高懸浮物艙底水固液分離技術(shù)的應(yīng)用
行業(yè)動(dòng)態(tài)
渤海某油田FPSO上每年產(chǎn)生10000余方艙底水，長(zhǎng)期積存于各工藝艙、貨油艙和開(kāi)排艙等艙室，已經(jīng)嚴(yán)重影響到了FPSO上正常油水處理及外輸作業(yè)。高懸浮物艙底水主要為原油脫出水，受鉆井液返排、后續(xù)污水處理過(guò)濾中懸浮物、泥土等雜質(zhì)污染，已經(jīng)形成了大量穩(wěn)定的膠體狀懸浮物、泥土等雜質(zhì)污染，已經(jīng)形成了大量穩(wěn)定的膠體狀懸浮體，帶有大量電荷，成分復(fù)雜，均質(zhì)性差，這些都對(duì)污水的凈化及懸浮物的去除帶來(lái)很大難度。針對(duì)此問(wèn)題，現(xiàn)場(chǎng)自主研發(fā)了一套水處理固液分離工藝：采用水處理藥劑實(shí)現(xiàn)污水體系中懸浮物的脫穩(wěn)與聚結(jié)，并結(jié)合當(dāng)前較為 的旋流氣浮處理工藝將懸浮物浮選出來(lái)，再利用高效離心機(jī)工藝將懸浮物以離心方式實(shí)現(xiàn)液固分離達(dá)到徹底去除目的。
1 艙底水水質(zhì)分析
1.1 水質(zhì)波動(dòng)大
從FPSO待處理艙室取出水樣若干組，連續(xù)5天檢測(cè)固體懸浮物、含油量發(fā)現(xiàn)，艙底水水質(zhì)極不穩(wěn)定，波動(dòng)范圍大，含油量50～200mg/L，固體懸浮物含量5000～20000mg/L。固懸物檢測(cè)，參考GB11901-89，無(wú)法直接使用濾膜抽濾，需要稀釋100～200倍，再抽濾/烘干/稱重/檢測(cè)。
1.2 水質(zhì)成分分析
從FPSO待處理艙室先后取出水樣2組，5g左右，放入烘箱加熱至恒重，溫度110℃，預(yù)加熱2h后開(kāi)始記錄時(shí)間，稱重，并計(jì)算水樣的含水量。兩組樣品的含水量分別為99.49%和99.29%，取平均值，故認(rèn)為艙底水含水量為99.39%；兩組樣品的固含量分別為0.51%和0.71%，取平均值，故認(rèn)為艙底水固含量為0.61%。
取2組水樣，室溫稱重，并放入馬弗爐中煅燒8h，觀察殘留物。艙底水中的油和固體懸浮物經(jīng)高溫煅燒，殘留物為淡黃色固體粉末，質(zhì)地較硬，主要成分可能為黏土類無(wú)機(jī)物。經(jīng)計(jì)算，艙底水中無(wú)機(jī)物成分含量為0.56%左右。
2 艙底水處理工藝
考慮到FPSO上積存了大量艙底水，長(zhǎng)期占據(jù)艙室空間，結(jié)合艙底水水質(zhì)分析，采用兩級(jí)旋流氣浮器+臥螺式離心機(jī)，并輔以水處理藥劑的物理與化學(xué)相結(jié)合的水處理工藝。
艙底水處理工藝流程：
（1）待處理艙底水加熱到60℃，通過(guò)注塞轉(zhuǎn)子泵將油泥水樣輸送到旋流氣浮器，同時(shí)開(kāi)啟藥劑泵加入浮選劑DY-F02，濃度為500mg/L，觀察氣浮出水和出渣。
（2）氣浮出水進(jìn)入儲(chǔ)水罐，出渣進(jìn)入攪拌罐。
（3）當(dāng)攪拌罐液位到達(dá)一定高度開(kāi)啟攪拌器，并均勻加入助凝劑DY-Z01，濃度為產(chǎn)液的1.5‰。
（4）攪拌均勻后，通過(guò)污水泵將攪拌罐中的液體送到臥螺式離心機(jī)中。
