CN105693038A - 一种用浒苔做过滤吸附材料的船舶生活污水处理系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用浒苔做过滤吸附材料的船舶生活污水处理系统，包括预处理系统、初沉池、过滤吸附池、膜生物反应器、贮水池、污泥回收池，所述预处理系统、初沉池、过滤吸附池、膜生物反应器、贮水池通过管路依次连接，过滤吸附池内设过滤吸附组件，过滤吸附组件由上到下依次为粗砂、细砂、改性非活性浒苔，膜生物反应器、初沉池分别与污泥回收池通过排污管道连接，本发明将浒苔与膜生物反应器合理的组合应用，改性非活性浒苔具有较好的过滤效果和吸附性能，吸附容量大，可有效除去船舶生活污水中的有机油污及无机物，较好的解决了膜生物反应器内的膜组件容易污染、清洗困难的问题，降低膜生物反应器的有机负荷，减少膜组件清洗、更换次数。
Description
技术领域
本发明属于船舶生活污水处理技术领域，特别涉及一种用浒苔做过滤吸附材料的船舶生活污水处理系统。
背景技术
航运业因为成本低廉，承担了主要外贸运输量，在创造经济价值的同时，也给环境带来巨大的压力。随着船舶数量的增加，船舶生活污水对海洋和内河、湖波等水域的污染已经不容忽视。船舶生活污水来源主要是厨房灰水和洗涤废水，我国在生活习惯和饮食结构方面的特点决定了厨房灰水油脂量多，粘度高，残渣多，含有多种有机物和无机盐分，有机负荷高决定其处理难度大；洗涤废水含有表面活性剂、三聚磷酸钠、羧甲基纤维素、油污、尘土颗粒等，COD为300～800mg/L，pH为6.5～7.5，悬浮物含量较高，一般在500～1200mg/L，磷酸盐进入水体会引起水体的富营养化，进而导致水中溶解氧含量不够，水中的鱼类等需氧生物窒息而死，表面活性剂进入水体后，会使水生动、植物中毒致死。船舶生活污水的污染负荷高，如果长期未经处理直接排入水域中，将会对水环境尤其是自净能力差的封闭水域产生严重影响，可能导致整片水域的生态环境被完全破坏。
随着船舶废水处理及排放标准不断修订，各地区相应制定了许多地方性排污法规，大大提高了船舶废水的处理及排放要求，船舶废水处理系统的设计和处理效果都面临着新的挑战。如何采取有效工艺，对船舶废水进行处理，实现船舶污水达标排放，对保护海洋、河流生态环境具有重要意义。
近年来，膜生物技术作为一种新型处理工艺，将传统活性污泥法和膜分离技术有机的结合起来，兼得二者的优点，在国际上日益受到广泛关注，比较典型如膜生物反应器(MBR)。然而，船舶污水和城市污水不同，船舶生活污水处理受场地和成本的限制，它的特点是处理周期比较短，冲洗水量较小，普通城市生活污水处理技术在船舶上使用出现了诸如处理装置体积大、耐冲击负荷差、处理效果不稳定等问题。如何将膜生物反应器(MBR)结合船舶生活污水的特点，合理、有效的应用，将是我国船舶水处理技术的一个研究方向。
浒苔是一种绿藻纲植物，藻体鲜绿色，由单层细胞组成，围成管状或粘连为带状，显微镜下，浒苔的藻体内常有许多气囊，浒苔广泛分布在世界范围的海洋中，有的分布在半咸水或江河中，由于全球气候变化、水体富营养化等原因，会造成海洋大型海藻浒苔“绿潮”暴发，需要对其进行打捞清除。自2008年以来，每年5-8月份在黄海海域周期性暴发与消亡，给沿海地区造成不同的环境影响和经济损失。
大量繁殖的浒苔不仅会堵塞鱼类等的呼吸生物，致其死亡，而且会遮蔽射入水体的阳光，使固着在水底的其他藻类因缺少阳光而死去；死亡的浒苔腐烂分解，也会消耗海水中的氧气；浒苔爆发还会严重影响景观、水上运动，浒苔大规模来袭，沿海旅游也会受到影响。绿潮还会带来一系列的次生环境危害，如藻体腐败散发难闻气味，污染空气；藻类堆积可能为有害昆虫提供繁殖条件，引起害虫暴发；藻类沉积在海底，会引起缺氧和底质腐败，改变沉积物的理化性质，导致水生生物缺氧死亡，对底栖生态系统产生重要影响等。浒苔来袭时，量十分之大，可高达上万吨。现在已有的浒苔的防治措施主要是机械捕捞，打捞上来的海藻能够被利用的只是很少的一部分，目前主要适用于加工成饲料，绝大部分还是被填埋。将费尽千辛万苦捕捞出的浒苔堆积填埋，既浪费了自然资源，又破坏了环境。
