CN101987771A

CN101987771A - 船舶含盐生活污水深度处理装置及处理方法

Info

Publication number: CN101987771A
Application number: CN 201010551668
Authority: CN
Inventors: 赵方波; 乔英杰; 邱峰; 史凤娇
Original assignee: Harbin Engineering University
Current assignee: Harbin Engineering University
Priority date: 2010-11-19
Filing date: 2010-11-19
Publication date: 2011-03-23
Anticipated expiration: 2030-11-19
Also published as: CN101987771B

Abstract

本发明提供的是一种船舶含盐生活污水深度处理装置及处理方法。包括污水进水口及处理水排水口间依次串联的固液分离器、水解酸化池、生物固定化室、膜生物反应器、紫外消毒器和集水池。污水首先经进水管进入浸没在水解酸化池上部的固液分离器，难溶性固体异物截留在分离器中。在水解酸化池中污水停留时间2-3小时；在生物固定池池中污水停留时间约3小时；膜组件淹没在活性污泥混合液中进行泥水分离，污水停留时间约2-3小时。该装置具有结构紧凑、适于耐盐微生物生长、抗船舶摇摆、长期无剩余污泥排放，出水水质稳定等优点。出水水质可以达到国际海事组织海上环境保护委员会2006年10月修订的MEPC.159(55)排放要求。

Description

船舶含盐生活污水深度处理装置及处理方法

技术领域

本发明涉及的是一种污水处理装置，本发明也涉及一种污水处理方法。特别是一种处理船舶含盐生活污水处理装置及方法。

背景技术

随着人类对海洋、河流资源的开发，以及航运事业的发展，船舶产生的生活污水对受纳水体的污染问题越来越受到重视。以往由于对船舶产生的生活污水排放要求不够严格，一些船舶只安装了简易的污水处理或污水收集装置，甚至很多船只未安装污水处理装置。

现有的一些船舶生活污水处理装置主要采用好氧生物降解污水中的污染物，并采用沉淀池进行泥水分离，这类装置的缺点为：体积较大，占用船舶的有限空间；泥水分离效果受船舶摇摆影响，出水水质不稳定；体积重，增加船舶的运行能耗。因此发明新的船舶生活处理工艺装置具有迫切需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种占地空间小，对船舶生活污水处理效果好的船舶含盐生活污水深度处理装置。本发明的目的还在于提供一种船舶含盐生活污水深度处理方法。

本发明的目的是这样实现的：

本发明的船舶含盐生活污水深度处理装置包括污水进水口及处理水排水口间依次串联的固液分离器、水解酸化池、生物固定化室、膜生物反应器、紫外消毒器和集水池；固液分离器侧壁及底部为网孔，浸没在水解酸化池中，底部设有间歇曝气管；水解酸化池底部设置曝气管，在水解酸化池底部设置提升泵，提升泵出口联接排水管与生物固定化室；生物固定化室中装有填软性填料，生物固定化室底部设置曝气管，生物固定化室与膜生物反应器通过底部的管道；膜生物反应器中设置膜组件，在膜生物反应器中设置曝气管；在膜生物反应器中设置气提管，膜生物反应器中污泥回流到水解酸化池中，膜生物反应器与水解酸化池通过管道与水解酸化池相连；膜组件出水进人紫外消毒器，紫外消毒器两端分别联接阀门，紫外消毒器通过管道与集水池联接，集水池联接排水泵。

