海上生活污水分質處理工藝應用

張子臣，張 嵒，國 健，徐廣武，李安冬

(中海油節能環保服務有限公司，天津 300452)

隨著國內海上油氣勘探開發力度的加大，海上平臺作業人員日常產生的生活污水處理也越來越受到關注。按照國家環保要求，海上生活污水需處理達標才能排放，且對外排總量也有嚴格的要求。因此，海上生活污水達標減排是目前行業關注的重點[1-3]。

傳統的海上生活污水處理裝置主要采用生化法或電解法，部分老舊裝置存在操作維護頻繁、不便等問題，給現場操作人員增加了工作量；另外，隨著海上平臺數量越來越多，海上生活污水外排總量也日趨增加，為了降低海上生活污水的環保風險，需開發具備長周期穩定達標能力且具有減排功能的裝置及工藝。膜生物反應器(membrane bioreactor,MBR)技術是一種利用生物處理法與膜分離技術相結合的處理技術，具有占地面積小、抗沖擊負荷能力強、出水穩定以及自動化控制程度高等特點，適用于海上生活污水處理[4]。

海上生活污水由沖廁黑水、洗滌灰水及廚房灰水組成，傳統海上生活污水處理工藝一般采用黑、灰水混合處理方式，即將不同來源的污水混合進行預處理，再經生活污水處理裝置處理后達標排放，該工藝增加了處理系統的復雜性，給生活污水處理裝置造成較大的沖擊負荷，尤其是進水高峰期，生活污水處理裝置甚至出現處理量不足以及出水水質變差等風險，同時外排總量也較大，無法實現減排目標[5]。

1 海上生活污水特點及其處理新工藝

海上平臺生活污水受獨特的環境條件限制，每天的總排放量變化不大，但是瞬時排放量有明顯變化，對裝置造成一定沖擊，如不同時間段污水量波動較大，存在排放高峰期，在晚上19:00～21:00排放量較大(污水量4.5 m3)，而在8：00～10:00和13：00～16:00出現排放平峰期(污水量分別0.9 m3和1.0 m3)。另外，據統計，海上生活污水各組分中洗滌灰水占比最大，約50%～60%。

一般平臺為不同的污水來源設置單獨的排泄管路干線，這為生活污水系統黑灰水分質處理提供了條件。因此，提出基于黑灰水分質處理的生活污水處理新工藝：利用平臺生產水處理流程的穩定性，將灰水進行前期處理(其中洗滌灰水經過過濾器去除毛發和大顆粒雜質；廚房灰水經過撇油器去除浮油及部分雜質)，然后進入開排系統，再進生產水流程，處理合格后滿足石油行業回注水標準要求。而日常情況下黑水進入生活污水處理裝置[6]，根據現場工況要求，對于海水沖廁平臺，黑水經處理后達標排放；對于淡水沖廁平臺，黑水經處理后既可達標排放，也可實現中水回用。

2 分質處理新工藝在渤海某平臺的應用

渤海某平臺為140人中心平臺，采用淡水作為沖廁水源，生活污水分質處理新工藝如圖1所示。

圖1 渤海某平臺生活污水分質處理新工藝Fig.1 New source-separated treatment process of domestic sewage on a platform in Bohai Sea

原生活污水處理采用洗滌灰水、廚房灰水、沖廁黑水三路水混合進入生活污水處理裝置，改造后工藝采用黑灰水分質處理工藝，洗滌灰水通過自清洗過濾裝置處理毛發及大于2 mm的顆粒雜質，而廚房灰水經撇油器處理動植物浮油以及大顆粒雜質，兩路灰水處理后統一通過籃式過濾器，進入生產水流程。而生活污水主體處理工藝則采用“接觸氧化+MBR”工藝，主要構筑物及參數如下：

調節池：采用碳鋼涂環氧樹脂防腐，有效容積7.6 m3，外部保溫伴熱。調節池主要用于收集處理生活樓排放黑水，起到調節來水的水質、水量作用。調節池的污水經過粉碎泵進入后端水解酸化池，粉碎泵主要參數：流量5 m3·h-1，揚程10 m。

水解酸化池：采用碳鋼涂環氧樹脂防腐，有效容積4.6 m3，外部保溫伴熱。水解酸化池為厭氧微生物提供所需營養和環境條件，此類微生物可與較大分子有機物進行水解酸化反應，將大分子有機物降解成小分子有機物[7]。

接觸氧化池：采用碳鋼涂環氧樹脂防腐，有效容積9.2 m3，外部保溫伴熱，內部設置組合填料，塑料環骨架負載維綸絲，接觸面積大，易生膜、換膜。在接觸氧化池，曝氣充足，好氧菌進一步降解有機物。

MBR池：采用碳鋼涂環氧樹脂防腐，有效容積5.4 m3，外部保溫伴熱，采用浸入式MBR膜組件，共20束中空纖維膜，膜池設置自動反洗裝置，藥箱內加入次氯酸鈉進行堿洗。充足的曝氣增加膜絲抖動，減少膜污堵，同時，活性污泥通過回流泵回到水解酸化池，強化脫氮除磷效果，膜過濾的清水通過抽吸泵進入清水池，達標外排。回流泵主要參數：流量4 m3·h-1，揚程10 m；抽吸泵主要參數：流量5 m3·h-1，揚程10 m。

3 應用效果

接種活性污泥后調試裝置，經過近一個月的調試，裝置達到穩定運行條件，并進行為期兩個多月的跟蹤運行，處理效果如圖2、圖3所示。

圖2 平臺生活污水處理裝置出水效果Fig.2 Effluent effect of domestic sewage treatment unit on platform

圖3 平臺生活污水處理裝置外排總量

由圖2可知，裝置穩定運行期間，進水COD平均為680 mg· L-1，出水COD平均為55 mg·L-1，且出水COD長周期穩定在100 mg·L-1以下。

該平臺改造前，生活污水處理裝置外排總量穩定在25 m3·d-1左右，改造后外排總量平均為7.1 m3·

d-1(圖3)，污水總量減排70%，平臺每年減排COD超過2.2 t。

4 結論

針對海上生活污水沖擊負荷大，傳統處理裝置操作維護工作量大、外排總量大等問題，開發了基于黑灰水分質處理的海上生活污水處理新工藝，并成功應用于渤海某平臺。裝置出水COD穩定在100 mg·L-1以下，出水效果滿足《海洋石油勘探開發污染物排放濃度限值》(GB 4914-2008)標準要求，外排總量較改造前減少70%，并且能夠實現長周期穩定達標。