楊 勇，方玉峰

（中國(guó)石油長(zhǎng)慶油田分公司第十采油廠，甘肅慶陽 745100）

長(zhǎng)慶油田第十采油廠生產(chǎn)區(qū)域主要分布在甘肅省華池縣，屬隴東黃土高原殘塬丘陵溝壑區(qū)，境內(nèi)地形復(fù)雜，西北至東南部為橋山山脈，子午嶺貫穿縣東部，西北至西南為橫嶺山脈，華池縣整體生態(tài)植被稀少，生態(tài)恢復(fù)能力弱，水資源缺乏。隨著我國(guó)新的環(huán)保法的頒布實(shí)施，國(guó)家對(duì)生態(tài)文明建設(shè)新要求，廣大民眾對(duì)飲用水和空氣質(zhì)量等生態(tài)環(huán)保廣泛關(guān)注，為油田開發(fā)提出了更高的要求，油田環(huán)境保護(hù)形勢(shì)日益嚴(yán)峻，油田生產(chǎn)中有關(guān)環(huán)境保護(hù)問題成為企業(yè)發(fā)展中一項(xiàng)首要解決的問題。

1 油田生活污水處理現(xiàn)狀

本廠各集中生活點(diǎn)每天約產(chǎn)生生活廢水30 m3，年產(chǎn)生活廢水萬余方，生活污水水質(zhì)復(fù)雜，污水中含有大量細(xì)菌、病毒、寄生蟲卵和有毒有害物質(zhì)，沒有有效處置工藝，給企業(yè)日常生產(chǎn)生活帶來很大的困難。且本廠生產(chǎn)區(qū)域地處黃河流域，地方環(huán)境保護(hù)部門及水利部門對(duì)排放水質(zhì)要求較高，常規(guī)生化加過濾的工藝出水無法穩(wěn)定達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求：

（1）生活污水主要為沖廁、盥洗、廚房用水，傳統(tǒng)處理方式難以達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)，肥效差，處理后水質(zhì)臭味大，污染空氣，農(nóng)民不愿意使用。

（2）傳統(tǒng)處理工藝處置后生活污水水質(zhì)不能滿足站庫注水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)要求，且需專人看護(hù)，處理成本大，污水無法處置排放。

（3）傳統(tǒng)處理工藝處理后因水質(zhì)太差，無法有效利用，為減少用水量改造旱廁，洗澡定時(shí)使用，員工不滿意，已列入集團(tuán)公司民生工程需解決重大問題。

2 生活廢水處理技術(shù)研究

本廠立足生產(chǎn)實(shí)際狀況，結(jié)合國(guó)內(nèi)污水處理工藝現(xiàn)狀，利用微生物膜處理技術(shù)，2010 年至2014 年在生產(chǎn)運(yùn)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行了試驗(yàn)、研究、改進(jìn)和應(yīng)用。

2.1 傳統(tǒng)技術(shù)研究

油田傳統(tǒng)生活污水處理技術(shù)主要為修建化糞池，在各生活保障點(diǎn)分別設(shè)置地埋式生活污水處理裝置1套，處理能力1 m3/h，總?cè)莘e30 m3，污水處理工藝：化糞池出水進(jìn)調(diào)節(jié)池后經(jīng)提升泵進(jìn)入接觸氧化池，經(jīng)兩級(jí)生化處理后，進(jìn)沉淀池沉淀，沉淀后排入清水池，經(jīng)處理后的生活污水主要用于場(chǎng)站及井場(chǎng)綠化、灌溉，但傳統(tǒng)處置工藝存在諸多問題，經(jīng)處理后的生活污水水質(zhì)差，臭味大，且處理成本高，需專人管護(hù)，每天需罐車?yán)\(yùn)至各卸水臺(tái)和采出水回注系統(tǒng)處理，由于泥沙量大，易造成各儲(chǔ)罐油泥沉積，清罐頻率高，與油泥混合形成危險(xiǎn)廢物，增加油泥轉(zhuǎn)移處置費(fèi)用。傳統(tǒng)工藝流程圖（見圖1），污水處理設(shè)施的剖面圖（見圖2）。

2.2 技術(shù)對(duì)策

2.2.1 生活廢水處理集成撬研究試驗(yàn) 為了有效解決生活廢水處置難的問題，根據(jù)生活污水有機(jī)質(zhì)量大、雜質(zhì)多的特點(diǎn)，本廠經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研，采用目前應(yīng)用較為成熟的生物膜反應(yīng)技術(shù)，結(jié)合國(guó)內(nèi)撬裝裝置特點(diǎn)，研制開發(fā)了一套撬裝生活污水處理裝置，在喬河作業(yè)區(qū)生活基地現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行了一年試驗(yàn)，通過使用觀察，從效果上看，設(shè)備運(yùn)行基本正常，污水處理后的水質(zhì)能達(dá)到預(yù)期目標(biāo)，冬季效果較差，原因是冬季氣溫較低，膜生物反應(yīng)器的生物菌受氣溫影響，不活躍，繁殖慢，無法正常運(yùn)行。由于系統(tǒng)較為龐大，占地面積約120 m2，需專人全天管護(hù)。