本发明的船舶含盐生活污水深度处理装置还可以包括：

1、在水解酸化池、生物固定化室、膜生物反应器、集水池底部分别设有阀门，阀门与排水泵相连。

2、所述膜组件为中空纤维过滤膜，纤维丝竖向布置，膜组件出口设置抽吸泵，在抽吸泵前设置压力表，抽吸泵前设置阀门。

3、所述固液分离器侧壁及底部的网孔的孔径为1-10mm。

本发明的船舶含盐生活污水深度处理方法为：在污水进水口及处理水排水口间依次串联设置固液分离器、水解酸化池、生物固定化室、膜生物反应器、紫外消毒单元和集水池，各单元通过管道连接；船上卫生间及厨房产生的含盐生活污水，首先通过排污管道上的阀门流入固液分离器内，固液分离器侧壁及底部为网孔，孔径1-10mm，浸没在水解酸化池中，底部设有间歇曝气管，该曝气管通过阀门控制；污水然后进入水解酸化池，停留时间为2-3小时，水解酸化池底部设置曝气管，在水解酸化池底部设置提升泵，提升泵出口联接排水管与生物固定化室相连；污水经提升泵提升进人到生物固定化室中，生物固定化室中装有填软性填料，污水停留时间为2.5小时，生物固定化室底部设置曝气管，通过开启阀门对生物固定化室进行供氧，溶解氧浓度控制在2-4毫克/升；生物固定化室与膜生物反应器通过底部的管道相连，污水通过生物固定化室依靠重力进人膜生物反应器中，该单元停留时间为2-3时；膜生物反应器中设置膜组件，在膜生物反应器中设置曝气管，溶解氧浓度控制在1-3毫克/升；膜组件采用中空纤维过滤膜，纤维丝竖向布置，底部设曝气管的气泡吹扫膜丝；膜组件出口设置抽吸泵，在自控元件控制下，间歇运行抽吸出水；在抽吸泵前设置压力表，抽吸泵前设置阀门；在膜生物反应器中设置气提管，产生气提作用将膜生物反应器中污泥回流到水解酸化池中，膜生物反应器与水解酸化池通过管道与水解酸化池相连；膜组件出水中残留的细菌及病毒进人紫外消毒器消毒灭菌，紫外消毒器两端分别联接阀门，紫外消毒器通过管道与集水池联接，集水池联接排水泵，污水经处理后，被达标排放，或进行回用；在水解酸化池、生物固定化室、膜生物反应器、集水池底部分别设有与排水泵相连的阀门，排水泵为各单元排污。

本发明针对船舶生活污水的特点，将膜生物反应器作为船舶生活污水处理的核心单元，省去沉淀池，节省装置占地空间；采用必要的膜生物反应器前处理及后处理技术，使船舶生活污水经该装置处理后可以达到国际海事组织(IMO)海上环境保护委员会(MEPC)2006年10月修订的MEPC.159(55)关于船舶生活污水达标排放要求。

船上便器及厨房产生的生活污水，通过排污管道直接流入固液分离器内，大块难溶类物质在此处被分离出来。污水然后进入水解酸化池，污水中大分子有机物得到降解，该池也可以起到调节池的作用，降低冲击负荷对系统的冲击。经水解酸化后，污水进入装填填料的生物接触氧化池，在这个单元，对含盐污水具有专效降解作用的菌种被附着生长在填料上，有助于形成稳定的生物群落，防止系统微生物流失。继而，污水进人膜生物反应器单元进一步被降解，膜生物反应器单元综合利用膜分离技术与生物降解技术进行污水处理，可以节省传统生物处理工艺中的沉淀池，固液分离效果好。膜组件本身可以截留绝大部分细菌，膜组件出水中残留的细菌及病毒进人消毒单元进行处理，消毒单元采用紫外灭菌技术，进行彻底消毒及灭菌，保障出水细菌总数在要求的范围内。

各单元功能说明如下：

(1)固液分离单元可以将污水中不易溶解的块状污物分离出，避免后续系统的堵塞，也可避免一些意外进人污水系统中的杂物(如骨头、刀片、头发等)对膜组件的损害。

(2)水解酸化单元可以是船舶上排放的新鲜污水中一些难降解的大分子有机物被断链成为易降解的小分子类物质，有助于后续处理，同时该单元起到了调节池的作用可以防止冲击负荷度系统处理稳定性的影响。该单元还起到了搅拌功能，使一些块状污物进一步破碎，溶解，利于后续处理。

(3)生物固定化单元主要采用筛选的填料，使之上面附着生长耐盐微生物，成为含盐生活污水高效降解菌的栖息场所，这有助于形成稳定的生物降解群落，增加系统生物降解的稳定性，也可以减少系统的剩余污泥产量，减少船舶上污泥处理的负担。采用填料来固定高效耐盐微生物，起动及停止后恢复快，不需特殊维护，可以适应船舶频繁出海、停运的特点。当船舶出海时，填料上的微生物会很快繁殖起来，担当污染物降解的作用；当船舶停运后微生物仍然可以在填料上长时间栖息、生存，以备下次启动。

