生活污水循环利用工艺流程设计分析 本文关键词：工艺流程，污水，循环利用，分析，设计
生活污水循环利用工艺流程设计分析 本文简介：摘要随着海上油田的开发，海洋平台上生活污水的处理问题日益凸显。为实现平台生活污水“零排放”，提出了一种适用于海洋平台的生活污水循环利用工艺流程：首先将平台黑水分别经过管道破碎、厌氧预处理，然后进入生物膜反应器，最后经微电解处理达到中水指标，处理合格后回用冲厕。该工艺流程可以减少平台上淡水或海水的使用
生活污水循环利用工艺流程设计分析 本文内容：
摘要随着海上油田的开发，海洋平台上生活污水的处理问题日益凸显。为实现平台生活污水“零排放”，提出了一种适用于海洋平台的生活污水循环利用工艺流程：首先将平台黑水分别经过管道破碎、厌氧预处理，然后进入生物膜反应器，最后经微电解处理达到中水指标，处理合格后回用冲厕。该工艺流程可以减少平台上淡水或海水的使用，同时避免生活污水外排，目前已经在渤海油田得以应用，运行效果良好，应用前景广阔。
关键词海洋平台；生活污水；循环利用；工艺流程设计；零排放；渤海油田
随着海上油田的开发，海洋平台上生活污水的处理问题日益突显，海洋环境的污染问题也越来越受到重视［１－２］。海上平台生活污水可以分为“灰水”和“黑水”２种类型，其中日常洗浴污水、地面冲洗水以及厨房、洗衣间排水等为灰水；来自卫生间大便器、小便器及医务室排水为黑水［３］。目前生活污水的处理方法主要有物理化学法、生物化学法、电解法和生物膜法等［４］。其中，物理化学法所需的消毒药剂量大、处理设备尺寸大，因而逐渐被生物化学法和电解法所替代。生物化学法初始投资较少，运行费用低，但处理装置的日常运行、维护较为复杂。电解法处理装置体积较小，电解产生的离子可以起到消毒杀菌的作用，不需要添加消毒药剂，而且可以处理的生活污水种类多，处理装置可以随时启停、运行操作简单［５］，在海上平台的应用越来越广泛。生物膜法是一种生物化学法与膜分离法相结合的处理技术［６］，目前在陆上油田应用效果较好［７］，在海洋平台上也已经开展应用，并取得了良好的效果。目前海洋平台生活污水的常见处理流程是灰水经过简单过滤后，与黑水一起进入生活污水处理装置，处理达到所属海域的排放标准后进行排放［８］。由于灰水在生活污水中所占的比例较大，为减少生活污水的排放量，部分有注水需求的油田将处理合格后的灰水回注地层［９－１０］。但黑水的ＣＯＤ（Ｃｈｅｍｉ－ｃａｌＯｘｙｇｅｎＤｅｍａｎｄ）和固体悬浮物含量较高，常规处理较难达到注水水质要求，因此目前多数海洋平台仍将处理达标后的黑水进行排放。虽然目前的处理流程符合国家标准规范的要求，但海洋环境问题促使环保要求越来越严格，２０１３年国家海洋局发布了《关于进一步加强海洋工程建设项目和区域建设用海规划环境保护有关工作的通知》，明确指出要重点监督和监测海洋工程建设项目零污染措施，而只有实现“零排放”才能从源头上真正实现“零污染”，尤其部分油田需要在海洋环境敏感区域进行开发，因此探索实现海洋平台生活污水“零排放”的工艺和技术刻不容缓。本文提出了一种适用于海洋平台的生活污水循环利用工艺流程，并在渤海油田得以应用，实际运行效果良好。
１海洋平台生活污水循环利用工艺流程设计
１．１工艺流程