圖2 生活污水處理設(shè)施剖面圖

圖3 浸沒式膜生物反應(yīng)器（MBR）

2.2.2 PBMBR 平板膜膜生物反應(yīng)器技術(shù)應(yīng)用 針對(duì)第一代生活污水處理系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)存在問題，2011年，本廠研制開發(fā)了一套第二代撬裝生活污水處理裝置，利用目前處理效率更好的PBMBR 平板膜膜技術(shù)，將各個(gè)環(huán)節(jié)裝置進(jìn)行了簡(jiǎn)化，減少了裝置部件體積，提高了微生物生活活性，生活污水處置效率大大提高，并增加供熱系統(tǒng)，確保冬季能夠高效正常運(yùn)行，處理量可達(dá)到2.5 m3/h，經(jīng)喬河作業(yè)區(qū)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)后，能夠有效滿足油田實(shí)際生產(chǎn)生活（見圖3）。

2.3 基本原理

利用膜組件進(jìn)行的固液分離過程取代了傳統(tǒng)的沉降過程，能有效去除固體懸浮物顆粒和有機(jī)顆粒。與傳統(tǒng)工藝相比，PBMBR 平板膜工藝可以使活性污泥具有很高的MLSS 值，延長(zhǎng)其在反應(yīng)器中的停留時(shí)間，提高氮的去除率和有機(jī)物的降解，同時(shí)極大地減少了污水處理過程中的污泥量。

2.4 PBMBR 膜生物反應(yīng)器特點(diǎn)

膜生物反應(yīng)器（Membrane Biological Reactor，MBR）是一種將高效膜分離技術(shù)與傳統(tǒng)活性污泥法相結(jié)合的新型高效污水處理工藝，它具有獨(dú)特結(jié)構(gòu)的浸沒式膜組件置于曝氣池中，經(jīng)過好氧曝氣和生物處理后的水，由泵通過濾膜過濾后抽出，與傳統(tǒng)污水處理方法具有很大區(qū)別：（1）取代了傳統(tǒng)生化工藝中二沉池和三級(jí)處理工藝，設(shè)備高度集成，占地面積小，操作簡(jiǎn)單，自動(dòng)化程度高、日常無需維護(hù)和清洗。（2）由于膜的存在大大提高了系統(tǒng)固液分離的能力，從而使系統(tǒng)出水水質(zhì)和容積負(fù)荷都得到大幅度提高，曝氣池中微生物停留時(shí)間長(zhǎng)，可以大大提高難降解有機(jī)物的去除率，處理水質(zhì)優(yōu)良、出水穩(wěn)定、SS（固體懸浮物濃度）＜3 mg/L，同時(shí)可截留水中的細(xì)菌和大腸桿菌，處理效果好，可達(dá)到雜用水標(biāo)準(zhǔn)。（3）由于膜的過濾作用，微生物被完全截留在生物反應(yīng)器中，實(shí)現(xiàn)了水力停留時(shí)間與活性污泥泥齡的徹底分離，消除了傳統(tǒng)活性污泥法中污泥膨脹問題。（4）膜生物反應(yīng)器對(duì)污染物去除效率高、硝化能力強(qiáng)、出水水質(zhì)穩(wěn)定、剩余污泥產(chǎn)量低，可以在高容積負(fù)荷、低污泥負(fù)荷、長(zhǎng)泥齡條件下運(yùn)行，產(chǎn)生剩余污泥量極少，從而降低了污泥處理設(shè)施的費(fèi)用。（5）在膜的選用上，采用國(guó)內(nèi)領(lǐng)先平板膜技術(shù)，平板膜技術(shù)的應(yīng)用，能保證系統(tǒng)長(zhǎng)期穩(wěn)定、安全運(yùn)行，膜組件的壽命達(dá)到5～8 年。（6）設(shè)備設(shè)計(jì)嚴(yán)格按照《工業(yè)企業(yè)設(shè)計(jì)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》、《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，所有設(shè)備在設(shè)計(jì)時(shí)首先選用低噪聲設(shè)備，并根據(jù)需要設(shè)置減震、消音設(shè)施，確保噪聲在75 dB 以下，保證職工在勞動(dòng)過程中的安全與健康。

2.5 PBMBR 膜生物反應(yīng)器水質(zhì)處理情況

撬裝生活污水處理裝置污水處理技術(shù)參數(shù)（見表1），污水經(jīng)處理后可達(dá)到《城市污水再生利用城市雜用水水質(zhì)》（GB/T 18920-2002）中的“城市綠化水”水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，可作為站場(chǎng)綠化用水。通過采取以上措施，各站場(chǎng)生活污水均不外排，對(duì)地表水環(huán)境影響較小。

