海上鉆井平臺生活污水處理系統運行管理

摘" " 要：為確保海上鉆井平臺生活污水的達標排放，需強化海上鉆井平臺現場生活污水處理系統的運行管理。在簡要介紹海上鉆井平臺生活污水處理系統的基礎上，詳細論述了影響生活污水達標排放的主要因素，包括原污水的水質、pH值、油脂、沖洗水溫度、沖洗水水量控制、現場人員管理等，據此指出了目前海上鉆井平臺生活污水處理未能達標排放的主要原因，并有針對性地提出鉆井平臺現場生活污水處理運行管理的辦法。最后提出，為進一步降低海上鉆井平臺生活污水的處理成本，可對零排放海域的生活污水進行回收處理。

關鍵詞：生活污水處理；運行管理；達標排放

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

隨著海洋開發的空前發展，海洋環境的污染也越來越嚴重，人類對海洋環境保護也日益重視。國際防污染公約《MARPOL 73/78》附則Ⅳ“防止船舶生活污水造成污染規則”中對船用生活污水排放標準作出了明確的規定。隨著對海洋環境保護的日益重視，針對船用生活污水排放的指標也不斷提高，2018年7月1日實施的GB 3552—2018《船舶水污染物排放控制標準》將船用生活污水的排放標準提升到了一個新的高度，不但提高了部分指標要求，還增加了氨氮指標，船用生活污水主要排放標準見表1。為確保海上鉆井平臺的生活污水排放達標，需強化其現場生活污水處理系統的運行管理。因此，如何加強平臺生活污水處理系統的運行管理成為一個重要課題。

1" " 海上鉆井平臺生活污水處理系統

海上鉆井平臺生活污水處理系統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”，采用真空收集系統收集的生活污水稱為真空黑水，采用常規重力收集系統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，醫務室（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

海上鉆井平臺生活污水的處理流程是將平臺生活污水中的黑水和灰水，分別通過各種黑水和灰水管系進行收集，而后輸送到生活污水處理裝置中，經處理達標后再進行排放。具體處理流程如圖1所示。

2" " 影響生活污水達標排放的主要因素

為了確保海上鉆井平臺生活污水處理達標排放，需對平臺生活污水進行規范管理，其中排放水的化學需氧量是海事環保部門檢查的關鍵指標。化學需氧量又稱化學耗氧量（Chemical Oxygen Demand，簡稱COD），是在一定的條件下，采用一定的強氧化劑處理水樣時所消耗的氧化劑量。COD是表示水中還原性物質含量的一個指標，水中的還原性物質包括各種有機物、亞硝酸鹽、硫化物、亞鐵鹽等，但主要是有機物，因此其又往往作為衡量水中有機物質含量多少的指標。COD越大，說明水體受有機物的污染越嚴重[3]。對于鉆井平臺現場而言，影響排放水達標排放的主要因素包括以下幾方面。

2.1" " 原污水水質

一般污水中的氮磷等營養元素已能夠滿足微生物需要，且過剩很多。當鉆井平臺現場使用海水進行廁所沖洗時，會發現處理后的生活污水很難達到排放標準，究其原因是海水中存在大量有機物（海水的COD值可達2 000 mg/L），大大增加了生活污水處理裝置的處理負荷。在現場操作中可以發現，即使生活污水處理裝置的菌種含量在正常范圍內，若使用海水作為沖洗水，則處理后的排放水仍難以達到排放標準。同時，海水的清凈度無法保證，其中存在大量微生物及高濃度的鹽，會影響處理裝置中菌種的存活時間，培菌合格后，3 d左右出現菌種上浮現象，海水用作沖洗水而進入處理裝置后菌種含量急劇下降，影響處理效果，進而造成排放水達不到排放標準。

另外，通過在某鉆井平臺進行現場測試發現，當使用真空馬桶收集黑水時，原污水的COD值高達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荷，造成設備在原定的水力停留時間內無法充分對原污水進行處理，導致排放水無法達標排放。

2.2" " 原污水pH值

根據調研發現，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良好的存活環境。而鉆井平臺現場常使用含磷洗衣粉、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，導致生活污水無法達標排放。

