针对某海上石油平台生活污水处理装置调研分析，掌握了该平台生活污水处理系统运行现状及出水情况。并结合海上生活污水排放要求、最新生活污水处理技术，形成了该平台生活污水处理系统优化解决方案，最终能实现生活污水处理装置操作维护方便、长期稳定运行以及处理合格的中水回收再利用目标。

1 生活污水处理装置基本情况介绍

该平台采用某公司生产的某型号生活污水处理装置，设计处理量为150L/天·人，设计人数为140人，平台冲厕系统采用海水冲厕，装置设计总处理量为21m³/天。该型污水处理装置采用水解酸化和膜生物反应器（MBR）相结合的方法降解有机污染物；核心工艺采用曝气方式充氧，培养好氧微生物；经过微生物降解后的污水通过膜组件过滤，采用负压抽吸的方式出水。

生活污水在进入调节池前先经过前端格栅进行预过滤处理，在调节池内中的污水经过均化后进入水解酸化池，再溢流进入MBR池， 在MBR池内进一步生化处理后，进入膜组件再过滤，之后处理COD合格的水进入排海管线^[1]，达标排放。

2 生活污水处理装置运行现状及问题

2.1 装置本身问题

（1）处理量不能满足高峰要求：由于装置设计之初按照0.15 m³/天·人处理量设计，经与平台沟通，人员住宿接近上限时，日常淡水使用量约为15-20m³，海水冲厕量按照70L/天·人，估算每天产生的生活污水量约为24.8-30 m³，因此设计处理量已经无法满足平台需求。另外，由于该生活污水处理装置投运时间较长，膜组通量已称呈下降趋势，按照膜污堵规律，目前实际通量在原设计处理量的1/2-2/3左右，因此生化系统持续高负荷。已经频繁出现用水高峰期溢流甚至冒罐等现象，给平台正常的生产生活带来的很大的影响。

（2）装置预处理效果差：由于装置设计原因，厨房灰水目前进入生活污水装置，隔油池前端并未设置收油装置，导致厨房灰水中大量油脂聚集并进入后端调节池。最终产生了两种严重的后果：一是频繁造成隔油池污堵甚至冒罐，二是油脂进入生化系统，对膜过滤系统造成严重污堵。

（3）装置未设计自动反洗功能：由于该装置投运时间较长，设计之初未考虑自动反洗功能，从而导致膜通量下降的速度提高。结果是频繁的需要外委第三方进行维保，大大增加了成本费用，与平台的降本增效理念大相径庭。

（4）抽吸泵采用气动隔膜泵：因最先设置的离心式抽吸泵故障率较高，目前平台自主换成了气动隔膜泵进行MBR膜的真空抽吸，但由于膜组件中空纤维膜为PVDF材质，气动隔膜泵抽吸过程形成股状水流冲击，易造成抽吸过程的不间断吸附，间接造成了膜污堵的频率提高。

2.2 其他运行问题

据平台反馈，日常运行中由于液位计安装及灵敏度问题有时造成液位误差，导致膜池液位过高或者过低；而且隔膜泵间歇出水，排海流量计长时间无数据记录及显示。另外该生活污水装置因投运时间久远，设备已经停产，造成备件缺失。装置部分罐体腐蚀严重，在实际运行过程中，有严重的渗漏环保风险。

3 现场优化解决方案

3.1 生活污水装置局部优化改造

（1）执行厨房灰水进开排：为解决处理量无法满足日常需求问题，尽量保证灰水进开排系统，降低生活污水来水量。另外，平台采用海水冲厕，含盐量较高，含盐量高必将对生活污水系统造成一定的影响，为了避免高含盐对生化系统的冲击，可以采用洗涤灰水进生活污水处理装置，从而降低装置氯根含量，保证生化系统平稳运行。

（2）膜通量需提高：由于膜组件运行时间较长，前期未考虑反洗及药洗流程，建议后期增加清水罐及反洗泵，可以减缓膜污染。增加直径1m，高2m的清水罐，膜池水经过抽吸泵到清水罐，增加反洗泵，可选用流量5m³/h，扬程10m，正常运转设定为抽吸8分钟，停2分钟，然后10个抽吸周期反洗一次，反洗流量设定为1.5 m³/h，正常运行的话能够减缓膜污堵情况，重新设定PLC控制程序，将反洗泵自动运行控制程序直接接入本地控制盘。

（3）膜组件增加曝气防污堵：借鉴其他平台改造经验，重新对膜组件曝气系统进行升级改造，安装适合于筒式膜组件曝气装置，安装于膜组件底部盲板中上部，膜组件曝气后，增加膜丝抖动，避免污泥过度附着，进而减小脏堵。

3.2 生活污水装置整体换型

采用最新型电解与膜生化相结合的处理工艺，处理合格的中水回用冲厕，节约海上平台淡水的消耗，实现零排放，真正达到节能减排，保护海洋环境的目的。该装置配套毛发收集器、粉碎泵、篮式过滤器、撇油器等设备有效降低装置故障率，延长膜组件使用周期，节省第三方维保费用。其主要原理是黑水经粉碎泵破碎后进入厌氧池，池中厌氧菌吸附有机物，将有机固体物质腐化为液态，提高可生化性。灰水进入3R池，池中好氧菌消解有机物变成二氧化碳和水，同时活性污泥得到繁殖^[4]。MBR与污水进行分离，超滤系统正常运行8分钟，停止2分钟，24小时反洗2分钟。自吸泵停止过程中，膜组上污物因没有吸力，在重力和反洗水流冲洗加持下清理了生物膜污物。电解池中电极主要将剩余难去除的有机物电解，产生的强氧化剂可起到杀菌作用。将污物吸附材料表面的同时被电解，使吸附面不断再生，解决了传统吸附和再生装置投资运营费用高问题。

3.3 优化解决方案建议

鉴于该平台原有生活污水处理装置投用时间已超过15余年，罐体与甲板接触地方存在严重腐蚀，且现场泵、液位计稳定性和灵敏性等都存在致使未来无法稳定运行的情况，设备基本已无备件可用，海水冲厕对菌种稳定性有着极大挑战，经常出现菌种活力下降死亡的情况。另外，生活污水处理装置局部改造工程量较大，整体投入金额较高。针对目前越来越严格的海洋环境保护要求，确保平台生活污水COD达标，实现中水回用零排放，综合考虑各方面，建议生活污水处理装置整体换型。

4 结束语

生活污水处理是系统化工程，实际生产生产生活中需要根据现场实际情况，包括水质、水量以及现场实际空间尺寸、处理出水要求等进行生活污水处理工艺选择，以求达到最优的处理效果。该平台生活污水处理装置经整体换型后，目前已经实现了更好的污水处理性能，中水回收再次利用，达到零排放，彻底消除了平台存在的环保安全隐患。

参考文献：

[1] 李帅.固定平台膜生物反应器式生活污水处理装置改造[J].航海工程，2021,(1):130-133.

[2] 叶黄凡.重质油炼制污水污染特性及其处理工艺的综合评价研究[D].中国石油大学(北京)，2021.

[3] 魏原青,肖梅娟.膜生物反应器(MBR)在处理生活污水中的优势与劣势[J].科技资讯，   2012,(34):103-106.

[4] 张苏飞.海洋石油平台生活污水处理装置工艺优化[J].盐科学与化工，2018,(9):5-7.