某海上綜合處理平臺位于Ⅰ級海域，負責處理上游10個井口平臺的油氣水，隨著開采時間的延續，油井含水量逐步上升，生產水處理量也逐漸增大，目前總處理水量約1萬m3/d。而該綜合處理平臺現有的生產水處理系統是10多年前油田剛投產時的處理技術，采用撇油罐和水力旋流器進行處理，出水油的質量濃度在30 mg/L左右，符合當時的標準規定。然而隨著《海洋石油勘探開發污染物排放濃度限值》（GB 4914—2008）在2009年5月1日的正式實施，該標準要求Ⅰ級海域作業的生產含油污水達標排放質量濃度≤20 mg/L，如何采取有效措施降低排海含油污水中石油烴的濃度，滿足國家環保要求，保持該油田群的正常生產，是該平臺當前面臨的主要問題。為此筆者通過對比分析國內外主要污水深度處理工藝優缺點，針對該海上平臺污水處理工藝實際情況，提出采用改性纖維球過濾技術進行生產污水的精細過濾，并將改性纖維球過濾器制作成多個過濾單體罐，將改性纖維球精細過濾器分組布置在該綜合處理平臺剩余的狹小空間，解決了海上平臺空間受限問題，排海污水中的油從30 mg/L降至15 mg/L、固相顆粒從50 mg/L降至5 mg/L。

1 國內外含油污水處理技術
 
石油污水中的污染物主要包括石油類和懸浮固體，其中石油類可分為浮油、分散油、乳化油和溶解油4類。對于油類，針對不同的存在形式需要采用不同的處理方式。目前含油污水常用處理技術主要有重力分離法、旋流分離法、粗粒化法、過濾法、吸附法、浮選法和膜分離法等，由于上述方法各有其局限性，在實際應用中通常是兩三種方法聯合使用，使出水水質達到排放標準。

近年來，污水 處理技術的發展主要體現在高效油水分離技術、精細過濾技術和膜分離技術、生物處理技術、高效新型設備以及油田用處理藥劑的選擇等。這些技術與裝置的成功開發，對提高含油污水的處理效率、改進設備的處理性能以及實現處理設備功能的一體化都大有裨益。

2 平臺污水處理技術選擇
該綜合處理平臺原污水處理設施包括撇油罐和水力旋流器兩級處理，如圖 1所示。其中撇油罐屬于重力分離技術，水力旋流器屬于離心分離技術，經過兩級處理后，污水中的絕大部分浮油及分散油已經去除，剩余油主要是浮化油和溶解油，其質量濃度為20~30 mg/L，已經達到了整個污水處理系統的最佳狀態，但還不能達到《海洋石油勘探開發污染物排放濃度限值》規定的油質量濃度≤20 mg/L的要求。

 通過對國內外污水深度處理技術比選，選擇了改性纖維球過濾技術、荷電膜過濾技術以及氣浮選技術進行現場試驗，現場試驗數據表明，氣浮選技術針對該平臺污水處理效果不佳。改性纖維球和荷電膜過濾技術處理效果較好，處理后污水都能滿足海上碎屑巖油藏注水水質A2級指標。按照進水油質量濃度為30 mg/L，出水質量濃度為15 mg/L，處理量為1萬m3/d為設計要求，分別制定了改性纖維球快速過濾和荷電膜過濾基本方案，然后針對這兩種方案新增設備進行安裝空間核實、結構強度校核等。經過校核可知，該平臺空間能夠滿足改性纖維球快速過濾和荷電膜過濾兩種方案安裝要求；改性纖維球快速過濾方案也滿足平臺結構強度要求，而荷電膜過濾方案樁基承載力操作工況下不滿足API規范要求。

最終選定了深圳某有限公司制造的改性纖維球快速過濾裝置做為此次改造的系統，該平臺所選擇的改性纖維球快速過濾裝置由若干單獨的過濾罐體和一套PLC統一控制，單個過濾罐體尺寸較小僅為D 1 160 mm×3 500 mm，可以根據海上平臺剩余空間及結構承重情況靈活選擇過濾罐體數量成撬，單罐采用不銹鋼罐體、內部單體采用無縫鋼管連接。該系統使用改性纖維球為過濾材料，材料性質親水疏油。在該平臺水力旋流器出口增加一套改性纖維球快速過濾裝置，其工藝流程如圖 2所示。