（5）開(kāi)啟臥螺式離心機(jī)，觀察離心機(jī)出渣和出水。
2.1 旋流氣浮器處理單元
旋流氣浮器，將旋流離心分離技術(shù)、高效溶氣技術(shù)、氣浮分離技術(shù)有機(jī)結(jié)合于一體，對(duì)含油、含懸浮物污水高效分離的一種混合型裝置。
本工藝采用兩級(jí)旋流氣浮器串聯(lián)，處理效果更優(yōu)，對(duì)于水質(zhì)波動(dòng)較大的艙底水也能處理達(dá)標(biāo)。該裝置體積小，擺放靈活，滿足平臺(tái)空間限制要求，對(duì)海上油田有很強(qiáng)的適用性。
2.2 臥螺式離心機(jī)處理單元
臥螺式離心機(jī)，基本原理是利用不互溶介質(zhì)間的密度差進(jìn)行高強(qiáng)度離心分離的。該離心機(jī)通過(guò)離心沉降方式分離懸浮液（來(lái)自旋流氣浮器中的渣相），用螺旋卸除物料，適用于含固相顆粒的懸浮液固液分離。該裝置具有連續(xù)操作、處理能力大、單位耗電量小、結(jié)構(gòu)緊湊、維修方便等優(yōu)點(diǎn)。
2.3 水處理劑
通過(guò)大量篩選實(shí)驗(yàn)，本工藝所用的水處理劑為浮選劑DY-F02和助凝劑DY-Z01兩種藥劑。
浮選劑具有親水基團(tuán)和疏水基團(tuán)，定向吸附于水-空氣界面，降低水溶液的表面張力，使充入水中的空氣易于彌散成氣泡和穩(wěn)定氣泡。同時(shí)，使懸浮物小顆粒聚集成較大顆粒，加快在水中的分離速度，利用選擇性進(jìn)行絮凝-浮選。通過(guò)定量分析實(shí)驗(yàn)，浮選劑DY-F02在加藥濃度為500mg/L時(shí)凈水效果較好。
助凝劑具有較大的比表面積和孔容，可有效吸附浮選出的懸浮物，與水、泥或細(xì)沙的摻合物具有可塑性和黏結(jié)性，加速離心速度和提高離心分離效率。通過(guò)定量分析實(shí)驗(yàn)，助凝劑DY-Z01在加注濃度≥1.5‰時(shí)效果較好。
3 艙底水處理
本工藝總占地面積約30m2，設(shè)計(jì)處理量30m3/h，來(lái)液要求：溫度60～65℃，壓力0.3～0.5MPa，固體懸浮物含量≤20000mg/L，含油量≤200mg/L。
目標(biāo)要求：水相含油：≤50mg/L，水相懸浮物含量≤100mg/L，離心機(jī)渣相含水≤80%。
取艙底水來(lái)液、二級(jí)旋流氣浮器出口水相、臥螺式離心機(jī)出口水相和渣相樣品進(jìn)行檢測(cè)。
4 結(jié)語(yǔ)
（1）產(chǎn)水情況：旋流氣浮器和離心機(jī)出口水相懸浮物含量在5～100mg/L，懸浮物的去除率高達(dá)99%；旋流氣浮器出口水相含油量≤50mg/L，達(dá)到目標(biāo)要求。
（2）產(chǎn)渣情況：離心機(jī)渣相含稅≤80%，達(dá)到目標(biāo)要求。
（3）旋流氣浮器設(shè)備體積小，自動(dòng)化程度高，操作簡(jiǎn)單，分離效率高，處理時(shí)的介質(zhì)停留周期比傳統(tǒng)工藝小得多，特別適合海上平臺(tái)空間有限場(chǎng)所的污水處理。
（4）本工藝采用氣浮與固液分離聯(lián)用，并輔以水處理劑，通過(guò)物理+化學(xué)的方法，來(lái)實(shí)現(xiàn)高懸浮物艙底水的固液分離，處理效果良好。
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