CN103771663B - 一种基于mbr法与电解法的海上生活污水处理系统以及处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种基于MBR法和电解法的海上生活污水处理系统，包括含有电解装置的调节池、用于MBR法的生化反应池以及用于监控流量的监控装置。本发明还提供了一种基于MBR法和电解法的海上生活污水处理方法。本发明的处理系统弥补了MBR法稳定性不足、恢复周期较长的难题，可应对海上多种情况下可能对于MBR法带来的影响，全方面保证了处理系统的稳定运行，可靠性高，而且体积小巧，可广泛应用于海上平台及船舶中。本发明的处理方法能有效对海上生活污水进行处理，系统运行稳定，可以设定为多种工作模式，维护工作量小。
Description
技术领域
本发明涉及水处理领域，具体涉及一种基于MBR法与电解法的海上生活污水的处理系统以及采用所述处理系统进行污水处理的处理方法。
背景技术
目前对于海上平台及船舶生活污水的处理主要是两大技术：膜生物分离技术（MBR）和电解法。膜生物分离技术（MBR）是一种将生物反应技术和膜分离技术相结合的新型工艺，污水中的污染物首先在生物反应器中进行好氧微生物降解，同时生物反应器内的混合液在膜两侧压力差的作用下，水和小于膜孔径的小分子溶质透过膜，从而达到净化处理的目的，设备稳定运行的情况下，出水COD浓度可达到30mg/L以下。但是，在实际使用过程中，由于海上恶劣的工作环境，微生物的活性很不稳定，经常发生微生物大量甚至全部死亡的现象，导致装置无法稳定运行，造成处理效果不达标。而且，微生物的恢复需要一个月左右的时间，恢复周期长。此外，当海上出现人员撤离等情况时，无法维持污水的连续进水，此时也容易导致微生物的大规模死亡，从而影响装置的稳定运行。电解法是将生活污水与海水进行按比例混合，在电极板的作用下产生具有杀菌作用的次氯酸根离子，破坏微生物细胞结构，消灭污水中的大肠杆菌等细菌，同时，污水中的有机化合物也在电解产生的高级氧化作用下氧化分解，设备稳定运行的情况下，出口COD浓度可达到300mg/L以下。与MBR法相比较，电解法设备稳定性好，不受海上恶劣工作条件的影响，并且不产生污泥，维护工作量小，但是其出口COD指标高于MBR法。
发明内容
为克服现有海上生活污水处理的MBR法存在的不稳定、维护时间长等缺陷，本发明的一个目的是提供一种基于MBR法与电解法的海上生活污水处理系统。
本发明的另一个目的是提供一种基于MBR法与电解法的海上生活污水处理方法。
本发明提供的处理系统包括：
调节池，其连接有海上生活污水进水管线和海水进水管线，所述调节池中设置有电解装置和粉碎装置，所述粉碎装置连接有调节池排出管线；
生化反应池，其连接有用于排出处理后清水的清水出水管线，所述生化反应池中驯养有微生物并设置有一组或多组MBR膜组件，所述生化反应池还连接有用于向所述微生物投放营养物的投料池，所述生化反应池与所述调节池通过调节池出水管线连接；以及
流量监测装置，其设置于所述海上生活污水进水管线上。
其中，所述生化反应池设置于所述调节池之上。
其中，所述海上生活污水进水管线、海水进水管线、调节池出水管线、清水出水管线、调节池排出管线以及投料池上分别设置有控制阀。
其中，所述控制阀与用于调节管线中流量的控制装置连接。
其中，所述流量监测装置为流量计。
其中，所述海水进水管线和清水出水管线上设置有流量监控装置。
其中，所述流量监测装置为流量计。
本发明提供的处理方法采用上述技术方案任一项所述的处理系统，其包括：将待处理的海上生活污水通过海上生活污水进水管线送入调节池，在所述调节池内沉淀污泥后再由调节池出水管线送入生化反应池，在其中依次经过微生物分解和MBR膜组件过滤后得到处理后的清水由清水出水管线排放；当所述生化反应池无法工作时，停止向所述生化反应池输送海上生活污水，启动所述调节池中的电解装置，通过海水进水管线向所述调节池供给海水，通过电解装置使用电解法对所述海上生活污水进行处理，处理后的水通过调节池排出管线排放，直至所述生化反应池重新开始工作为止。