2.3" " 原污水中的油脂

當污水中油脂含量較高時，會使曝氣設備的曝氣效率降低，如不增加曝氣量則處理效率將降低，從而導致生活污水處理裝置對污水的處理不達標，排放水水質不合格。另外，污水中較高的油脂含量還會降低活性污泥的沉降性能，嚴重時會成為污泥膨脹的原因，導致出水總懸浮物的數值超標[4]。對油類物質含量較高的進水，需要在預處理段增加除油裝置（撇油器）。鉆井平臺現場造成污水中油脂含量增高的主要原因有：廚房排放水未經過撇油器處理就直接進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直接排放含油污水。

2.4" " "沖洗水溫度

溫度對活性污泥工藝的影響顯著。首先，溫度會影響活性污泥中微生物的活性，在冬季溫度較低時，如不采取調控措施，污水處理裝置的處理效果會下降。其次，溫度會影響沉淀物的分離性能，例如溫度變化會使沉淀池產生異重流，導致短流；溫度降低會使活性污泥由于黏度增大而降低沉降性能；溫度變化會影響曝氣系統的效率，夏季溫度升高時，會由于溶解氧飽和濃度的降低，而使系統充氧困難，導致曝氣效率的下降，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。而在鉆井平臺現場，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，還會影響菌種的活性，從而導致排放水未能達標排放。

2.5" " 沖洗水水量控制

由于平臺存在生活設備老化、黑水管道堵塞的現象，往往需要對廁所進行多次沖洗才能沖洗干凈，且為了方便沖洗小便池，現場沖洗管道有“長流水”的現象，如此操作造成平臺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荷，還因為“長流水”造成污水中的培菌營養物濃度不足，處理裝置中菌種含量達不到要求，最終造成生活污水無法達標處理。

2.6" " 現場人員管理

任何設備的運行都離不開人員的精細管理，生活污水處理裝置作為環保工作的關鍵設備，更是需要現場人員的精細管理。目前，由于鉆井平臺現場工作人員對設備操作規程不熟悉，對設備運行不關注，對設備故障問題解決不及時，造成現場設備未能完好運行，從而導致排放水未能達標排放。

3" " 鉆井平臺現場生活污水處理系統的運行管理

為進一步加強對鉆井平臺現場生活污水處理系統的管理，確保平臺生活污水達標排放，需采取以下管理方法。

3.1" " 改善原污水水質

考慮到沖洗水使用海水時，海水中有機物含量過高對生活污水處理裝置處理效果的不利影響，現場應改用淡水沖洗，確保沖洗水的水質不對裝置處理效果造成影響。現場試驗證明，改用淡水沖洗后，排放水的水質得到顯著提升，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準》所要求的125 mg/L（限值）范圍內。

同時由于部分采用真空收集黑水的平臺原污水的COD濃度過高，可以考慮將部分洗滌水（如平臺房間洗漱水）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標排放。

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影響生化處理菌種的存活，因此在鉆井平臺日常運行過程中，應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，現場督促配餐清潔人員做好相關管理，若因特殊原因必須使用消毒劑，需確保消毒劑不進入生活污水處理系統中，平臺應每日定時組織人員進行檢查，確保作業現場清潔劑的合理使用。

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轉，平臺現場應規范撇油器的使用，定期檢查清理，確保撇油器的正常運行[5]。同時，規范現場人員的生活污水排放，禁止任何人員向生活污水處理系統中傾倒含油污水，對含油量過大的工服進行單獨清洗，其洗滌水不得進入生活污水處理系統中，由此降低生活污水中油脂的含量，確保生活污水達標處理。

3.4" " 保障沖洗水溫度穩定

為保證生活污水處理裝置沖洗水水溫穩定，水溫宜控制在25 ℃左右，建議鉆井平臺現場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，避免因溫差過大導致菌種培育不良，生活污水處理裝置沖洗水溫度控制系統的總體設計方案如圖2所示。

該系統主要通過增加電加熱裝置，將沖洗水的溫度加熱到30 ℃左右，以確保沖洗水進入馬桶后的溫度能保持在20 ℃左右；而后通過給主甲板以下黑水管道敷設低功率電伴熱線及外保溫層，通過電伴熱線給黑水管道管體加溫，并通過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，通過下水管道的恒溫，也會使到達污水處理裝置的水溫保持較為恒定，即可以達到25 ℃。目前該套系統已在鉆井平臺使用，待測試效果出來后，將在其他平臺推廣使用。