(4)膜-生物反应器(MBR)单元是膜分离技术与生物技术有机结合的新型废水处理技术。它利用膜分离设备将生化反应池中的活性污泥和大分子有机物截留住，取代传统水处理工艺中的二沉池进行固液分离，从而活性污泥浓度因此大大提高，水力停留时间(HRT)和污泥停留时间(SRT)可以分别控制，而难降解的物质可以在反应器中不断反应、降解。因此，膜-生物反应器工艺通过膜分离技术大大强化了生物反应器的功能。与传统的生物处理方法相比，具有生化效率高、抗负荷冲击能力强、固液分离不受船舶运行摇摆影响、可以截留绝大部分细菌、出水水质稳定、占地面积小，排泥周期长，易实现自动控制等优点，是本船舶水处理装置的核心及关键技术。

(5)紫外消毒灭菌单元采用紫外灯管进行灭菌，由于膜组件可以接留绝大部分的细菌和部分病毒，降低了紫外灭菌单元的负荷。紫外灭菌技术具有技术成熟、运行稳定、操作方便的特点，适于船舶生活污水的灭菌消毒。

本发明的优点是：

1、本发明适用于船舶上含盐生活污水处理，当含盐量小于2％，进水有机物含量小于1000毫克/升时，本装置出水水质可以达到国际海事组织(IMO)海上环境保护委员会(MEPC)2006年10月修订的MEPC.159(55)关于船舶生活污水达标排放要求；