其中，当所述生活污水通过所述生化反应池进行处理时，还包括污泥排出步骤，其过程如下：停止将调节池出水送入所述生化反应池，通过海水进水管线向所述调节池供给海水，通过所述电解装置使用电解法对所述调节池中的污泥进行处理，处理后的污泥通过粉碎装置粉碎后由调节池排出管线排出。
其中，所述处理方法还包括：当流量监测装置监测到所述海上生活污水进水管线中1天以上无来水时，启动投料池向生化反应池中投入营养物以维持所述生化反应池中的微生物活性。
本发明的处理系统基于MBR与电解法装置，正常工作状态下利用MBR法对生活污水进行处理，当MBR法出现不稳定无法正常工作时，可切换至电解法进行处理，保证在MBR法进行恢复的较长时间内仍可对生活污水进行必要的处理，从而保证排放水的水质，弥补了MBR法稳定性不足、恢复周期较长的难题。而且，本发明的系统还可应对海上多种情况下可能对于MBR法带来的影响，全方面保证了处理系统的稳定运行，可靠性高。本发明的处理系统体积小巧，可广泛应用于海上平台及船舶中。
本发明的处理方法通过利用本发明的处理系统，能有效对海上生活污水进行处理，系统运行稳定，而且，本发明的处理方法可以设定为多种模式，能应对海上多种情况下可能对于MBR法带来的影响，维护工作量小。
附图说明
图1为本发明所述处理系统的示意图；
图2为本发明所述处理系统中带有控制阀的管线的局部示意图；
图3为本发明所述处理系统中带有控制阀和流量监测装置的管线的局部示意图；
其中，附图标记说明如下：1、调节池；2、生化反应池；3、海上生活污水进水管线；4、电解装置；5、粉碎装置；6、海水进水管线；7、调节池排出管线；8、清水出水管线；9、MBR膜组件；10、投料池；11、调节池出水管线；12、流量监测装置；13、控制装置；14、提升泵；15、控制阀。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将进一步描述本发明的示例性实施例的技术方案。
本发明的一个方面提供了一种基于MBR法和电解法的海上生活污水处理系统，如图1所示，其主体包括调节池1和生化反应池2，调节池1连接有用于输送海上生活污水的海上生活污水进水管线3以及用于供给海水的海水进水管线6，调节池1中设置有电解装置4和粉碎装置5，粉碎装置5连接有用于排出调节池中污泥与水的调节池排出管线7。生化反应池2连接有用于排出处理后清水的清水出水管线8，生化反应池2中驯养有微生物并设置有一组或多组MBR膜组件9，此外，生化反应池2还连接有用于向所述微生物投放营养物的投料池10。生化反应池2与调节池1通过调节池出水管线11连接。所述处理系统还包括流量监测装置12，其设置在海上生活污水进水管线上，用于监测其中的流量。
上述处理系统工作时，将待处理的海上生活污水通过海上生活污水进水管线3送入调节池1中，在调节池1内进行污泥沉淀后再由调节池出水管线11送入生化反应池2中，在其中依次经过微生物分解和MBR膜组件9过滤后得到处理后的清水由清水出水管线8排出；当清水出水管线的出水水质中COD浓度明显升高不符合排放标准或发现微生物大规模死亡时，表示生化反应池2由于受到海上恶劣环境影响而无法工作，停止向生化反应池2输水，启动调节池1中的电解装置4，通过海水进水管线6向调节池1中供给海水，海水与生活污水在调节池1中混合后，经过电解装置4将海水进行电解产生次氯酸根离子，次氯酸根离子对生活污水进行杀菌，电解过程会产生高级氧化作用对有机物进行分解，处理后的水通过调节池排出管线7排放，电解法处理直至生化反应池2可重新开始工作为止。通过生化反应池2进行水处理时，当调节池1中的污泥量过多，需要进行排出污泥处理，以保证整个处理系统的稳定运行。进行排出污泥步骤时，首先停止将调节池1的出水送入生化反应池2，通过海水进水管线6向调节池1中供给海水，海水与污泥在调节池1中混合后，经过电解装置4将海水进行电解产生次氯酸根离子，次氯酸根离子可对污泥进行杀菌，电解过程会产生高级氧化作用对有机物进行分解，处理后的污泥通过粉碎装置5粉碎后，经过调节池排出管线7排出。当流量监测装置12监测到海上生活污水进水管线3中长时间（一般为1天以上）无来水时，启动投料池10向生化反应池2中投入营养物以维持生化反应池2中的微生物的活性。
