一種生化組合電解法海上平臺生活污水處理系統及方法
【技術領域】
[0001 ]本發明屬于環境工程污水處理領域，涉及一種海上平臺生活污水處理技術方法，特別是一種生化組合電解法海上平臺生活污水處理系統及方法。
【背景技術】
[0002]近年來，隨著海上石油開采活動日益頻繁，海上平臺生活污水排放越來越受到人們重視。海上平臺生活污水處理一般采用物化法、生化法、MBR法和電解法。其中，物化法主要通過化學沉淀去除水中污染物，其出水通常需投加大量消毒劑，最終實現污水排放，該技術方法藥劑投加量大、運行維護頻繁，主要應用于上個世紀90年代。目前，海上平臺生活污水處理主要采用生化法、生化法+MBR法和電解法。但在實際應用中存在諸多問題:(I)生化法，主要通過向污水中曝氣，為微生物提供足夠氧氣，微生物通過生物降解作用，去除水中大部分有機物，而后通過紫外消毒實現最終排海;但通常狀況下，該方法出水波動較大，尤其出水中懸浮物容易超標。(2)生化法+MBR法，主要用于解決一代生化法出水中懸浮物問題，生活污水首先通過微生物降解作用去除廢水中大部分可生化有機污染物，而后通過膜截留作用，去除水中大部分懸浮物和部分有機物，從而顯著提高出水澄清度，出水通過消毒后實現排海;該方法出水水質相對穩定，且一定程度上提高了系統抗沖擊負荷能力。但采用生化法處理平臺生活污水存在如下共同難題:①廢水成分復雜，生活污水中不僅含有糞便等易降解物質，而且含有大量洗滌劑、洗潔精、消毒劑等難降解物質，采用生化法難以將其徹底去除；②污水水量、水質波動較大，容易對生化系統造成負荷沖擊;③平臺一般采用淡水或海水沖廁，海水沖廁平臺生活污水中含鹽量較高，致使微生物活性低，出水水質波動大;④污水中含有大量有毒物質，如消毒劑等，造成微生物活性低，甚至完全失去活性，且系統一旦崩潰，重新培養周期較長。(3)普通電解法，主要通過電解海水產生NaClO與生活污水混合，去除污染物的同時，殺滅污水中細菌，從而達到排放要求，與生化法相比，電解法占地面積相對較小，同時具有較高的污水處理效率和出水水質，但普通電解法需添加大量海水，且極板損耗大，容易結垢堵塞，化學清洗和人員維護頻繁，造成出水水質不穩定。此外，隨著人們環保意識增強，海洋生活污水排放標準將逐步提高，因此，迫切解決上述技術問題，是實現海上平臺生活污水處理達標排放的關鍵。
【發明內容】
[0003]為了克服上述技術不足，本發明的目的是提供一種生化組合電解法海上平臺生活污水處理系統及方法，通過獨特的裝置結構設計與連接方式，使生化池、膜過濾單元與電解催化氧化裝置有機結合，顯著提高了系統抗沖擊負荷能力和運行穩定性，降低了運行成本，同時可實現海上平臺生活污水達標排放。
[0004]本發明為一種生化組合電解法海上平臺生活污水處理系統，該系統包括依次連接的緩沖池、生化池、流程栗、膜過濾單元、電解催化氧化裝置、氣液分離裝置，其中緩沖池內上部設置有履帶式隔油板，履帶式隔油板一端設置有貯油槽;所述的生化池由串聯連接的若干組生化單元和沉淀單元構成，每組生化單元由曝氣區和導流區構成，生化單元個數一般為3?5個;其中曝氣區底部的曝氣口通過管路連接有風機;所述的膜過濾單元由若干管式微濾膜組件并聯構成，膜孔徑為0.2?0.4μπι，由流程栗提供過濾壓力;所述的膜過濾單元上部設有濃縮液出口，濃縮液出口與生化池入口處相連;所述的電解催化氧化裝置外部主材采用高強度鋼化PP板制成，內部布置數對板式陽極和板式陰極，每對板式陽極和板式陰極間距在I?4cm之間，電解催化氧化裝置由直流電源系統控制電壓、電流輸出，電解催化氧化裝置底部和上部分別布置有進水口和出水口；所述的氣液分離裝置通過管路還與所述風機相連。
[0005]本發明所述的生化組合電解法海上平臺生活污水處理系統中，所述的管式微濾膜組件外部殼體優選采用高強度ABS材質，膜殼體下部設置進水口，側面設置出水口，上部設置濃縮液出口；管式微濾膜組件內部由一系列管式膜束通過環氧樹脂系膠結劑密封構成，管式膜束內腔直徑為0.8?Icm;所述的板式陽極和板式陰極優選采用高純度鈦為基材，表面固載活性貴金屬物質制備而成，活性貴金屬物質為鈷、銥、鉑、鈀中一種或多種物質組成的涂層液，通過浸漬、焙燒工藝固載至鈦基材表面。
