海上鉆井平臺(tái)生活污水處理系統(tǒng)運(yùn)行管理

摘" " 要：為確保海上鉆井平臺(tái)生活污水的達(dá)標(biāo)排放，需強(qiáng)化海上鉆井平臺(tái)現(xiàn)場(chǎng)生活污水處理系統(tǒng)的運(yùn)行管理。在簡(jiǎn)要介紹海上鉆井平臺(tái)生活污水處理系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，詳細(xì)論述了影響生活污水達(dá)標(biāo)排放的主要因素，包括原污水的水質(zhì)、pH值、油脂、沖洗水溫度、沖洗水水量控制、現(xiàn)場(chǎng)人員管理等，據(jù)此指出了目前海上鉆井平臺(tái)生活污水處理未能達(dá)標(biāo)排放的主要原因，并有針對(duì)性地提出鉆井平臺(tái)現(xiàn)場(chǎng)生活污水處理運(yùn)行管理的辦法。最后提出，為進(jìn)一步降低海上鉆井平臺(tái)生活污水的處理成本，可對(duì)零排放海域的生活污水進(jìn)行回收處理。

關(guān)鍵詞：生活污水處理；運(yùn)行管理；達(dá)標(biāo)排放

Operation and management of domestic sewage treatment systems on offshore drilling platforms

GUO Xinjin， WANG Zhihui， JING Shushen， SHEN Xinrui， WU Jiawei

Drilling Branch of CNPC Offshore Engineering Company Limited， Tianjin 300451， China

Abstract：To ensure the standard discharge of domestic sewage from offshore drilling platforms， it is necessary to strengthen the operation and management of on-site domestic sewage treatment systems on offshore drilling platforms. This paper briefly introduces the domestic sewage treatment system of offshore drilling platforms. Based on this， the main factors affecting the standard discharge of domestic sewage are discussed in detail， including the water quality， pH value， grease， temperature of flushing water， control of flushing water volume， and management of on-site personnel. The main reasons for the current failure to meet the standard discharge of domestic sewage treatment on offshore drilling platforms are pointed out. In addition， the targeted measures for the operation and management of on-site domestic sewage treatment on drilling platforms are proposed. Finally， the paper proposes that the domestic sewage from zero-discharge sea areas can be recycled and treated to further reduce the treatment cost of domestic sewage from offshore drilling platforms.

Keywords：domestic sewage treatment; operation management; standard discharge

隨著海洋開(kāi)發(fā)的空前發(fā)展，海洋環(huán)境的污染也越來(lái)越嚴(yán)重，人類對(duì)海洋環(huán)境保護(hù)也日益重視。國(guó)際防污染公約《MARPOL 73/78》附則Ⅳ“防止船舶生活污水造成污染規(guī)則”中對(duì)船用生活污水排放標(biāo)準(zhǔn)作出了明確的規(guī)定。隨著對(duì)海洋環(huán)境保護(hù)的日益重視，針對(duì)船用生活污水排放的指標(biāo)也不斷提高，2018年7月1日實(shí)施的GB 3552—2018《船舶水污染物排放控制標(biāo)準(zhǔn)》將船用生活污水的排放標(biāo)準(zhǔn)提升到了一個(gè)新的高度，不但提高了部分指標(biāo)要求，還增加了氨氮指標(biāo)，船用生活污水主要排放標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1。為確保海上鉆井平臺(tái)的生活污水排放達(dá)標(biāo)，需強(qiáng)化其現(xiàn)場(chǎng)生活污水處理系統(tǒng)的運(yùn)行管理。因此，如何加強(qiáng)平臺(tái)生活污水處理系統(tǒng)的運(yùn)行管理成為一個(gè)重要課題。

1" " 海上鉆井平臺(tái)生活污水處理系統(tǒng)

海上鉆井平臺(tái)生活污水處理系統(tǒng)處理的主要污水包括黑水和灰水兩類[1]。

1.1" " 黑水

生活污水也稱“黑水”，采用真空收集系統(tǒng)收集的生活污水稱為真空黑水，采用常規(guī)重力收集系統(tǒng)收集的生活污水稱為重力黑水。

黑水主要指船上的以下四種排出物[2]：第一，任何形式便器和小便池的排出物和其他廢棄物；第二，醫(yī)務(wù)室（藥房、病房等）洗手池、洗澡盆，以及這些處所排水孔的排出物；第三，裝有活的動(dòng)物處所的排出物；第四，混有上述排出物或廢物的其他污水。