 3 改性纖維球快速過濾裝置運行效果及討論
 
該平臺所選擇的改性纖維球快速過濾裝置由10個單獨的過濾罐體和1套PLC控制系統組成，10個單獨的過濾罐體根據平臺安裝空間組成兩個橇塊，其中一個橇塊布置4個過濾罐體，另一個橇塊布置6個過濾罐體，每個單個過濾罐體做為整體過濾器的一個組成部分，設計生產水處理量為9 000 m3/d。

該平臺所選擇的改性纖維球快速過濾裝置依據單個過濾單元的進出口壓差或者設定時間間隔來實現自動反洗，保障生產水的處理效果。當進出水壓差達到設定值時，壓差開關給PLC一個信號，或者當程序計時器達到設定時間間隔40 min時，PLC執行反洗程序，每個過濾單元按照順序進行反洗，而剩余過濾單元繼續運行，承擔整個系統污水處理任務，并為反沖洗過濾單元提供干凈的反沖洗水源。每個罐體為一個過濾單元，工作時罐體上部的汽缸將過濾材料壓緊，需要過濾的水流入壓緊的濾料，經過濾料過濾后，由集水器流出，完成過濾過程。當濾料截留物質增多時，水頭損失加大，需要進行反沖洗，反沖洗時，汽缸將濾料松開，天然氣首先從罐體底部進入將纖維球填料吹松散，然后水再從罐體底部的集水器流入反洗，經過過濾單元后由反洗出水口進入到平臺閉排系統。在反沖洗過程中，反沖洗水來自其他過濾單元的過濾出水，不需要反沖泵及反沖水池，不必停機，設備過濾程序照常進行。

該改性纖維球快速過濾裝置于2009年4月初完成海上安裝調試，并成功投用，取得了良好的效果，圖 3、圖 4為污水中的油、固相顆粒含量的監測結果。可以看出，經過處理后的排海污水中油質量濃度從30 mg/L降至了15 mg/L以下，固相顆粒質量濃度從50 mg/L降至5 mg/L以下，由此可以計算出，該平臺每年將減少石油烴的排放達49.5 t。

該海上平臺改性纖維球快速過濾裝置投用近5 a來，運行穩定，處理后的污水含油和固相顆粒都達到設計要求。但是運行過程也出現了一些問題，后期又進行了一些優化改造，問題主要表現在：

（1）由于改性纖維球快速過濾裝置設計過程中，泥砂在運行過程中需要定期手動排放至開式排放罐，當進口污水中含有大量泥砂（泥砂高達20%）時，比如鉆井液或完井液，很容易污染改性纖維球，并且此過程不可逆，只有更換改性纖維球填料，由此增加了操作成本。對于鉆完井或修井作業頻繁的海上平臺采用改性纖維球快速過濾裝置污水處理工藝，建議在該裝置前增加旋流出沙裝置，減小污染改性纖維球幾率。

（2）該快速過濾裝置所采用的改性纖維球雖然采用了新型的結扎方式，在反洗時不易被水沖散流失，但是運行過程或反洗過程中還是會有一定量的纖維球毛會脫落至污水中，進入下游流程或設備，影響下游設備的正常運行。為此，2012年5月停產檢修期間，在快速過濾裝置污水出口及反洗水出口增加了籃式過濾器，每半個月清洗一次籃式過濾器的濾網，基本上可解決纖維球脫毛對下游設備的影響。

4 結語
 
（1）通過對比分析國內外污水處理技術特點，闡述了海上油田采用改性纖維球快速過濾技術的優勢：快速過濾器采用多單體設計，根據海上平臺實際空間靈活成撬，方便于海上平臺吊裝和安裝，解決了海上平臺空間小、承重能力有限的問題。具體參見http://www.dongaorq.cn更多相關技術文檔。

（2）采用特殊設計的改性纖維球作為過濾材料，材料表面親水疏油，油污不會黏附在濾料上，反洗時油污易于脫除；采用了氣缸機構來控制濾料的壓縮和疏松，以達到高精度的過濾和良好的反沖效果，出水水質穩定；過濾罐體使用了特殊的布水結構設計，污水可以從過濾填料頂部及四周同時進入過濾，最后經過中心集水器出水，使同一體積的過濾單元有更大的過濾面積。

（3）改性纖維球快速過濾裝置采用PLC自動控制，在線自動控制反沖洗，降低操作人員工作量。

（4）結合海上平臺生產污水實際處理工藝和實際生產情況，利用天然氣在反沖洗前吹松填料提高了改性纖維球快速過濾裝置處理效果，排海污水中油質量濃度從30 mg/L降至15 mg/L、固相顆粒質量濃度從50 mg/L降至5 mg/L，有力地保障了海上油田的持續滾動開發，取得了良好的社會效益和經濟效益。