李國禹

【摘要】海上采油平臺生活污水經(jīng)處理后，實現(xiàn)中水回用技術(shù)及實現(xiàn)零排放研究。

【關(guān)鍵詞】生活污水；中水回用；零排放

目前海上采油平臺多采用海水沖廁，沖廁廢水與其他生活污水混合后，經(jīng)處理達(dá)到GB4914-2008《海洋石油勘探開發(fā)污染物排放濃度限值》排放標(biāo)準(zhǔn)后直接排海，造成淡水資源的浪費，海水的引入同時也增加了生活污水的處理難度及設(shè)備制造成本的增加，處理后的水質(zhì)高于回用水標(biāo)準(zhǔn)，無法回用。設(shè)計研究開發(fā)適用于海上平臺，高度集成化的一體化生活污水處理回用技術(shù)，經(jīng)第三方機構(gòu)檢測結(jié)果顯示完全符合《城市污水再生利用-城市雜用水水質(zhì)GB-T18920-2002》的水質(zhì)要求。

該技術(shù)采用生物膜法加微電解的方式處理海上平臺的生活污水，通過該技術(shù)可將沖廁（采用淡水）、洗澡、廚房等廢水收集處理后，可達(dá)到中水回用級別，實現(xiàn)回用，如沖廁、沖洗甲板、回注等循環(huán)利用，節(jié)約海上平臺淡水的消耗量。提高海上采油平臺生活污水處理裝置處理效果，實現(xiàn)平臺生活污水排放“零污染”。

1、處理工藝流程

反應(yīng)器采用生物膜反應(yīng)器與微電解處理工藝向結(jié)合的設(shè)計，保證出水水質(zhì)的穩(wěn)定，設(shè)計處理流程入下圖：

沖廁黑水——破碎機——厭氧池——膜生物反應(yīng)器——電解——出水——回用生活污水——生物膜反應(yīng)器——電解——出水——回用

1.1厭氧反應(yīng)池

厭氧反應(yīng)池采用單體設(shè)備內(nèi)部加裝填料，使厭氧菌附著在填料上，增加厭氧菌與沖廁黑水的接觸面積，提高了反應(yīng)的容積負(fù)荷，并能有效提高反應(yīng)速率，沖廁黑水在厭氧狀態(tài)下，污水中的有機物被厭氧細(xì)菌分解、代謝、消化，使得污水中大分子難降解的有機物得到水解，變成易被生物降解的小分子有機會，保證后續(xù)好氧反應(yīng)的效率。

1.2生物膜反應(yīng)池

設(shè)計并制作了利用曝氣推動力驅(qū)動活性污泥在缺氧、好氧區(qū)循環(huán)流動，最后通過超濾膜將活性污泥與水分離的一體式生物膜反應(yīng)器。由于固定膜生物反應(yīng)強化了內(nèi)源呼吸過程，使剩余污泥量大大減少。

1.3微電解反應(yīng)池

微電解利用羥基自由基的強氧化性，不但能去除水中常規(guī)有機物，更能將水中難去除的有機物氧化除去，另外電解產(chǎn)生強氧化劑具有一定的消毒殺菌效果。微電解采用貴金屬惰性電極通電條件下，污染物轉(zhuǎn)移到吸附材料表面同時被羥基自由基氧化，使吸附表面再生。實現(xiàn)宏觀上沒有吸附再生“時間段”的高效吸附再生過程，解決了傳統(tǒng)吸附和再生設(shè)備分離，化學(xué)再生，熱再生等方法投資運行費用高等問題，微電解池內(nèi)還引入具有催化活性的粒狀絕緣材料，使設(shè)備內(nèi)的填料具有吸附、電極和催化三重功能。吸附劑同時作為三維復(fù)級電極，組成無數(shù)的微型電解槽，使被電解物的泳移距離大大縮短，電解電壓大大減小，能耗與停留時間大大降低。

2、驗證實驗

2.1驗證試驗地點、檢測方式

實驗地點為某市政污水處理廠。

本次驗證試驗特邀請具有專業(yè)資質(zhì)檢測機構(gòu)對水質(zhì)進(jìn)行檢測，檢測方式為連續(xù)10天跟蹤檢測。

2.2樣機選擇

本次驗證設(shè)備設(shè)計使用人數(shù)為60人，按平臺每人每天產(chǎn)生污水350L設(shè)計，日處理污水量為21m?。

2.3主要技術(shù)參數(shù)

設(shè)計使用人數(shù)為60人，平均水力符合21000（L/d），高峰水力符合2625（L/h），有機符合7.14（kgCOD/d），設(shè)備尺寸2890x2680x3200mm。