1.2" " 灰水

灰水是指除黑水外的其他生活廢水，包括洗滌、洗衣、洗澡及洗臉盆的排水等，不包括貨艙排水、垃圾。

因受污染程度的不同，灰水分為廚房灰水和洗滌灰水。廚房灰水是指洗碟水，包括人工或自動(dòng)洗滌碗碟、烹飪用具的排水；洗滌灰水是指廚房灰水以外的洗漱水和洗衣水。

1.3" " 生活污水處理流程

海上鉆井平臺(tái)生活污水的處理流程是將平臺(tái)生活污水中的黑水和灰水，分別通過(guò)各種黑水和灰水管系進(jìn)行收集，而后輸送到生活污水處理裝置中，經(jīng)處理達(dá)標(biāo)后再進(jìn)行排放。具體處理流程如圖1所示。

2" " 影響生活污水達(dá)標(biāo)排放的主要因素

為了確保海上鉆井平臺(tái)生活污水處理達(dá)標(biāo)排放，需對(duì)平臺(tái)生活污水進(jìn)行規(guī)范管理，其中排放水的化學(xué)需氧量是海事環(huán)保部門檢查的關(guān)鍵指標(biāo)?；瘜W(xué)需氧量又稱化學(xué)耗氧量（Chemical Oxygen Demand，簡(jiǎn)稱COD），是在一定的條件下，采用一定的強(qiáng)氧化劑處理水樣時(shí)所消耗的氧化劑量。COD是表示水中還原性物質(zhì)含量的一個(gè)指標(biāo)，水中的還原性物質(zhì)包括各種有機(jī)物、亞硝酸鹽、硫化物、亞鐵鹽等，但主要是有機(jī)物，因此其又往往作為衡量水中有機(jī)物質(zhì)含量多少的指標(biāo)。COD越大，說(shuō)明水體受有機(jī)物的污染越嚴(yán)重[3]。對(duì)于鉆井平臺(tái)現(xiàn)場(chǎng)而言，影響排放水達(dá)標(biāo)排放的主要因素包括以下幾方面。

2.1" " 原污水水質(zhì)

一般污水中的氮磷等營(yíng)養(yǎng)元素已能夠滿足微生物需要，且過(guò)剩很多。當(dāng)鉆井平臺(tái)現(xiàn)場(chǎng)使用海水進(jìn)行廁所沖洗時(shí)，會(huì)發(fā)現(xiàn)處理后的生活污水很難達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，究其原因是海水中存在大量有機(jī)物（海水的COD值可達(dá)2 000 mg/L），大大增加了生活污水處理裝置的處理負(fù)荷。在現(xiàn)場(chǎng)操作中可以發(fā)現(xiàn)，即使生活污水處理裝置的菌種含量在正常范圍內(nèi)，若使用海水作為沖洗水，則處理后的排放水仍難以達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)，海水的清凈度無(wú)法保證，其中存在大量微生物及高濃度的鹽，會(huì)影響處理裝置中菌種的存活時(shí)間，培菌合格后，3 d左右出現(xiàn)菌種上浮現(xiàn)象，海水用作沖洗水而進(jìn)入處理裝置后菌種含量急劇下降，影響處理效果，進(jìn)而造成排放水達(dá)不到排放標(biāo)準(zhǔn)。

另外，通過(guò)在某鉆井平臺(tái)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試發(fā)現(xiàn)，當(dāng)使用真空馬桶收集黑水時(shí)，原污水的COD值高達(dá)2 500 mg/L，如此高濃度的原污水大大增加了生活污水處理裝置的處理負(fù)荷，造成設(shè)備在原定的水力停留時(shí)間內(nèi)無(wú)法充分對(duì)原污水進(jìn)行處理，導(dǎo)致排放水無(wú)法達(dá)標(biāo)排放。

2.2" " 原污水pH值

根據(jù)調(diào)研發(fā)現(xiàn)，目前某鉆井公司所使用的生活污水處理裝置，基本上都已更換為以MBR膜生化法為處理工藝的生活污水處理裝置，該類型的裝置要求污水的pH值保持中性，一般為6.5～7.5，主要是為了保證生活污水處理裝置中的菌種有一個(gè)良好的存活環(huán)境。而鉆井平臺(tái)現(xiàn)場(chǎng)常使用含磷洗衣粉、潔廁靈、84消毒液等酸性或堿性清潔劑，這會(huì)造成原污水中的pH值突然升高或降低，從而影響生化處理菌種的存活，導(dǎo)致生活污水無(wú)法達(dá)標(biāo)排放。

