高COD和鹽分比亞迪電解液廢水
高COD和鹽分比亞迪電解液廢水處理水量：12m3/d投運(yùn)時(shí)間：2022年3月，24h不間斷運(yùn)行項(xiàng)目CODcr含鹽量pH進(jìn)水≤87000 mg/L9%0出水＜3000 mg/L/6-9
隨著人們對海洋環(huán)境保護(hù)意識的日益增強(qiáng)，海上采油平臺生活污水的處理和排放水質(zhì)要求也相應(yīng)提高，生活污水處理裝置由WCB 型向MBR 型〔1〕升級改造。筆者結(jié)合渤海某平臺MBR 生活污水處理系統(tǒng)改造的實(shí)例，介紹了膜生物技術(shù)在海上采油平臺生活污水處理上的應(yīng)用，處理后的各項(xiàng)指標(biāo)均能夠滿足排放或回注標(biāo)準(zhǔn)，為海上平臺污水處理系統(tǒng)升級提供了經(jīng)驗(yàn)參考。
1 平臺生活污水水質(zhì)分析
一般平臺生活污水又可分為糞便污染污水和非糞便污染污水，糞便污水連同醫(yī)務(wù)室的排水被定義為生活污水即黑水，非糞便污染污水稱為灰水，包括廚房、洗浴和洗滌等污水。廚房生活污水主要為做飯洗滌用水，有機(jī)物含量豐富，可生化降解的成分較多，可生化性較好，但含有需要去除的油脂。洗浴污水水量大、污染輕、水質(zhì)穩(wěn)定，洗浴污水的濁度較高，嗅味為洗浴用品的芳香，污染參數(shù)包括：陰離子洗滌劑、濁度、COD〔2〕、BOD、細(xì)菌總數(shù)和大腸菌群等。洗滌污水中含有表面活性劑、三聚磷酸鈉、羧甲基纖維素、油污、塵土顆粒以及各種微生物等，外觀渾濁，COD 高，pH 為6.5～7.5，懸浮物含量較高。沖廁污水的主要污染物是糞便，以天然大分子物質(zhì)為主體，有機(jī)污染物濃度高、氨氮濃度高和懸浮物濃度高。沖廁污水的COD 與BOD5呈顯著相關(guān)性，為生化微生物提供大量營養(yǎng)源，可生化性較好。
2 平臺原有生活污水處理流程問題分析
海上大多數(shù)平臺的生活污水處理流程采用老式“WCB 型裝置”處理，只是對平臺黑水進(jìn)行生化-沉淀的處理，灰水與經(jīng)過處理的黑水經(jīng)過混合消毒后排放。處理后的污水所含有機(jī)污染物和陽離子表面活性劑較多，達(dá)不到新的排放標(biāo)準(zhǔn)，會對海洋環(huán)境造成污染。“WCB 型處理裝置”以好氧生物處理為主，能夠?qū)谒懈黝愑袡C(jī)污染物進(jìn)行較好的好氧生化處理；但對污水中的氨、氮、磷等污染物的去除效果甚微，造成了排放污水中無機(jī)氮、磷酸鹽等污染物含量較高。海上采油平臺一般均采用海水沖廁，渤海海水含鹽量約23～31 g/L。一般好氧菌種耐受污水中含鹽量的范圍為2～3 g/L，高含鹽量會抑制好氧菌種的代謝能力和繁殖能力，好氧菌種在數(shù)量上的減少直接影響處理系統(tǒng)的出水水質(zhì)。
3 海上平臺膜生物處理工藝簡介
膜生物反應(yīng)器（MBR）是生物處理與膜分離結(jié)合而成的一種高效污水處理新工藝。其工作原理是利用反應(yīng)器的好氧微生物降解污水中的有機(jī)污染物，同時(shí)利用反應(yīng)器內(nèi)硝化細(xì)菌〔3〕消耗氨氮以除去異味，該工藝通過膜分離技術(shù)大大強(qiáng)化了生物反應(yīng)器的功能。為適應(yīng)空間狹小和滿足處理設(shè)備集成化自動(dòng)化的要求，海上采油平臺選用了生物處理和膜分離技術(shù)相結(jié)合的一體化A/O 膜生物反應(yīng)器〔4〕。
渤海某平臺MBR 膜生物處理工藝流程的處理設(shè)備包括初塵池、總調(diào)節(jié)池、水解酸化池、接觸氧化池、MBR 池、回注回用池、灰水調(diào)節(jié)池、沖廁回用池、污泥濃縮池等各1 座。這些處理池充分利用平臺現(xiàn)有空間，集成設(shè)計(jì)壓縮空間而又能確保處理功效，通過高度自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)處理流程自動(dòng)平穩(wěn)運(yùn)行。該生活污水改造使用的是山東金昊三揚(yáng)環(huán)保機(jī)械股份有限公司生產(chǎn)的MBR 膜生物反應(yīng)器，其中采用的膜材質(zhì)為聚偏氟乙烯（PVDF），膜孔直徑≤0.1 μm，耐酸耐堿性強(qiáng)（pH 為2~12），外徑為450 μm，膜壁厚為40~45 μm，透氣率≥0.7 mm/s，孔隙率為40%~50%，凈化水濁度≤0.2 NTU。
平臺黑水與灰水是分流的，洗浴灰水單獨(dú)引流進(jìn)入灰水調(diào)節(jié)池曝氣預(yù)處理，經(jīng)過灰水提升泵以1 m3/h 的流速提升進(jìn)入毛發(fā)過濾器去除洗浴水中的毛發(fā)等雜物，再經(jīng)過精細(xì)過濾器去除水中懸浮物流入沖廁回用池儲存，沖廁回用泵將回用池的水以恒壓（0.36 MPa）的方式供給生活樓進(jìn)行沖廁使用。
