随着人们对海洋环境保护意识的日益增强,海上采油平台生活污水的处理和排放水质要求也相应提高,生活污水处理装置由WCB 型向MBR 型〔1〕升级改造。笔者结合渤海某平台MBR 生活污水处理系统改造的实例,介绍了膜生物技术在海上采油平台生活污水处理上的应用,处理后的各项指标均能够满足排放或回注标准,为海上平台污水处理系统升级提供了经验参考。 1 平台生活污水水质分析 2 平台原有生活污水处理流程问题分析 3 海上平台膜生物处理工艺简介 渤海某平台MBR 膜生物处理工艺流程的处理设备包括初尘池、总调节池、水解酸化池、接触氧化池、MBR 池、回注回用池、灰水调节池、冲厕回用池、污泥浓缩池等各1 座。这些处理池充分利用平台现有空间,集成设计压缩空间而又能确保处理功效,通过高度自动化实现处理流程自动平稳运行。该生活污水改造使用的是山东金昊三扬环保机械股份有限公司生产的MBR 膜生物反应器,其中采用的膜材质为聚偏氟乙烯(PVDF),膜孔直径≤0.1 μm,耐酸耐碱性强(pH 为2~12),外径为450 μm,膜壁厚为40~45 μm,透气率≥0.7 mm/s,孔隙率为40%~50%,净化水浊度≤0.2 NTU。 平台黑水与灰水是分流的,洗浴灰水单独引流进入灰水调节池曝气预处理,经过灰水提升泵以1 m3/h 的流速提升进入毛发过滤器去除洗浴水中的毛发等杂物,再经过精细过滤器去除水中悬浮物流入冲厕回用池储存,冲厕回用泵将回用池的水以恒压(0.36 MPa)的方式供给生活楼进行冲厕使用。 黑水与其他灰水通过两路管线进入污水深度处理系统,首先黑水流入初沉池,截留部分较大块的粪便及部分杂质后,流入调节池与经过隔油池预处理的灰水混合,调节池容积约8 m3,用于调节来水高峰与低峰的水量变化。通过曝气均质,由污水提升泵以1.3 m3/h 的流速提升进入水解酸化池(缺氧区)。缺氧区设有间歇曝气装置,保证了混合液在该区内的充分混合,保持悬浮状态不会沉淀。在缺氧区内,大分子量长链有机物分解为易生化的小分子有机物。污水在缺氧池内的水力停留时间为4~6 h,然后溢流进入生物接触氧化池(好氧区)水力停留4~6 h。好氧池底铺设有曝气装置不间断进行曝气,为微生物提供氧,污水在此池内进行有机物生化降解,去除水中的BOD5和COD。其中好氧区为硝化池,缺氧区为反硝化池,因此系统具有硝化和反硝化作用,提高了系统脱氮除磷〔5〕的能力。 好氧区末端为膜分离区简称膜区,膜区内MBR膜件下部设置有间歇式的曝气装置,定时吹扫抖动膜片,以缓解MBR 膜周边的污泥累积,又为继续在该段进行生物降解的生物提供所需的氧气。处理后的污水经MBR 膜分离后,由产水泵以1.35 m3/h 的流速排出至回注回用池用于回用冲厕及回注。该系统设计了水反洗功能,能够通过反洗恢复膜的再生能力〔6〕;在线化学反洗功能是通过添加柠檬酸或二氧化氯等药剂恢复膜的过滤功能。 4 膜生物反应器处理效果跟踪
由表 1 可见,膜生物反应器技术对污水处理效果很显著。对有机物的去除主要有两个方面,一是膜生物反应器存在着的大量的微生物,是普通活性污泥〔7〕浓度的3~6 倍,通过厌养菌的生物代谢去除溶解性的COD;另一方面是膜对有机大分子物质的截留作用,延长了与微生物接触反应时间,并有助于某些专用微生物的培养驯化,提高了对有机物的去除效率。 膜的强化截留作用使膜生物反应器具有很高的固液分离效果。膜的强化截留作用及系统采用较长的活性污泥停留时间,有利于增殖缓慢的硝化细菌的截留、生长和繁殖,使得系统的硝化效率得以增强,提高了对氨氮的去除率。SRB(硫酸盐还原菌) 大小为1.7~2.0 μm,TGB ( 腐生菌) 大小为7~20 μm,FeB(铁细菌)大小为0.7~1.0 μm,该装置使用中空纤维膜的孔径在0.1 μm 左右,所以对上述细菌具有较高的去除率。进水中的混浊主要是由于其中的悬浮物与胶体物质引起的,通过生物反应器中的微生物降解和膜的强化截留作用,出水中的此类物质含量已经大大降低,出水的浊度很低,一般稳定在4.0 NTU 以下,外观上清澈透明,已无明显异味。 污水中的细菌和病毒主要来自平台人员的排泄物,是影响公共健康的重要因素,其中大肠杆菌数量最多,易于鉴别,且其抗氯消毒性大于伤寒沙门氏和痢疾杆菌等肠道传染病菌,常用作水质的卫生学指标。通过膜的直接过滤以及过滤过程中膜面形成的凝胶层,起到了减小膜孔径的作用,能够进一步提高对细菌和病毒的去除效果。 MBR 处理后的生活污水各项指标均能够达到《海洋石油勘探开发污染物排放浓度限制》(GB4914—2008)、《污水海洋处置工程污染控制标准》(GB 18486—2001)和《碎屑岩油藏注水水质指标及分析方法》(SY/T 5329—2012)等国标的排放或回注〔8〕要求。。 5 结论 |