黑水進(jìn)水COD指標(biāo)≥1000 mg/L，灰水進(jìn)水COD指標(biāo)≥400 mg/L；

經(jīng)設(shè)備處理后排放指標(biāo)：COD≯300mg/L，SS≯35mg/L，大腸菌群數(shù)≯100個/100mL；

中水回用主要指標(biāo)：COD≤50mg/l，SS≤10 mg/l，BOB5≯10 mg/l，大腸菌群數(shù)≯3個/100mL；

2.3.1活性污泥培養(yǎng)、馴化。

模擬試驗開始前需對膜生物反應(yīng)池進(jìn)行活性污泥培養(yǎng)訓(xùn)話，為節(jié)省污泥訓(xùn)話時間，本次型式認(rèn)可試驗污泥采用污水處理廠活性污泥接種方式。

2.3.2正常運行

（1）打開黑水與灰水給水泵，向?qū)嶒炘O(shè)備布水，將曝氣風(fēng)機轉(zhuǎn)換開關(guān)轉(zhuǎn)向“啟動”，曝氣風(fēng)機連續(xù)運行，給水泵開關(guān)轉(zhuǎn)向“自動”運行，向電解池排水，自吸泵運行方式為運行8分鐘停2分鐘，循環(huán)運行。

（2）當(dāng)設(shè)備內(nèi)液位降至中也液位時，自吸泵運行，降至低位時停止運行。

（3） 自吸泵出水進(jìn)入電解池，被電解后流入電解水箱以備回用。

2.3.3處理能力

驗證設(shè)備污水處理型裝置的處理能力≥21m?/d。

2.3.4要實驗數(shù)據(jù)

模擬實驗進(jìn)水水質(zhì)：

黑水進(jìn)水COD均值為3374.8mg/l （設(shè)計黑水進(jìn)水COD為1000mg/l）；

灰水進(jìn)水COD均值為613.3mg/l （ 設(shè)計灰水進(jìn)水COD為400mg/l） ；

經(jīng)設(shè)備處理后出水水質(zhì)如下：

出水COD均值為15.05mg/l；

出水BOD均值為2.99mg/l；

出水SS均值為8.30mg/l ；

出水糞大腸桿菌均值為2mnp/100ml；

其他指標(biāo)均不詳列；

出水水質(zhì)符合 GB-T18920-2002城市雜用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。

2.4試驗結(jié)論

通過一個月的模擬實驗和連續(xù)10天的進(jìn)出水水質(zhì)檢測的出水結(jié)果分析，采用膜生物反應(yīng)器與微電解相結(jié)合的處理后海上采油平臺生活污水，出水水質(zhì)完全可以達(dá)到城市雜用水回用標(biāo)準(zhǔn)，實驗過程中設(shè)備出水水質(zhì)穩(wěn)定且遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于相關(guān)的排放標(biāo)準(zhǔn)。海上采油平臺可將處理后的中水，用于沖廁或者甲板等，實現(xiàn)生活污水的零排放，該設(shè)備是組合的一體化設(shè)備，安裝簡便，維護(hù)工作量小，是理想的海上鉆井平臺污水處理設(shè)備。

2.5實際應(yīng)用

設(shè)計的生產(chǎn)的生活污水處理中水回用裝置，分別與2015年12月與2016年1月在兩臺采油作業(yè)平臺得到應(yīng)用，投入使用將近兩年出水水質(zhì)穩(wěn)定，實現(xiàn)中水會用。在使用過程中也出現(xiàn)過一些設(shè)備運行的問題，例如三維電解擠壓不密實，出現(xiàn)活性炭跑漏現(xiàn)象，有機超濾膜片清洗時易破損等問題，通過實驗研究論證已經(jīng)克服并解決了。三維電解池填料改為小包裝集成化填裝，有效解決跑漏現(xiàn)象。有機超濾膜經(jīng)過重新選型，更換為無機陶瓷超濾膜，在保證出水孔徑的前提下，提高了膜反洗壓力的能力，提高了膜片的使用壽命。下表為平臺實際應(yīng)用時的出水水質(zhì)，可以看出水水質(zhì)完全滿足城市雜用水水質(zhì)標(biāo)。

參考文獻(xiàn)：

[1]《城市污水再生利用-城市雜用水水質(zhì)GB-T18920-2002》

[2]GB4914-2008《海洋石油勘探開發(fā)污染物排放濃度限值》

[3]IMO、MEC159（55）的排放標(biāo)準(zhǔn)