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海上生活污水分质处理工艺运用

摘要:针对传统海上生活污水处理装置存在的操作维护工作量大、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100mg·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》(GB4914-2008)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,为海上生活污水处理提供了新思路。

关键词:海上生活污水;分质处理;外排总量

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(membranebioreactor,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4.5m3),而在8:00~10:00和13:00~16:00出现排放平峰期(污水量分别0.9m3和1.0m3)。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。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2mm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7.6m3,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5m3·h-1,扬程10m。水解酸化池:采用碳钢涂环氧树脂防腐,有效容积4.6m3,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9.2m3,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5.4m3,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4m3·h-1,扬程10m;抽吸泵主要参数:流量5m3·h-1,扬程10m。

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。由图2可知,装置稳定运行期间,进水COD平均为680mg·L-1,出水COD平均为55mg·L-1,且出水COD长周期稳定在100mg·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25m3·d-1左右,改造后外排总量平均为7.1m3·d-1(图3),污水总量减排70%,平台每年减排COD超过2.2t。

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100mg·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》(GB4914-2008)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。

作者:张子臣 张嵒 国健 徐广武 李安冬 单位:中海油节能环保服务有限公司

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