徐瑞翔

(中海石油(中国)有限公司天津分公司，天津 300459)

海上平台的生活污水含有大量的有害物质，如不经过处理就直接排放入海，将会对海洋生物及渔业等造成严重影响。随着国家对环境保护的越来越重视[1-2]，对海上平台生活污水排放提出了更高的要求，必须经过处理达标后才允许排放。海上平台常见的生活污水处理方法主要有物化法、生化法、电解法和膜生物反应器法(MBR)等四种。

1 研究目的

本次研究希望能根据不同平台的生活污水水质特点和平台人员住宿情况，选用不同工艺的生活污水处理装置，对平台生活污水处理进行实地试验，使处理后的污水完全满足中华人民共和国国家标准《海洋石油勘探开发污染物排放浓度限值》(GB4914-2008)的要求。

2 技术简介

海上平台常用的生活污水处理技术方法主要有物化法、生化法、电解法和膜生物反应器法(MBR)[3-10]。

2.1 物化法

物理处理法就是利用物理的作用除去污水中的漂浮物、悬浮物和油污等，同时从废水中回收有用物质的一种简单水处理方法。常用于水处理的物理法有重力分离、离心分离、过滤、蒸发结晶和物理调节等。

(1)传统物化法

传统物化法结合了物理和物理化学法，工作机理是将污水粉碎后加入消毒剂，消毒后的污水经过分离，沉降后变为清水和污泥，清水排放，污泥排走。

(2)强化物化法

一种强化物化处理技术，工作机理是在废水中投加絮凝剂、助凝剂等化学药剂，使废水中的胶体污染物和细微颗粒发生凝聚和絮凝作用，同时利用净化设备本身的强化反应机能(如添加滤料)，以提高污染物去除效率。

采用物化法可能存在的问题：

①COD基本无去除率，出水COD高，难以达到标准要求；

②要有一定的空间储存消毒剂，而消毒剂长时间储存后其消毒能力会下降；

③沉降罐中定期产生的污泥恶化了操作环境；

④处理罐中的过滤网易堵塞，造成系统内的水循环不畅。

物化法传统工艺过于简单，已经远远不能满足现代生活污水处理需要，尤其对更多的生活污水特征指标没有有效的去除率。

2.2 生化法

生化法是利用微生物来降解有机物处理污水的一种方法。参与污水处理的微生物中以细菌数量最多，污水中的有机物被细菌吸收，细菌通过自身的生命活动——氧化、还原、合成等过程，把一部分被吸收的有机物氧化成简单的无机物，释放出细菌生长活动需要的能量。另一部分有机物则被转化成生物体必须的原生质，使细胞逐渐长大、分裂、产生更多的细菌。

海上平台选用的生化法装置的处理流程是生活污水和厨房灰水直接进入曝气柜，在曝气柜内对原污水进行好氧处理，去除污水中绝大部分有机物。经过处理的污水流入沉淀柜，在沉淀柜内进行初步泥水分离，沉淀后的污泥流入污泥柜，上清液则进入生物膜柜做进一步的生化处理，然后经抽吸泵由紫外消毒器进入清水柜，达到各项排放标准，由排放泵排出。

生化法装置目前保养工作主要有：每日检查粉碎泵、风机等设备的运行和通气管的畅通情况，检查消毒柜液位，定期放污泥。每周对消毒氯片进行检查，失效时要添加新氯片。每月进行预防性维护，对粉碎泵、风机加油保养，三个月更换滑油。每月两次对水质取样监测化验，以验证生活污水处理流程及运行状态正常。

生化法优点是一次性投资较小，能耗及运行费用较低。缺点是污水量超负荷、操作不规范、维护不到位以及由此造成的设备内部腐蚀严重、滤网堵塞、设备故障等，易受水量、pH、油污、洁厕剂、表面活性剂、温度、盐度等冲击影响；容易产生污泥膨胀问题，排泥周期较短；采用次氯消毒，水中氯离子含量较高，影响水质；软性纤维填料的使用寿命的长短对生化效率产生重要影响，直接影响出水水质；没有膜组过滤，出水水质不佳。总之，单纯生化法老装置出水COD难以稳定达到排海要求，生活污水处理效果不稳定。