2.3" " 原污水中的油脂

當(dāng)污水中油脂含量較高時(shí)，會(huì)使曝氣設(shè)備的曝氣效率降低，如不增加曝氣量則處理效率將降低，從而導(dǎo)致生活污水處理裝置對(duì)污水的處理不達(dá)標(biāo)，排放水水質(zhì)不合格。另外，污水中較高的油脂含量還會(huì)降低活性污泥的沉降性能，嚴(yán)重時(shí)會(huì)成為污泥膨脹的原因，導(dǎo)致出水總懸浮物的數(shù)值超標(biāo)[4]。對(duì)油類物質(zhì)含量較高的進(jìn)水，需要在預(yù)處理段增加除油裝置（撇油器）。鉆井平臺(tái)現(xiàn)場(chǎng)造成污水中油脂含量增高的主要原因有：廚房排放水未經(jīng)過(guò)撇油器處理就直接進(jìn)入生活污水處理裝置中、洗滌含油量較大的工服及在生活污水管系內(nèi)直接排放含油污水。

2.4" " "沖洗水溫度

溫度對(duì)活性污泥工藝的影響顯著。首先，溫度會(huì)影響活性污泥中微生物的活性，在冬季溫度較低時(shí)，如不采取調(diào)控措施，污水處理裝置的處理效果會(huì)下降。其次，溫度會(huì)影響沉淀物的分離性能，例如溫度變化會(huì)使沉淀池產(chǎn)生異重流，導(dǎo)致短流；溫度降低會(huì)使活性污泥由于黏度增大而降低沉降性能；溫度變化會(huì)影響曝氣系統(tǒng)的效率，夏季溫度升高時(shí)，會(huì)由于溶解氧飽和濃度的降低，而使系統(tǒng)充氧困難，導(dǎo)致曝氣效率的下降，并使空氣密度降低，這種情況下若要保證供氣量不變，則必須增大供氣量。而在鉆井平臺(tái)現(xiàn)場(chǎng)，特別是冬季，沖洗水水溫普遍偏低，不僅影響生活污水處理裝置的處理效果，還會(huì)影響菌種的活性，從而導(dǎo)致排放水未能達(dá)標(biāo)排放。

2.5" " 沖洗水水量控制

由于平臺(tái)存在生活設(shè)備老化、黑水管道堵塞的現(xiàn)象，往往需要對(duì)廁所進(jìn)行多次沖洗才能沖洗干凈，且為了方便沖洗小便池，現(xiàn)場(chǎng)沖洗管道有“長(zhǎng)流水”的現(xiàn)象，如此操作造成平臺(tái)沖洗水流量得不到有效控制，不僅極大增加了生活污水處理裝置的處理負(fù)荷，還因?yàn)椤伴L(zhǎng)流水”造成污水中的培菌營(yíng)養(yǎng)物濃度不足，處理裝置中菌種含量達(dá)不到要求，最終造成生活污水無(wú)法達(dá)標(biāo)處理。

2.6" " 現(xiàn)場(chǎng)人員管理

任何設(shè)備的運(yùn)行都離不開(kāi)人員的精細(xì)管理，生活污水處理裝置作為環(huán)保工作的關(guān)鍵設(shè)備，更是需要現(xiàn)場(chǎng)人員的精細(xì)管理。目前，由于鉆井平臺(tái)現(xiàn)場(chǎng)工作人員對(duì)設(shè)備操作規(guī)程不熟悉，對(duì)設(shè)備運(yùn)行不關(guān)注，對(duì)設(shè)備故障問(wèn)題解決不及時(shí)，造成現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備未能完好運(yùn)行，從而導(dǎo)致排放水未能達(dá)標(biāo)排放。

3" " 鉆井平臺(tái)現(xiàn)場(chǎng)生活污水處理系統(tǒng)的運(yùn)行管理

為進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)鉆井平臺(tái)現(xiàn)場(chǎng)生活污水處理系統(tǒng)的管理，確保平臺(tái)生活污水達(dá)標(biāo)排放，需采取以下管理方法。