[0006]本發明還提供了一種生化組合電解法海上平臺生活污水處理的方法，其特征在于:采用本發明所述的海上平臺生活污水處理系統處理生活污水，平臺生活污水首先進入緩沖池進行水質、水量調節，生活污水中油脂經履帶式隔油板去除，油渣收集至貯油槽并定期運往陸地處理，緩沖池底部與生化池相連通，生活污水通過生化單元中曝氣區氣提作用進入導流區，而后逐級通過曝氣區和導流區并最終進入沉淀單元，風機為生化池提供曝氣，各生化單元曝氣區氣量大小根據污水有機負荷可調，生化池產生尾氣由生化池頂部透氣口統一排出，生活污水通過微生物降解作用，實現大部分易降解有機污染物去除;沉淀單元中混合液通過流程栗由管式微濾膜組件進水口栗入膜過濾單元，膜過濾單元由若干管式微濾膜組件并聯構成，混合液通過膜截留作用，污水中大顆粒物質和微生物被截留至濃縮液中，并由濃縮液出口回流至生化池，管式微濾膜組件操作壓力控制在0.15?0.2Mpa;膜過濾單元出水進入電解催化氧化裝置，由直流電源系統為電解催化氧化裝置提供直流電源，電解催化氧化裝置出水進入氣液分離裝置由底部排出，風機提供壓縮空氣進入氣液分離裝置與電解催化氧化裝置產生氣體混合后由氣液分離裝置頂部統一排出。
[0007]本發明所述的方法，其中所述的平臺生活污水在生化池和電解催化氧化裝置中水力停留時間分別優選為3?4h和20?40min，具體根據平臺生活污水水量、水質情況設計而定；所述的電解催化氧化裝置加載電流、電壓大小由直流電源控制系統控制，電流在O?800A，電壓在O?40V，具體根據生活污水水質、水量可調。
[0008]與現有技術相比，本發明具有如下技術特點:
[0009]1、本發明生化池采用獨特的結構設計，通過對曝氣單元氣提作用可實現污水中有機物逐級降解，并且可根據污水有機負荷，調整各生化單元曝氣區氣量大小，從而提高生化降解效率，同時該結構設計有助于提高系統抗沖擊負荷，避免系統整體崩潰。此外，通過生化池生物降解作用，去除了污水中大量易降解物質，顯著改善了后續工藝進水條件，降低了后續工藝運行負荷。
[0010]2、本發明采用管式微濾膜作為過濾單元，具有膜通量大，操作壓力低，抗污染性強，出水水質穩定等特點，通過膜截留作用，污水中大顆粒物質和微生物得到有效截留，避免微生物因水力沖擊流失。此外，通過膜過濾作用顯著提高了出水澄清度，為后續電解催化氧化裝置提供良好的水質環境，避免裝置發生堵塞。
[0011]3、本發明采用電解催化氧化裝置作為后續處理單元，通過極板催化作用，系統產生.0H、.ClO2等多種強氧化基團，使污水中難降解物質如洗滌劑、表面活性劑等大分子物質徹底礦化，進一步提高了出水水質。此外，電解過程中產生大量氧化物質可快速有效殺滅出水中細菌和致病菌，避免二次投加殺菌藥劑，節省運行維護成本。
[0012]4、本發明采用生化組合電解法處理系統處理海上平臺生活污水，通過生化池生物降解作用，顯著改善水質環境，降低后續工藝處理負荷;通過膜截留作用，不僅提高了出水澄清度，為電解催化氧化裝置提供有利進水條件，而且避免了微生物流失，有助于生化池菌種篩選和保留，進而強化生物降解效率;通過電解催化氧化作用，系統出水水質進一步提高，同時避免了出水中微生物超標現象。總之，通過對生化池、膜過濾單元和電催化氧化裝置有機組合，實現了污染物的協同高效去除，提高了系統整體運行穩定性和抗沖擊負荷能力。
【附圖說明】
[0013]圖1為本發明一種生化組合電解法海上平臺生活污水處理方法的處理流程示意圖。
[0014]圖2為圖1中管式微濾膜組件結構示意圖。
[0015]圖3是圖2的管式微濾膜組件的橫截面示意圖。
[0016]其中，1、緩沖池;2、履帶式隔油板;3、貯油槽;4、生化池;5、流程栗;6、膜過濾單元；7、電解催化氧化裝置;8、直流電源系統;9、氣液分離裝置；10、風機；11、生化單元；12、沉淀單元；13、曝氣區；14、導流區；15、管式微濾膜組件；16、板式陽極；17、板式陰極;601、進水口；602、出水口 ；603、濃縮液出口 ；604、管式膜腔;605、膜殼體;606、環氧樹脂系膠結劑。
【具體實施方式】
[0017]下面結合具體實施例及附圖1-2對本發明生化組合電解法海上平臺生活污水處理系統及方法作進一步描述。
[0018]如附圖1所示，平臺生活污水處理系統包括緩沖池1、帶式隔油板2、貯油槽3、生化池4、流程栗5、膜過濾單元6、電解催化氧化裝置7、直流電源系統8、氣液分離裝置9和風機1。其中，生化池4由四組生化單元11和一個沉淀單元12構成，每組生化單元11由曝氣區13和導流區14構成;膜過濾單元6由兩組管式微濾膜組件15并聯構成，膜孔徑為0.2?0.4μπι，由流程栗5為膜過濾單元6提供過濾壓力。如附圖2、圖3所示，管式微濾膜組件15外部殼體采用高強度ABS材質，下部設置進水口 601，側面設置出水口 602，