3.5" " 規范沖洗水的使用

為保障生活污水的達標排放，需對現場的沖洗水進行規范管理。其一，針對現場存在黑水、灰水管道堵塞的情況，需及時對管道進行疏通或者整改，確保管道流通正常，避免因管道堵塞導致需要多次沖洗的現象發生。其二，規范小便池的沖洗方式，杜絕“長流水”現象，排查小便池水閥開關，及時修理或更換損壞的水閥開關，確保各控制開關靈活好用，從而有效控制沖洗水流量。其三，現場加強沖洗水的管理，提倡節約用水，張貼相關管理規定，安排輪機工和配餐人員每天定期進行巡檢，發現問題及時處理，以確保沖洗水水量得到有效控制。

通過規范現場沖洗水的使用，杜絕現場“長流水“現象，規范廁所沖洗水量，有效控制了沖洗水的水量，保障了生化菌種的含量，大大提升了現場生活污水的達標排放能力。

3.6" " 加強現場人員管理

為保障設備的完好運行，對于現場相關崗位人員的日常管理作出明確的規定。第一，平臺輪機長、機械師、電氣師、輪機工、電工必須經過生活污水處理裝置的專項培訓，培訓內容包括但不限于以下內容：設備的組成、流程、培菌操作、取樣操作、COD檢測操作、程序設定及倒換、設備維護保養等，培訓須達到使相關人員掌握設備流程、基本操作及一般故障排查的目標。第二，平臺輪機長、輪機工必須熟悉掌握設備培菌、程序倒換、取樣、COD檢測等基本操作，確保生活污水處理裝置正常運轉。第三，生活污水處理裝置正常運轉后，每周檢測菌種含量及排放水COD值，發現問題及時反饋，確保排放水達標排放。第四，平臺倒班時，必須留有熟悉設備運轉和操作的人員交接，確保生活污水處理裝置的管理能夠得到有效的延續。

4" " 生活污水排放水回用

為進一步降低海上鉆井平臺生活污水處理成本，可對零排放海域的生活污水進行回收利用。目前已開始將生活污水回用作為環保工作重點，平臺生活污水回用流程見圖3。

如圖3所示，先采用MBR工藝對船舶生活污水進行處理，而后以處理過程中所產生的超濾出水作為原水，再用中水回用裝置進行處理，處理后其水質能夠達到GB/T 18920—2002《城市污水再生利用" " 城市雜用水水質》所規定的水質標準[6]，這種水即可用于配置泥漿、沖洗甲板或當作馬桶的沖洗水源。

生活污水回用就是對生活污水進行深度技術處理，去除各種雜質，去除污染水體的有毒、有害物質及某些重金屬離子，進而消毒滅菌。其水體無色、無味、水質清澈透明，且達到或優于國家規定的雜用水水質標準（或相關規定）。

5" " 結束語

隨著對海洋環境保護的日益重視，海上鉆井平臺生活污水治理已成為海上鉆井行業的重要課題，其關系到鉆井平臺的日常生產。因此，必須嚴格把控鉆井平臺生活污水處理系統的運行管理，確保生活污水達標排放。

參考文獻

[1]" "GB/T 10833—2015，船用生活污水處理設備技術條件[S].

[2]" 周文強，闕思思，曾德芳，等. 基于典型相關分析的長江航運與水環境間關系的實證研究[J]. 長江流域資源與環境，2020，29（5）：1 183-1 191.

[3]" 韓志峰，沈潔，郭立瑋，等. 微濾法用于丁香揮發油含油水體的油水分離研究[J]. 中國中藥雜志，2011，36（1）：41-44.

[4]" 王翔，鄢來輝. 寧德核電污水站運行常見問題分析[J]. 湖北電力，2011，35（3）：13-15.

[5]" 高光才. 海上鉆井平臺生活污水處理技術及處理設備[J]. 中國海上油氣（工程），2002，14（3）：5-8.

[6]" GB/T 18920—2002，城市污水再生利用" " "城市雜用水水質[S].

作者簡介：

郭信金（1986—），男，福建福安人，工程師，2008年畢業于中國石油大學（北京）機械工程級自動化專業，現主要從事海上鉆井平臺機械設備管理工作。Email：guoxj6.cpoe@cnpc.com.cn

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