3.1" " 改善原污水水質(zhì)

考慮到?jīng)_洗水使用海水時(shí)，海水中有機(jī)物含量過(guò)高對(duì)生活污水處理裝置處理效果的不利影響，現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)改用淡水沖洗，確保沖洗水的水質(zhì)不對(duì)裝置處理效果造成影響?，F(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)證明，改用淡水沖洗后，排放水的水質(zhì)得到顯著提升，排放水的COD值能從300～400 mg/L降至GB 3552—2018《船舶水污染物排放控制標(biāo)準(zhǔn)》所要求的125 mg/L（限值）范圍內(nèi)。

同時(shí)由于部分采用真空收集黑水的平臺(tái)原污水的COD濃度過(guò)高，可以考慮將部分洗滌水（如平臺(tái)房間洗漱水）引入黑水處理管系中，降低黑水的原污水濃度，提高生活污水處理裝置的處理效果，從而保證處理后的排放水達(dá)標(biāo)排放。

3.2" " 保障污水的pH值

原污水中的pH值突然升高或降低都會(huì)影響生化處理菌種的存活，因此在鉆井平臺(tái)日常運(yùn)行過(guò)程中，應(yīng)停止使用含磷洗衣粉、潔廁靈、84消毒液等酸性或堿性清潔劑，現(xiàn)場(chǎng)督促配餐清潔人員做好相關(guān)管理，若因特殊原因必須使用消毒劑，需確保消毒劑不進(jìn)入生活污水處理系統(tǒng)中，平臺(tái)應(yīng)每日定時(shí)組織人員進(jìn)行檢查，確保作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)清潔劑的合理使用。

3.3" " 避免原污水油脂排放

為保障生活污水處理裝置的有效運(yùn)轉(zhuǎn)，平臺(tái)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)規(guī)范撇油器的使用，定期檢查清理，確保撇油器的正常運(yùn)行[5]。同時(shí)，規(guī)范現(xiàn)場(chǎng)人員的生活污水排放，禁止任何人員向生活污水處理系統(tǒng)中傾倒含油污水，對(duì)含油量過(guò)大的工服進(jìn)行單獨(dú)清洗，其洗滌水不得進(jìn)入生活污水處理系統(tǒng)中，由此降低生活污水中油脂的含量，確保生活污水達(dá)標(biāo)處理。

3.4" " 保障沖洗水溫度穩(wěn)定

為保證生活污水處理裝置沖洗水水溫穩(wěn)定，水溫宜控制在25 ℃左右，建議鉆井平臺(tái)現(xiàn)場(chǎng)生活污水處理裝置中增加沖洗水溫度控制裝置，其主要作用是將生活污水的溫度控制在適合菌種培育的范圍內(nèi)，避免因溫差過(guò)大導(dǎo)致菌種培育不良，生活污水處理裝置沖洗水溫度控制系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案如圖2所示。

該系統(tǒng)主要通過(guò)增加電加熱裝置，將沖洗水的溫度加熱到30 ℃左右，以確保沖洗水進(jìn)入馬桶后的溫度能保持在20 ℃左右；而后通過(guò)給主甲板以下黑水管道敷設(shè)低功率電伴熱線及外保溫層，通過(guò)電伴熱線給黑水管道管體加溫，并通過(guò)溫度控制器使下水管道整體溫度保持在24～28 ℃之間，即使在上部略有失溫的情況下，通過(guò)下水管道的恒溫，也會(huì)使到達(dá)污水處理裝置的水溫保持較為恒定，即可以達(dá)到25 ℃。目前該套系統(tǒng)已在鉆井平臺(tái)使用，待測(cè)試效果出來(lái)后，將在其他平臺(tái)推廣使用。

3.5" " 規(guī)范沖洗水的使用

為保障生活污水的達(dá)標(biāo)排放，需對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的沖洗水進(jìn)行規(guī)范管理。其一，針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)存在黑水、灰水管道堵塞的情況，需及時(shí)對(duì)管道進(jìn)行疏通或者整改，確保管道流通正常，避免因管道堵塞導(dǎo)致需要多次沖洗的現(xiàn)象發(fā)生。其二，規(guī)范小便池的沖洗方式，杜絕“長(zhǎng)流水”現(xiàn)象，排查小便池水閥開(kāi)關(guān)，及時(shí)修理或更換損壞的水閥開(kāi)關(guān)，確保各控制開(kāi)關(guān)靈活好用，從而有效控制沖洗水流量。其三，現(xiàn)場(chǎng)加強(qiáng)沖洗水的管理，提倡節(jié)約用水，張貼相關(guān)管理規(guī)定，安排輪機(jī)工和配餐人員每天定期進(jìn)行巡檢，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)處理，以確保沖洗水水量得到有效控制。

