海上生活污水分质处理工艺应用

张子臣，张 嵒，国 健，徐广武，李安冬

(中海油节能环保服务有限公司，天津 300452)

随着国内海上油气勘探开发力度的加大，海上平台作业人员日常产生的生活污水处理也越来越受到关注。按照国家环保要求，海上生活污水需处理达标才能排放，且对外排总量也有严格的要求。因此，海上生活污水达标减排是目前行业关注的重点[1-3]。

传统的海上生活污水处理装置主要采用生化法或电解法，部分老旧装置存在操作维护频繁、不便等问题，给现场操作人员增加了工作量；另外，随着海上平台数量越来越多，海上生活污水外排总量也日趋增加，为了降低海上生活污水的环保风险，需开发具备长周期稳定达标能力且具有减排功能的装置及工艺。膜生物反应器(membrane bioreactor,MBR)技术是一种利用生物处理法与膜分离技术相结合的处理技术，具有占地面积小、抗冲击负荷能力强、出水稳定以及自动化控制程度高等特点，适用于海上生活污水处理[4]。

海上生活污水由冲厕黑水、洗涤灰水及厨房灰水组成，传统海上生活污水处理工艺一般采用黑、灰水混合处理方式，即将不同来源的污水混合进行预处理，再经生活污水处理装置处理后达标排放，该工艺增加了处理系统的复杂性，给生活污水处理装置造成较大的冲击负荷，尤其是进水高峰期，生活污水处理装置甚至出现处理量不足以及出水水质变差等风险，同时外排总量也较大，无法实现减排目标[5]。

1 海上生活污水特点及其处理新工艺

海上平台生活污水受独特的环境条件限制，每天的总排放量变化不大，但是瞬时排放量有明显变化，对装置造成一定冲击，如不同时间段污水量波动较大，存在排放高峰期，在晚上19:00～21:00排放量较大(污水量4.5 m3)，而在8：00～10:00和13：00～16:00出现排放平峰期(污水量分别0.9 m3和1.0 m3)。另外，据统计，海上生活污水各组分中洗涤灰水占比最大，约50%～60%。

一般平台为不同的污水来源设置单独的排泄管路干线，这为生活污水系统黑灰水分质处理提供了条件。因此，提出基于黑灰水分质处理的生活污水处理新工艺：利用平台生产水处理流程的稳定性，将灰水进行前期处理(其中洗涤灰水经过过滤器去除毛发和大颗粒杂质；厨房灰水经过撇油器去除浮油及部分杂质)，然后进入开排系统，再进生产水流程，处理合格后满足石油行业回注水标准要求。而日常情况下黑水进入生活污水处理装置[6]，根据现场工况要求，对于海水冲厕平台，黑水经处理后达标排放；对于淡水冲厕平台，黑水经处理后既可达标排放，也可实现中水回用。

2 分质处理新工艺在渤海某平台的应用

渤海某平台为140人中心平台，采用淡水作为冲厕水源，生活污水分质处理新工艺如图1所示。

图1 渤海某平台生活污水分质处理新工艺Fig.1 New source-separated treatment process of domestic sewage on a platform in Bohai Sea

原生活污水处理采用洗涤灰水、厨房灰水、冲厕黑水三路水混合进入生活污水处理装置，改造后工艺采用黑灰水分质处理工艺，洗涤灰水通过自清洗过滤装置处理毛发及大于2 mm的颗粒杂质，而厨房灰水经撇油器处理动植物浮油以及大颗粒杂质，两路灰水处理后统一通过篮式过滤器，进入生产水流程。而生活污水主体处理工艺则采用“接触氧化+MBR”工艺，主要构筑物及参数如下：

调节池：采用碳钢涂环氧树脂防腐，有效容积7.6 m3，外部保温伴热。调节池主要用于收集处理生活楼排放黑水，起到调节来水的水质、水量作用。调节池的污水经过粉碎泵进入后端水解酸化池，粉碎泵主要参数：流量5 m3·h-1，扬程10 m。

水解酸化池：采用碳钢涂环氧树脂防腐，有效容积4.6 m3，外部保温伴热。水解酸化池为厌氧微生物提供所需营养和环境条件，此类微生物可与较大分子有机物进行水解酸化反应，将大分子有机物降解成小分子有机物[7]。

接触氧化池：采用碳钢涂环氧树脂防腐，有效容积9.2 m3，外部保温伴热，内部设置组合填料，塑料环骨架负载维纶丝，接触面积大，易生膜、换膜。在接触氧化池，曝气充足，好氧菌进一步降解有机物。

MBR池：采用碳钢涂环氧树脂防腐，有效容积5.4 m3，外部保温伴热，采用浸入式MBR膜组件，共20束中空纤维膜，膜池设置自动反洗装置，药箱内加入次氯酸钠进行碱洗。充足的曝气增加膜丝抖动，减少膜污堵，同时，活性污泥通过回流泵回到水解酸化池，强化脱氮除磷效果，膜过滤的清水通过抽吸泵进入清水池，达标外排。回流泵主要参数：流量4 m3·h-1，扬程10 m；抽吸泵主要参数：流量5 m3·h-1，扬程10 m。

3 应用效果

接种活性污泥后调试装置，经过近一个月的调试，装置达到稳定运行条件，并进行为期两个多月的跟踪运行，处理效果如图2、图3所示。

图2 平台生活污水处理装置出水效果Fig.2 Effluent effect of domestic sewage treatment unit on platform

图3 平台生活污水处理装置外排总量

由图2可知，装置稳定运行期间，进水COD平均为680 mg· L-1，出水COD平均为55 mg·L-1，且出水COD长周期稳定在100 mg·L-1以下。

该平台改造前，生活污水处理装置外排总量稳定在25 m3·d-1左右，改造后外排总量平均为7.1 m3·

d-1(图3)，污水总量减排70%，平台每年减排COD超过2.2 t。

4 结论

针对海上生活污水冲击负荷大，传统处理装置操作维护工作量大、外排总量大等问题，开发了基于黑灰水分质处理的海上生活污水处理新工艺，并成功应用于渤海某平台。装置出水COD稳定在100 mg·L-1以下，出水效果满足《海洋石油勘探开发污染物排放浓度限值》(GB 4914-2008)标准要求，外排总量较改造前减少70%，并且能够实现长周期稳定达标。