表1 污水處理前后水質(zhì)及處理效率

2.6 規(guī)范運(yùn)行

截至2015 年，本廠結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)使用撬裝生活污水處理裝置，在各作業(yè)區(qū)井站安裝使用MBR 平板膜污水處理設(shè)備7 臺(tái)，經(jīng)過處理后水質(zhì)達(dá)到《城市污水再生利用城市雜用水水質(zhì)》（GB18920-2002）及《DB61-224-2011《黃河流域（陜西段）污水排放綜合標(biāo)準(zhǔn)》一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，處理后的水儲(chǔ)存起來，因無臭味污染空氣，現(xiàn)場(chǎng)員工用于澆花、洗車、道路防塵，達(dá)到回注水標(biāo)準(zhǔn)回注地層，并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)管理制定了規(guī)范運(yùn)行操作規(guī)程和維護(hù)保養(yǎng)規(guī)定。

2.6.1 操作規(guī)程 總結(jié)幾年來撬裝生活污水處理裝置的運(yùn)行情況，制定了規(guī)范運(yùn)行操作規(guī)程，PBMBR 膜生物反應(yīng)器操作簡(jiǎn)單，自動(dòng)化程度高，設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間高效運(yùn)行無故障。

使用前：檢查各流程連接和閥門開關(guān)流程正確，電路正常，初期投運(yùn)時(shí)，將微生物菌劑加入曝氣池。注意：冬季運(yùn)行時(shí)需將供熱盤管進(jìn)出口閥門打開，防止管線和設(shè)備凍裂。

運(yùn)行中：開啟循環(huán)泵，觀察處理前后水質(zhì)，水質(zhì)清透繼續(xù)運(yùn)行。如不進(jìn)水檢查進(jìn)水口有無堵塞物，注意進(jìn)水口高于水面時(shí)循環(huán)泵自動(dòng)停機(jī)。

運(yùn)行后：污水處理結(jié)束，關(guān)閉循環(huán)泵。冬季停機(jī)必須打開各閥門，將管線內(nèi)污水放凈，防止凍裂管線設(shè)備。

2.6.2 維護(hù)保養(yǎng) 撬裝生活污水處理裝置循環(huán)泵、PBMBR 膜生物反應(yīng)器、各管閥等不需要日常維護(hù)，也無需添加藥劑，一般只在每年夏季設(shè)備大修時(shí)才進(jìn)行檢查維護(hù)。PBMBR 膜生物反應(yīng)器物理清洗，將平板膜從設(shè)備中取出，用水槍沖刷膜表面，去除膜表面的附著物，清洗頻率約一年一次，且工作量小，強(qiáng)度小，需2 個(gè)人配合即可完成。

3 效益分析

3.1 經(jīng)濟(jì)效益

（1）人工成本：無需專人值守，省去人工成本6 萬元/年。（2）節(jié)水成本：每天節(jié)約新鮮水量30 m3，按照目前市場(chǎng)價(jià)7 元/立方米，年可節(jié)約新鮮水成本7.7 萬元。（3）拉運(yùn)成本：傳統(tǒng)處理系統(tǒng)，處理后水質(zhì)每天需罐車?yán)\(yùn)至各處理站處理后回注，按照拉運(yùn)費(fèi)用536 元/車，年可節(jié)約拉運(yùn)成本19.6 萬元。（4）水井成本：按照目前水源井供水量及打井費(fèi)用，可節(jié)約一口水源井供水量，則可節(jié)約一口水源井打井費(fèi)用約15 萬元。一臺(tái)生活污水處理撬成本為30 萬元，則投資回收期為30÷（6+7.7+19.6+15）=7.5 個(gè)月。

3.2 環(huán)保效益

本系統(tǒng)有效解決了生活污水處置，實(shí)現(xiàn)了對(duì)環(huán)境的零污染目標(biāo)，處理后的水可以重復(fù)用于澆花、洗車、道路防塵、沖洗馬桶、地層回注，符合建設(shè)華慶綠色生態(tài)油田發(fā)展目標(biāo)，同時(shí)消除了污水排放企地糾紛，促進(jìn)了企地和諧發(fā)展，起到了良好的社會(huì)效益。

3.3 節(jié)水效益

通過7 臺(tái)生活廢水處理撬的試驗(yàn)應(yīng)用，年可節(jié)約新鮮水30×7×335=7×104m3。

3.4 節(jié)能效益

污水泵、污泥泵、風(fēng)機(jī)等選用世界名牌節(jié)能電機(jī)，能耗量低，按30 m3/d 滿負(fù)荷計(jì)算時(shí)，本系統(tǒng)負(fù)荷為2.4 kW，電費(fèi)為0.60 元/度，則運(yùn)行費(fèi)用為1.3 萬元/年。

4 結(jié)論

通過現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)應(yīng)用，該生活污水處理撬能夠滿足油田生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)生活污水處置要求，處理后水質(zhì)能夠滿足排放水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，運(yùn)行成本低，除日常運(yùn)行維護(hù)費(fèi)基本不需要其他費(fèi)用，解決了生活廢水處置難的問題，實(shí)現(xiàn)了生活廢水的再利用，節(jié)約了新鮮水使用量。該生活污水處理撬技術(shù)被長(zhǎng)慶油田列入2014 年全面推廣項(xiàng)目，應(yīng)用前景廣闊。