在根据本发明的处理系统的一个实施方式中，为节省处理系统的占地面积，生化反应池2可设置于调节池1之上，调节池1的出水可通过提升泵14等装置送入生化反应池2中。
在根据本发明的处理系统的一个实施方式中，海上生活污水进水管线3、海水进水管线6、调节池排出管线7、清水出水管线8、投料池10上分别设置有控制阀15，如图2所示。通过控制阀的调节，可以控制生活污水进水、海水进水、调节池出水、生化反应池清水出水、调节池排出管线的流量以及投料池投料量等。流量的控制可通过手动操作控制，也可通过控制装置进行自动控制。
在根据本发明的处理系统的一个实施方式中，各个管线上的控制阀分别与控制装置13连接，控制装置可以为常见的控制装置或控制系统，如计算机、PLC、单片机等。
在根据本发明的处理系统的一个实施方式中，流量监测装置12为流量计，流量计可以为孔板式、电磁式、超声波式等多种类型。
在根据本发明的处理系统的一个实施方式中，清水出水管线8、海水进水管线6上也设置有流量监测装置，用以在系统运行时更好地监控流量，如图3所示。流量监测装置可以为流量计，流量计可以为孔板式、电磁式、超声波式等多种类型。
上述处理系统中，可以根据不同规格的污水处理量（如海上平台或船舶上30人、50人、80人、120人、150人等规格的生活污水处理量）来设定调节池、生化反应池大小、管线输送流量、各个装置功率、微生物数量等等。
本发明的处理系统基于MBR法并首次将电解法和MBR法进行结合，其中的电解装置和MBR法设备（如MBR膜组件等）采用现有的用于海上污水处理的电解装置和MBR设备即可。如电解装置可使用美国SEVERN TRENT DE NORA公司的OMINPURE15MX型电解装置，该电解装置处理后的水质COD浓度可达到300mg/L以下，MBR设备的型号、数量等可根据所需处理的水量进行常规选择，过滤后将出水COD浓度控制在30mg/L以下即可。
本发明的处理系统基于MBR法装置，当MBR法出现不稳定无法正常工作时，可切换至电解法进行处理，保证在MBR法进行恢复的较长时间内仍可对生活污水进行必要的处理，从而保证排放水的水质，弥补了MBR法稳定性不足、恢复周期较长的难题。而且，本发明的系统还可应对海上多种情况下可能对于MBR法带来的影响，全方面保证了处理系统的稳定运行，可靠性高。本发明的处理系统体积小巧，可广泛应用于海上平台及船舶中。
本发明的另一个方面提供了一种基于MBR法和电解法的海上生活污水的处理方法，采用本发明提供的处理系统，其包括以下过程：将待处理的海上生活污水通过海上生活污水进水管线送入调节池，在调节池内沉淀污泥后再由调节池出水管线送入生化反应池，在其中依次经过微生物分解和MBR膜组件过滤后得到处理后的清水由清水出水管线排放；当生化反应池无法工作时，停止向所述生化反应池输送海上生活污水，启动所述调节池中的电解装置，通过海水进水管线向所述调节池供给海水，通过电解装置使用电解法对所述海上生活污水进行处理，处理后的水通过调节池排出管线排放，直至生化反应池重新开始工作为止。
其中，本领域普通技术人员可根据海上实际情况、水质要求等判断生化反应池是否能够正常工作，例如，当海上环境恶劣导致微生物大面积死亡或出水水质（COD浓度）不符合海上污水排放要求时，即可判定生化反应池无法工作。
在根据本发明的处理方法的一个实施方式中，当所述生活污水通过所述生化反应池进行处理时，还包括污泥排出步骤，其过程如下：停止将调节池出水送入生化反应池，通过海水进水管线向所述调节池供给海水，通过所述电解装置使用电解法对所述调节池中的污泥进行处理，处理后的污泥通过粉碎装置粉碎后由调节池排出管线排出。
在根据本发明的处理方法的一个实施方式中，所述处理方法还包括：当流量监测装置监测到所述海上生活污水进水管线中1天以上无来水时，启动投料池向生化反应池中投入营养物以维持所述生化反应池中的微生物活性。