2、本工艺由于采用膜分离组件代替二沉池进行泥水分离，可以避免船舶摇摆、颠簸对分离效果的影响，使出水水质更为稳定；

3、本工艺采用膜分离组件代替传统的二沉池，且直接置于曝气池内，节省了占地空间30％；

4、本工艺采用填料固定对耐盐生活污水具有高效降解的微生物，有助于进行培养耐盐微生物，形成稳定的微生物群落，有助于防止系统中微生物流失；

5、本装置设置水解酸化单元，有助于对生活污水中难降解物质起到预处理的作用，提高后续处理的效率。

6、本工艺采用膜组件进行泥水分离，可以使系统中保留较高的污泥浓度，可以在60天以上不排泥，减少船舶剩余污泥量，避免污泥储运带来的不便，避免产生“二次污染”。

7、本工艺方法自动化程度高，运行管理简便；

8、本工艺处理处理出水浊度在1NTU以下，可以回用为冲厕水，有助于实现船舶污水零排放或超低排放。

附图说明

图1是本发明的船舶含盐生活污水深度处理装置的结构示意图；

图2是膜组件结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图举例对本发明做更详细的描述：

结合图1和图2。在污水进水口及处理水排水口间依次串联设置了固液分离器1、水解酸化池2、生物固定化室3、膜生物反应器4、紫外消毒单元5和集水池6，各单元通过管道连接。污水处理流程为：船上卫生间及厨房产生的含盐生活污水，首先通过排污管道7上的阀门8流入固液分离器1内，固液分离器侧壁及底部为网孔9，孔径1-10mm，浸没在水解酸化池2中，底部设有间歇曝气管10，该曝气管可通过阀门11的手动或自动开启，实现脉冲曝气扰动，使污水中大块粪便被粉碎，一些难溶类物质如骨头，金属、玻璃等在此处被分离出来，避免堵塞后续装置。污水然后进入水解酸化池2，停留时间约为2-3小时，此单元可提高含盐生活污水BOD/COD值，即提高污水的可生化性，该池也可以起到调节池的作用，降低冲击负荷对系统的冲击。水解酸化池底部设置曝气管12，同过阀门13开启，可以为水解酸化池进行曝气，曝气的作用主要是实现搅拌及均质。在水解酸化池底部设置提升泵14，提升泵出口联接排水管15与生物固定化室3相连。污水经提升泵14提升进人到生物固定化室3中，生物固定化室中装有填软性填料16，污水停留时间约为2.5小时，在这个单元，对含盐污水具有专效降解作用的耐盐菌种可附着生长在填料上，有助于形成稳定的生物群落，增加系统运行的稳定性，生物固定化室底部设置曝气管17，通过开启阀门18对生物固定化室3进行供氧，溶解氧浓度控制在2-4毫克/升。生物固定化室与膜生物反应器4通过底部的管道19相连。污水通过生物固定化室依靠重力进人膜生物反应器4中，该单元停留时间约为2-3时；膜生物反应器中设置膜组件20，在膜生物反应器4中设置曝气管21，通过阀门22开启为膜生物反应器曝气，溶解氧浓度控制在1-3毫克/升。该单元综合利用膜分离技术与生物降解技术进行污水处理，可以节省传统生物处理工艺中的二沉池，固液分离效果好，可使系统中保留较高浓度的耐盐微生物。膜组件20采用中空纤维过滤膜，纤维丝竖向布置，底部设曝气管21的气泡，可吹扫膜丝，有利于污泥脱落。膜组件出口设置抽吸泵23，在自控元件控制下，间歇运行抽吸出水。在抽吸泵前设置压力表24指示膜组件的真空压力，抽吸泵23前设置阀门25控制水量。在膜生物反应器中设置气提管26，通过阀门27开启，产生气提作用将膜生物反应器中污泥回流到水解酸化池2中，膜生物反应器与水解酸化池通过管道28与水解酸化池2相连。膜组件本身可以截留绝大部分细菌，膜组件出水中残留的细菌及病毒进人紫外消毒器5消毒灭菌，保障出水细菌总数在排放标准的范围内，紫外消毒器两端分别联接阀门29及阀门30。紫外消毒器通过管道31与集水池6联接，集水池联接排水泵32，污水经处理后，被达标排放，或进行回用。在水解酸化池2、生物固定化室3、膜生物反应器4、集水池5底部分别设有阀门33，阀门34、阀门35、阀门36与排水泵相连，通过开启相关阀门，排水泵可以起到为个单元排污作用。

以下是本发明的几个具体实例。

实施例1

每天处理2吨生活污水，进水COD为300mg/L-500mg/L，pH值为6-9，卫生间及厨房产生的生活污水直接进入固液分离器，或经收集罐收集后，由泵送入固液分离器，污水中的大块固体物质被固液分离器截留，然后液体进入水解酸化单元，在此单元中停留2.5小时之后，进入接触氧化室，有效停留时间3小时，然后污水进入膜生物反应器单元，在此处停留时间为2小时，膜生物反应器出水进入紫外灭菌器，进行灭菌消毒处理。污泥从膜生物反应器中回流到水解酸化池中，回流比为60％——100％。膜组件运行方式为间歇抽吸出水，运行8分钟，停止2分钟，当膜组件抽吸压力达到0.4MPa时，膜组件自动报警，需要对膜设备进行化学清洗，清洗时先采用1％氢氧化纳清洗5分钟，然后再采用0.1％盐酸清洗5分钟。

实施例2

每天处理10吨生活污水，进水COD为300mg/L-500mg/L，pH值为6-9，卫生间及厨房产生的生活污水直接进入固液分离器。污水中的大块固体物质被固液分离器截留，然后液体进入水解酸化单元，在此单元中停留2.5小时之后，进入接触氧化室，有效停留时间3小时，然后污水进入膜生物反应器单元，在此处停留时间为3小时，膜生物反应器出水进入紫外灭菌器，进行灭菌消毒处理。污泥从膜生物反应器中回流到水解酸化池中，回流比为60％——100％。膜组件运行方式为间歇抽吸出水，运行8分钟，停止2分钟，当膜组件抽吸压力达到0.4MPa时，膜组件自动报警，需要对膜设备进行化学清洗，清洗时先采用1％氢氧化纳清洗5分钟，然后再采用0.5％盐酸清洗5分钟。

实施例3

每天处理20吨生活污水，进水COD为300mg/L-500mg/L，pH值为6-9，卫生间及厨房产生的生活污水直接进入固液分离器。污水中的大块固体物质被固液分离器截留，然后液体进入水解酸化单元，在此单元中停留1.5小时之后，进入接触氧化室，有效停留时间3小时，然后污水进入膜生物反应器单元，在此处停留时间为3小时，膜生物反应器出水进入紫外灭菌器，进行灭菌消毒处理。污泥从膜生物反应器中回流到水解酸化池中，回流比为60％——100％。膜组件运行方式为间歇抽吸出水，运行8分钟，停止2分钟，当膜组件抽吸压力达到0.4MPa时，膜组件自动报警，需要对膜设备进行化学清洗，清洗时先采用1％氢氧化纳清洗5分钟，然后再采用0.5％盐酸清洗5分钟。