黑水與其他灰水通過兩路管線進(jìn)入污水深度處理系統(tǒng)，首先黑水流入初沉池，截留部分較大塊的糞便及部分雜質(zhì)后，流入調(diào)節(jié)池與經(jīng)過隔油池預(yù)處理的灰水混合，調(diào)節(jié)池容積約8 m3，用于調(diào)節(jié)來水高峰與低峰的水量變化。通過曝氣均質(zhì)，由污水提升泵以1.3 m3/h 的流速提升進(jìn)入水解酸化池（缺氧區(qū)）。缺氧區(qū)設(shè)有間歇曝氣裝置，保證了混合液在該區(qū)內(nèi)的充分混合，保持懸浮狀態(tài)不會沉淀。在缺氧區(qū)內(nèi)，大分子量長鏈有機(jī)物分解為易生化的小分子有機(jī)物。污水在缺氧池內(nèi)的水力停留時(shí)間為4～6 h，然后溢流進(jìn)入生物接觸氧化池（好氧區(qū)）水力停留4～6 h。好氧池底鋪設(shè)有曝氣裝置不間斷進(jìn)行曝氣，為微生物提供氧，污水在此池內(nèi)進(jìn)行有機(jī)物生化降解，去除水中的BOD5和COD。其中好氧區(qū)為硝化池，缺氧區(qū)為反硝化池，因此系統(tǒng)具有硝化和反硝化作用，提高了系統(tǒng)脫氮除磷〔5〕的能力。
好氧區(qū)末端為膜分離區(qū)簡稱膜區(qū)，膜區(qū)內(nèi)MBR膜件下部設(shè)置有間歇式的曝氣裝置，定時(shí)吹掃抖動(dòng)膜片，以緩解MBR 膜周邊的污泥累積，又為繼續(xù)在該段進(jìn)行生物降解的生物提供所需的氧氣。處理后的污水經(jīng)MBR 膜分離后，由產(chǎn)水泵以1.35 m3/h 的流速排出至回注回用池用于回用沖廁及回注。該系統(tǒng)設(shè)計(jì)了水反洗功能，能夠通過反洗恢復(fù)膜的再生能力〔6〕；在線化學(xué)反洗功能是通過添加檸檬酸或二氧化氯等藥劑恢復(fù)膜的過濾功能。
4 膜生物反應(yīng)器處理效果跟蹤
該平臺對生活污水處理系統(tǒng)進(jìn)行MBR 改造升級后，通過設(shè)備電伴熱系統(tǒng)對水溫等參數(shù)調(diào)節(jié)，發(fā)現(xiàn)水溫需控制在15~35 ℃之間較為合理。極限值為低溫5 ℃，高溫40 ℃，超出極限值生物菌種將會出現(xiàn)3~5 d 內(nèi)全部死亡的現(xiàn)象。經(jīng)過20 多天的調(diào)試，各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表 1 所示。
表 1 生活污水膜生物反應(yīng)器處理效果
膜的強(qiáng)化截留作用使膜生物反應(yīng)器具有很高的固液分離效果。膜的強(qiáng)化截留作用及系統(tǒng)采用較長的活性污泥停留時(shí)間，有利于增殖緩慢的硝化細(xì)菌的截留、生長和繁殖，使得系統(tǒng)的硝化效率得以增強(qiáng)，提高了對氨氮的去除率。SRB（硫酸鹽還原菌） 大小為1.7～2.0 μm，TGB （ 腐生菌） 大小為7～20 μm，F(xiàn)eB（鐵細(xì)菌）大小為0.7~1.0 μm，該裝置使用中空纖維膜的孔徑在0.1 μm 左右，所以對上述細(xì)菌具有較高的去除率。進(jìn)水中的混濁主要是由于其中的懸浮物與膠體物質(zhì)引起的，通過生物反應(yīng)器中的微生物降解和膜的強(qiáng)化截留作用，出水中的此類物質(zhì)含量已經(jīng)大大降低，出水的濁度很低，一般穩(wěn)定在4.0 NTU 以下，外觀上清澈透明，已無明顯異味。
污水中的細(xì)菌和病毒主要來自平臺人員的排泄物，是影響公共健康的重要因素，其中大腸桿菌數(shù)量最多，易于鑒別，且其抗氯消毒性大于傷寒沙門氏和痢疾桿菌等腸道傳染病菌，常用作水質(zhì)的衛(wèi)生學(xué)指標(biāo)。通過膜的直接過濾以及過濾過程中膜面形成的凝膠層，起到了減小膜孔徑的作用，能夠進(jìn)一步提高對細(xì)菌和病毒的去除效果。
MBR 處理后的生活污水各項(xiàng)指標(biāo)均能夠達(dá)到《海洋石油勘探開發(fā)污染物排放濃度限制》（GB4914—2008）、《污水海洋處置工程污染控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB 18486—2001）和《碎屑巖油藏注水水質(zhì)指標(biāo)及分析方法》（SY/T 5329—2012）等國標(biāo)的排放或回注〔8〕要求。具體參見https://www.dowater.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。
5 結(jié)論
渤海某平臺采用膜生物反應(yīng)器技術(shù)對現(xiàn)有生活污水處理裝置進(jìn)行升級改造，處理后的COD 等各項(xiàng)指標(biāo)符合國家排放或回注標(biāo)準(zhǔn)，處理后的生活污水既可以排放又可以回注地層，成功實(shí)現(xiàn)了生活污水的零排放。膜生物反應(yīng)器技術(shù)的成功應(yīng)用開拓了海上采油平臺生活污水處理的新篇章，為海上采油平臺污水處理系統(tǒng)改造指明了方向。
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