上述处理方法中，可以根据不同规格的污水处理量（如海上平台或船舶上30人、50人、80人、120人、150人等规格的生活污水处理量）来设定调节池、生化反应池大小、管线输送流量、各个装置功率、微生物数量等等。
本发明的处理方法基于MBR法并首次将电解法和MBR法进行结合，其中的电解装置和MBR法设备（如MBR膜组件等）采用现有的用于海上污水处理的电解装置和MBR设备即可。如电解装置可使用美国SEVERN TRENT DE NORA公司的OMINPURE15MX型电解装置，该电解装置处理后的水质COD浓度可达到300mg/L以下，MBR设备的型号、数量等可根据所需处理的水量进行常规选择，过滤后将出水COD浓度控制在30mg/L以下即可。
本发明的处理方法通过利用本发明的处理系统，能有效对海上生活污水进行处理，系统运行稳定，而且，本发明的处理方法可以设定为多种模式，能应对海上多种情况下可能对于MBR法带来的影响，维护工作量小。
虽然为了说明本发明，已经公开了本发明的优选实施方案，但是本领域的技术人员应当理解，在不脱离权利要求书所限定的本发明构思和范围的情况下，可以对本发明做出各种修改、添加和替换。
Claims (10)
1.一种基于MBR法和电解法的海上生活污水处理系统，其特征在于，所述处理系统包括：
调节池（1），其连接有海上生活污水进水管线（3）和海水进水管线（6），所述调节池（1）中设置有电解装置（4）和粉碎装置（5），所述粉碎装置（5）连接有调节池排出管线（7）；
生化反应池（2），其连接有用于排出处理后清水的清水出水管线（8），所述生化反应池（2）中驯养有微生物并设置有一组或多组MBR膜组件（9），所述生化反应池（2）还连接有用于向所述微生物投放营养物的投料池（10），所述生化反应池（2）与所述调节池（1）通过调节池出水管线（11）连接；以及
流量监测装置（12），其设置于所述海上生活污水进水管线（3）上。
2.根据权利要求1的处理系统，其特征在于，所述生化反应池（2）设置于所述调节池（1）之上。
3.根据权利要求1或2的处理系统，其特征在于，所述海上生活污水进水管线、海水进水管线、调节池出水管线、清水出水管线、调节池排出管线以及投料池上分别设置有控制阀。
4.根据权利要求3的处理系统，其特征在于，所述控制阀与用于调节流量的控制装置（13）连接。
5.根据权利要求1或2的处理系统，其特征在于，所述流量监测装置为流量计。
6.根据权利要求1或2的处理系统，其特征在于，所述海水进水管线和清水出水管线上设置有流量监控装置。
7.根据权利要求6的处理系统，其特征在于，所述流量监测装置为流量计。
8.一种基于MBR法和电解法的海上生活污水处理方法，其特征在于，所述处理方法采用权利要求1-7任一项所述的处理系统，其包括：将待处理的海上生活污水通过海上生活污水进水管线送入调节池，在所述调节池内沉淀污泥后再由调节池出水管线送入生化反应池，在其中依次经过微生物分解和MBR膜组件过滤后得到处理后的清水由清水出水管线排放；当所述生化反应池无法工作时，停止向所述生化反应池输送海上生活污水，启动所述调节池中的电解装置，通过海水进水管线向所述调节池供给海水，通过电解装置使用电解法对所述海上生活污水进行处理，处理后的水通过调节池排出管线排放，直至所述生化反应池重新开始工作为止。
9.根据权利要求8的处理方法，其特征在于，当所述生活污水通过所述生化反应池进行处理时，还包括污泥排出步骤，其过程如下：停止将调节池出水送入所述生化反应池，通过海水进水管线向所述调节池供给海水，通过所述电解装置使用电解法对所述调节池中的污泥进行处理，处理后的污泥通过粉碎装置粉碎后由调节池排出管线排出。
10.根据权利要求8或9的处理方法，其特征在于，所述处理方法还包括：当流量监测装置监测到所述海上生活污水进水管线中1天以上无来水时，启动投料池向生化反应池中投入营养物以维持所述生化反应池中的微生物活性。
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