Claims

1.一种船舶含盐生活污水深度处理装置，其特征是：包括污水进水口及处理水排水口间依次串联的固液分离器、水解酸化池、生物固定化室、膜生物反应器、紫外消毒器和集水池；固液分离器侧壁及底部为网孔，浸没在水解酸化池中，底部设有间歇曝气管；水解酸化池底部设置曝气管，在水解酸化池底部设置提升泵，提升泵出口联接排水管与生物固定化室；生物固定化室中装有填软性填料，生物固定化室底部设置曝气管，生物固定化室与膜生物反应器通过底部的管道；膜生物反应器中设置膜组件，在膜生物反应器中设置曝气管；在膜生物反应器中设置气提管，膜生物反应器中污泥回流到水解酸化池中，膜生物反应器与水解酸化池通过管道与水解酸化池相连；膜组件出水进人紫外消毒器，紫外消毒器两端分别联接阀门，紫外消毒器通过管道与集水池联接，集水池联接排水泵。

2.根据权利要求1所述的船舶含盐生活污水深度处理装置，其特征是：在水解酸化池、生物固定化室、膜生物反应器、集水池底部分别设有与排水泵相连的阀门。

3.根据权利要求1或2所述的船舶含盐生活污水深度处理装置，其特征是：所述膜组件为中空纤维过滤膜，纤维丝竖向布置，膜组件出口设置抽吸泵，在抽吸泵前设置压力表，抽吸泵前设置阀门。

4.根据权利要求1或2所述的船舶含盐生活污水深度处理装置，其特征是：所述固液分离器侧壁及底部的网孔的孔径为1-10mm。

5.根据权利要求3所述的船舶含盐生活污水深度处理装置，其特征是：所述固液分离器侧壁及底部的网孔的孔径为1-10mm。

6.一种船舶含盐生活污水深度处理方法，其特征是：在污水进水口及处理水排水口间依次串联设置固液分离器、水解酸化池、生物固定化室、膜生物反应器、紫外消毒单元和集水池，各单元通过管道连接；船上卫生间及厨房产生的含盐生活污水，首先通过排污管道上的阀门流入固液分离器内，固液分离器侧壁及底部为网孔，孔径1-10mm，浸没在水解酸化池中，底部设有间歇曝气管，该曝气管通过阀门控制；污水然后进入水解酸化池，停留时间为2-3小时，水解酸化池底部设置曝气管，在水解酸化池底部设置提升泵，提升泵出口联接排水管与生物固定化室相连；污水经提升泵提升进人到生物固定化室中，生物固定化室中装有填软性填料，污水停留时间为2.5小时，生物固定化室底部设置曝气管，通过开启阀门对生物固定化室(3)进行供氧，溶解氧浓度控制在2-4毫克/升；生物固定化室与膜生物反应器通过底部的管道相连，污水通过生物固定化室依靠重力进人膜生物反应器中，该单元停留时间为2-3时；膜生物反应器中设置膜组件，在膜生物反应器中设置曝气管，溶解氧浓度控制在1-3毫克/升；膜组件采用中空纤维过滤膜，纤维丝竖向布置，底部设曝气管的气泡吹扫膜丝；膜组件出口设置抽吸泵，在自控元件控制下，间歇运行抽吸出水；在抽吸泵前设置压力表，抽吸泵前设置阀门；在膜生物反应器中设置气提管，产生气提作用将膜生物反应器中污泥回流到水解酸化池中，膜生物反应器与水解酸化池通过管道与水解酸化池相连；膜组件出水中残留的细菌及病毒进人紫外消毒器消毒灭菌，紫外消毒器两端分别联接阀门，紫外消毒器通过管道与集水池联接，集水池联接排水泵，污水经处理后，被达标排放，或进行回用；在水解酸化池、生物固定化室、膜生物反应器、集水池底部分别设有与排水泵相连的阀门，排水泵为各单元排污。