为解决黑水的排放问题，本文提出在进行海洋平台生活污水处理流程设计时采用生活污水循环利用的理念，先将黑水处理达到中水的水质指标，然后回用冲厕，实现循环利用（图１）首先，黑水经过管道破碎机进入厌氧反应器进行预处理，反应器内部采用上下垂直折流的流动方式，提高了黑水与厌氧菌的接触面积，可以将大分子和难降解的有机物酸化和水解。然后，黑水进入生物膜反应器，反应器内部设有超滤膜组及填料并分为若干个区域，底部设有曝气装置，污水在气流推动下在不同区域间循环流动，实现同步脱碳、脱氮和除磷，有机物分解为ＣＯ２和Ｈ２Ｏ，污泥经过超滤膜过滤后与污水分离［６］。分离出的水进入微电解装置进行进一步处理，微电解池内引入具有催化活性的活性炭磺化煤填料（该填料既可作为吸附剂，又可作为三维复级电极），从而形成无数的微型电解槽，使被电解物的泳移距离缩短，电解电压减小，能耗与停留时间大大降低［１１］。微电解能够有效除去水中的有机物、氮、磷等污染物［１２］，电解产生的强氧化剂还能起到杀菌消毒的作用。经“生物膜＋微电解”处理后的黑水达到中水回用标准，进入中水压力水罐储存并进行回用。黑水中分离出的污泥沉积在设备底部，可定期清理并运回陆地处理。无油灰水（洗涤用水等）和含油灰水（厨用水等）分别经过处理和过滤后进入平台的开排系统，然后进入生产水处理系统，处理合格后用于油田的注水开发。当中水压力水罐中液位下降或中水须更换时，灰水也进入生活污水处理装置，并与黑水一起处理合格后作为中水使用，最大程度上减少了淡水或海水的用量。
１．２主要技术特点
本文提出的海洋平台生活污水循环利用工艺结合了生物膜和微电解技术，实现了对传统生活污水处理流程的改进。与传统工艺流程相比，本文提出的海洋平台生活污水循环利用工艺主要有以下优势：１）重复利用生活污水能够从根本上减少海洋平台生活污水的排放量，保护海洋环境；２）利用中水冲厕可以减少生活楼冲厕的海水使用量，降低海水泵的负荷；３）利用中水取代海水冲厕可以减少管道腐蚀；４）生活污水处理后剩余的污泥较少，便于处理和运输。
２在渤海油田的应用
本文提出的海洋平台生活污水循环利用工艺目前已在渤海油田两座平台得到应用，设计处理规模均为６０人。从Ａ平台现场应用效果来看，流程和设备运行稳定，处理后的生活污水能够达到中水回用水质要求（表１）［１３］，而且平台黑水处理合格后，大部分作为中水进行了回收利用，但流程中仍然设置有排海口，并未完全实现“零排放”（图２）。Ｂ平台是渤海油田新建的一座中心处理平台，位于生态环境敏感区。根据环保要求，该平台生产、生活污水不允许排放，因此对平台生活污水处理工艺进行了改进（图３）。改进后的生活污水处理流程中不再设置排海口，而是设置一个污水回收罐，当中水须更换或出现应急工况时，可以将中水排入生产污水处理与回注系统，或将中水或污水排入污水回收罐，定期拉回陆地处理。由此可见，本文提出的海洋平台生活污水循环利用流程使海上平台生活污水系统实现了真正的“零排放”，能够充分利用平台水资源，减少生活污水排放，保护环境，应用前景广阔。
３结论
１）为解决海洋平台生活污水处理及利用问题，提出了一种适用于海上平台生活污水循环利用工艺流程。该工艺在传统处理流程的基础上，结合“生物膜＋微电解”处理技术，将黑水处理达到中水指标，回用冲厕，有效减少了平台上淡水或海水的使用，同时避免了生活污水外排。２）目前该工艺已在渤海油田的２座平台得到应用，现场流程和设备运行稳定，处理后的水质能够达到标准要求。改进后的工艺流程采用污水回收罐代替传统的排海口，可实现生活污水“零排放”。
作者：王文光 黄岩 曲兆光 刘春雨 钱欣 万宇飞单位：中海石油（中国）有限公司天津分公司
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