通過(guò)規(guī)范現(xiàn)場(chǎng)沖洗水的使用，杜絕現(xiàn)場(chǎng)“長(zhǎng)流水“現(xiàn)象，規(guī)范廁所沖洗水量，有效控制了沖洗水的水量，保障了生化菌種的含量，大大提升了現(xiàn)場(chǎng)生活污水的達(dá)標(biāo)排放能力。

3.6" " 加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)人員管理

為保障設(shè)備的完好運(yùn)行，對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)相關(guān)崗位人員的日常管理作出明確的規(guī)定。第一，平臺(tái)輪機(jī)長(zhǎng)、機(jī)械師、電氣師、輪機(jī)工、電工必須經(jīng)過(guò)生活污水處理裝置的專項(xiàng)培訓(xùn)，培訓(xùn)內(nèi)容包括但不限于以下內(nèi)容：設(shè)備的組成、流程、培菌操作、取樣操作、COD檢測(cè)操作、程序設(shè)定及倒換、設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)等，培訓(xùn)須達(dá)到使相關(guān)人員掌握設(shè)備流程、基本操作及一般故障排查的目標(biāo)。第二，平臺(tái)輪機(jī)長(zhǎng)、輪機(jī)工必須熟悉掌握設(shè)備培菌、程序倒換、取樣、COD檢測(cè)等基本操作，確保生活污水處理裝置正常運(yùn)轉(zhuǎn)。第三，生活污水處理裝置正常運(yùn)轉(zhuǎn)后，每周檢測(cè)菌種含量及排放水COD值，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)反饋，確保排放水達(dá)標(biāo)排放。第四，平臺(tái)倒班時(shí)，必須留有熟悉設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)和操作的人員交接，確保生活污水處理裝置的管理能夠得到有效的延續(xù)。

4" " 生活污水排放水回用

為進(jìn)一步降低海上鉆井平臺(tái)生活污水處理成本，可對(duì)零排放海域的生活污水進(jìn)行回收利用。目前已開(kāi)始將生活污水回用作為環(huán)保工作重點(diǎn)，平臺(tái)生活污水回用流程見(jiàn)圖3。

如圖3所示，先采用MBR工藝對(duì)船舶生活污水進(jìn)行處理，而后以處理過(guò)程中所產(chǎn)生的超濾出水作為原水，再用中水回用裝置進(jìn)行處理，處理后其水質(zhì)能夠達(dá)到GB/T 18920—2002《城市污水再生利用" " 城市雜用水水質(zhì)》所規(guī)定的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)[6]，這種水即可用于配置泥漿、沖洗甲板或當(dāng)作馬桶的沖洗水源。

生活污水回用就是對(duì)生活污水進(jìn)行深度技術(shù)處理，去除各種雜質(zhì)，去除污染水體的有毒、有害物質(zhì)及某些重金屬離子，進(jìn)而消毒滅菌。其水體無(wú)色、無(wú)味、水質(zhì)清澈透明，且達(dá)到或優(yōu)于國(guó)家規(guī)定的雜用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)（或相關(guān)規(guī)定）。

5" " 結(jié)束語(yǔ)

隨著對(duì)海洋環(huán)境保護(hù)的日益重視，海上鉆井平臺(tái)生活污水治理已成為海上鉆井行業(yè)的重要課題，其關(guān)系到鉆井平臺(tái)的日常生產(chǎn)。因此，必須嚴(yán)格把控鉆井平臺(tái)生活污水處理系統(tǒng)的運(yùn)行管理，確保生活污水達(dá)標(biāo)排放。

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作者簡(jiǎn)介：

郭信金（1986—），男，福建福安人，工程師，2008年畢業(yè)于中國(guó)石油大學(xué)（北京）機(jī)械工程級(jí)自動(dòng)化專業(yè)，現(xiàn)主要從事海上鉆井平臺(tái)機(jī)械設(shè)備管理工作。Email：guoxj6.cpoe@cnpc.com.cn

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