(shè)備自身的設(shè)計(jì)局限，以及水質(zhì)變化帶來的沖擊，導(dǎo)致出水處理效果不達(dá)標(biāo)，已經(jīng)嚴(yán)重影響污水處理系統(tǒng)的連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行，甚至造成系統(tǒng)癱瘓。

我們通過對氣浮設(shè)備進(jìn)行改造，使其恢復(fù)分離能力，以減輕系統(tǒng)壓力，最大程度地利用原有設(shè)備可利用部分，減少投資，是簡單可行的一種解決方案。筆者就中海油渤海區(qū)域某平臺(tái)氣浮設(shè)備改造設(shè)計(jì)及運(yùn)行效果進(jìn)行介紹。

1 氣浮設(shè)備改造

1.1 氣浮設(shè)備運(yùn)行現(xiàn)狀

海上某平臺(tái)處理水量為4 000 m3/d，氣浮設(shè)備設(shè)計(jì)處理量為200 m3/h，罐體尺寸為2 800 mm（I.D.）×7 800 mm（S/S）；設(shè)計(jì)壓力 500 kPaG，設(shè)計(jì)溫度 100℃；操作壓力40～60 kPaG，操作溫度60℃；回流泵流量60 m3/h，揚(yáng)程50 m，配套4臺(tái)射流器在設(shè)備底部進(jìn)行溶氣釋放，引入氣體為天然氣。簡易流程見圖1。

圖1 射流氣浮工藝流程簡圖

射流器在設(shè)備底部沒有設(shè)置防堵機(jī)制，罐內(nèi)的曝氣管線堵塞，設(shè)備已經(jīng)失去了浮選功能。長期的惡性循環(huán)，導(dǎo)致設(shè)備底部雜質(zhì)堆填，無法通過排泥管線有效排出；頂部的排油系統(tǒng)也因?yàn)殚L期高負(fù)荷運(yùn)行被油泥填滿，排油口變成高液位的溢流口而無法排油。由于氣浮設(shè)備各項(xiàng)功能均已癱瘓，設(shè)備內(nèi)的運(yùn)行環(huán)境也越來越惡化，直接后果就是通過氣浮設(shè)備的出水含油甚至高于進(jìn)水含油，不但沒有起到去除效果，反而增加了整個(gè)系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)，導(dǎo)致下一級過濾器的濾料污染速度加快，維護(hù)成本上升。

1.2 主要改造內(nèi)容

針對以上問題，需要對原氣浮設(shè)備進(jìn)行重新改造，拆除罐內(nèi)的原有結(jié)構(gòu)，重新設(shè)計(jì)罐內(nèi)水的流向。在不改變原有自控程序，最大程度地利用舊設(shè)備的原則下，進(jìn)行以下改造：

（1）重新設(shè)計(jì)設(shè)備內(nèi)水的走向，改造前為橫向流動(dòng)，水的過流面積僅為5.9 m2，滿負(fù)荷運(yùn)行的停留時(shí)間約為13 min，流速約為34 m3/h。這樣的參數(shù)對顆粒上浮速度影響很大。改造后水流在設(shè)備橫截面沿著結(jié)構(gòu)曲折流動(dòng)，過流面積增至14.7 m2，流速降為13.6 m3/h。

（2）采用淺池沉淀原理，新增斜板組件，保證水流處于完全的層流狀態(tài)，固液分離徹底，同時(shí)油粒在斜板組件上浮過程中發(fā)生二次絮凝反應(yīng)，增大顆粒尺寸，提高分離效率，見圖2。

（3）重新設(shè)計(jì)制造布水區(qū)、集水區(qū)。污水進(jìn)入設(shè)備后與溶氣水充分接觸，平穩(wěn)進(jìn)入斜板區(qū)，見圖3。

（4）溶氣系統(tǒng)改造后，氣浮設(shè)備改造成加壓溶氣氣浮。溶氣水壓力可以達(dá)到0.5～0.6 MPa，能夠穩(wěn)定釋放直徑在30～50μm的微小氣泡，溶氣量增大，提高了氣泡與油粒碰撞、結(jié)合的幾率，保證結(jié)合體的上浮速度。

圖2 采用淺池沉淀原理設(shè)計(jì)工藝流程圖

圖3 工藝流程示意圖

（5）寬流道設(shè)計(jì)的釋放器，安裝在新布水區(qū)側(cè)面，呈45°角，配合加壓后的溶氣水，自帶沖洗效果，保證釋放器不堵塞。

（6）安裝穿孔排泥管、收油槽及配套噴洗管線。

（7）所有自控系統(tǒng)利用舊設(shè)備，液位高度變更；氣相平衡系統(tǒng)，例如安全閥、氣相調(diào)節(jié)閥等利用舊設(shè)備，電氣系統(tǒng)全部利用舊設(shè)備。

1.3 改造后的氣浮流程及參數(shù)

氣浮設(shè)備改造后，處理為200m3/h不變，操作壓力10 kPaG，操作溫度60℃，回流泵流量40m3/h，揚(yáng)程60m。

1.4 新增設(shè)備工程量（表1）

2 運(yùn)行效果分析

氣浮設(shè)備于2015年年底改造完成，一次性調(diào)試運(yùn)行成功，已經(jīng)穩(wěn)定運(yùn)行至今。改造后一年的運(yùn)行效果見圖4。

表1 新增設(shè)備一覽表

圖4 2016年出水含油平均指標(biāo)（單位：mg/L）

以上數(shù)據(jù)由生產(chǎn)方提供，檢測方法為紫外分光光度法。

改造后的氣浮設(shè)備對污水中含油的去除效率提高，排油、排泥系統(tǒng)有效運(yùn)行，出水含油穩(wěn)定在15 mg/L以下。作為流程中的下一級，過濾器的負(fù)擔(dān)明顯減輕，過濾器反洗頻率以及濾料的更換頻率均恢復(fù)正常。

3 結(jié)論

氣浮是海上平臺(tái)普遍采用的污水處理設(shè)備，類似本文平臺(tái)A遇到的問題不在少數(shù)。通過對氣浮設(shè)備的改造，可以有效緩解老平臺(tái)污水處理系統(tǒng)不達(dá)標(biāo)的難題，減少整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用。對比更換新設(shè)備，具有投資小、改造時(shí)間短、可快速投入生產(chǎn)的優(yōu)點(diǎn)。針對仍具有重要生產(chǎn)任務(wù)的老平臺(tái)，這種改造模式非常適合推廣。