2.3 电解法

电解法是通过化学过程对污水进行氧化和消毒。其原理是将混有海水的生活污水，流经特制的电解槽，电解槽由阴极和阳极组成多个电解室，在电解室中发生如下反应：

直流电：Cl-+H2O→ClO-+H2

其中电解产生的ClO-是强氧化消毒剂，它在副产品气体(H2)的搅拌下，充分与污水中的细菌混合接触后，消灭其中的细菌。同时，污水中的有机物在阴阳两极发生电化学氧化分解反应(燃烧反应)，将有机物氧化分解。通常电解法处理装置共分三个阶段进行处理：

阶段(1)：通过电极板的处理，降低生化需氧量和粪大肠群菌群。

阶段(2)：由一个电凝反应器、一个气液分离器(脱气塔)和一个固液分离罐(沉淀器)组成。内部的立管提供了较长的反应时间便于固液、气液的分离，通过注入聚凝剂加强有机物的凝聚，通过加入消泡剂便于气液的分离。

阶段(3)：第二次沉淀、澄清及浓缩。

电解法装置主要由污水缓冲罐、粉碎泵、污水电解槽、溢流罐及气体稀释器等组成。其工作流程为：污水进入缓冲罐，在液位控制系统的控制下启动装置，污水吸入粉碎泵，污物粉碎后与海水混合进入电解槽，通过电解过程进行氧化消毒。电解后的污水进入溢流罐，在罐内继续与电解产生的ClO-进行氧化消毒反应，沉淀的污泥被抽回缓冲罐重新进行处理，处理合格的液体排海。

海上某平台选用电解法生活污水处理装置，运行较为平稳，化验数据符合相关要求，取样化验数据详见表1。

表1 化验数据结果Table 1 Test result

电解法装置的缺点：

目前， 海上平台对电解法生活污水处理装置基本上需要定期维护，平时根据实际使用情况不定期的进行检查维修。

维护保养的主要内容：反洗和清理电极板、清洗滤网、测试电磁阀/液位开关、检查泵状态(含油位)等。

如果装置出现了故障，还要进行故障排查和维修。故障原因主要集中在以下六个方面：

(1)电极板上电压高。主要原因是电极板老化、烧损或海水流量不足。

(2)泵输出无排量。主要原因有三：①泵效率低或磨损严重；②管道堵塞；③泵被卡死。

(3)液位开关失灵。主要原因是：①液位开关结垢而无法翻转；②开关粘死而无法返回。

(4)泵失灵。 主要原因有：机封损坏，漏液；轴承故障；泵刀片磨损。

(5)低电流。主要原因是可控硅损坏或信号触发板损坏。

(6)海水压力不稳定。 主要原因是PCV腐蚀。

2.4 MBR法

近几年来，随着新材料更多的应用到新生产技术中，膜技术的应用越来越广泛，成为当代国际上公认的高新技术之一。一些水处理专家将膜分离技术引入到废水生物处理技术研究，开发了一种新型的水处理系统，即膜生物反应器(MBR)，它是膜单元与生物反应器相结合的一个生化反应系统。

图1MBR技术组合

Fig.1 MBR Technical combination

通过在调研某平台的具体需求，确定采用调节池+水解酸化池+MBR处理工艺的小试实验。从整个动态连续试验的效果来看，通过投加高效优势菌剂，处理后出水COD基本稳定在200 mg/L左右，满足《海洋石油勘探开发污染物排放浓度限值》(GB4914-2008)的排放标准。水解酸化池对COD去除率基本稳定在55%左右，经过MBR处理后对COD去除率基本稳定在85%左右。

膜生物反应器是生物处理与膜分离相结合而成的一种高效污水处理新工艺。与传统的生物处理方法相比，具有生化效率高，抗负荷冲击能力强，出水水质稳定，占地面积小，排泥周期长，易实现自动控制等优点。

MBR(膜生物反应器)法是国际上新兴并迅速发展的一项污水处理技术，在国外已经得到广泛应用，但国内由于研究起步晚，应用还不是非常广泛，但随着更多的企业研究应用，技术将会得到很快的推广，希望该技术未来在污水处理领域可以得到更好的研究和应用。

表2 实验数据结果Table 2 Test results

3 结 语

海上平台一直秉承“从保护中开发，从开发中保护”的理念，严格做好环境保护工作。海上平台选用合适的污水处理方法，满足污水排放标准要求，减小海上平台人员生活产生的污染，有利于海洋环境保护。