已有研究表明，活体浒苔具有很好的吸附性能，死细胞具有与活细胞相似甚至更高的吸附容量，而且不受水中有毒物的限制、不要求提供营养物，如果将浒苔与膜生物反应器(MBR)合理、有效的组合应用，对废物资源化利用及船舶生活污水处理具有很深的研究意义。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明所要解决的技术问题是，提供一种用浒苔做过滤吸附材料的、占地面积小、污水处理效果好的船舶生活污水处理系统。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种用浒苔做过滤吸附材料的船舶生活污水处理系统，包括预处理系统、初沉池、过滤吸附池、膜生物反应器、贮水池、污泥回收池，所述预处理系统、初沉池、过滤吸附池、膜生物反应器、贮水池通过管路依次连接，所述过滤吸附池内设过滤吸附组件，过滤吸附组件由上到下依次为粗砂、细砂、改性非活性浒苔，所述膜生物反应器、初沉池分别与污泥回收池通过排污管道连接。
进一步的，所述预处理系统包括粗格栅、细格栅。
进一步的，所述预处理系统后安装提升泵，将污水提升至初沉池。
进一步的，所述膜生物反应器为一体式膜生物反应器，膜生物反应器内部设膜组件，膜组件底部布设有由鼓风机鼓风曝气的曝气装置，膜生物反应器底部设一潜水排污泵，剩余污泥在潜水排污泵作用下经排污管道排至污泥回收池。
进一步的，所述膜组件上部设出水管，经过滤吸附池处理的污水进入膜生物反应器后，其中的大部分污染物被混合液中的活性污泥去除，处理后的水在抽吸泵作用下由膜组件过滤出水，经出水管排至贮水池。
进一步的，所述贮水池设置有消毒装置，消毒方式可以是紫外线消毒或者次氯酸钠消毒，消毒后的水可以达标排放。
进一步的，所述改性非活性浒苔的制备工艺，包括以下步骤：
(1)浒苔预处理：
使用浒苔捕捞装置在海上捕捞新鲜的浒苔，并利用海水进行清洗，除去泥沙等杂质，然后使用海水通过水力缠结装置进行水刺加固；
(2)防腐处理：
将步骤(1)中水刺加固后的浒苔烘干脱水后浸入防腐处理剂中；
(3)质子化处理：
往步骤(2)的防腐处理剂中加入质量分数为3％～5％的盐酸，提高浒苔的吸附性能；
(4)交联处理：
将步骤(3)处理后的浒苔烘干，然后浸入交联剂溶液中，浸泡3～5h；
(5)浒苔表面拒水亲油处理：
往步骤(4)中的交联剂溶液中加入有机硅类拒水亲油处理剂，继续浸泡3～5h；
(6)干燥处理：
将步骤(5)中处理完毕的浒苔捞出，使用去离子水清洗2～3次后，减压抽滤，压制成饼，烘干，制得成品。
进一步的，步骤(2)中所述的防腐处理剂为质量分数为0.05％～0.2％的脱氢醋酸或脱氢醋酸钠溶液。
进一步的，步骤(4)中所述的交联剂溶液为质量分数为15％～30％的氯化钙或者氯化钠。
与现有技术相比，本发明优点在于：
(1)将浒苔与膜生物反应器合理、有效的组合应用，集传统活性污泥法和膜分离技术优点于一身，反应器内的活性污泥悬浮生长，省去了混合液循环系统，具有较高的MLSS值，延长其在反应器中的停留时间，提高氮的去除率和有机物的降解，提高了船舶生活污水处理效果，节省成本；
(2)采用一体式膜生物反应器，占地紧凑，并且节省了传统污水处理工艺的二沉池，固液分离过程只需要很小的占地面积即可实现，从而较好的解决了船舶污水处理用地紧张的问题；
(3)在膜生物反应器前设置利用改性非活性浒苔为过滤吸附材料的过滤吸附池，改性非活性浒苔比表面积大，具有更好的过滤效果和吸附性能，吸附容量大，可有效除去船舶生活污水中的有机油污及无机物，较好的解决了膜生物反应器内的膜组件容易污染、清洗困难的问题，降低膜生物反应器的有机负荷，减少膜组件清洗、更换次数。
(4)改性非活性浒苔以浒苔为原料，可以在海上边捕捞边处理边使用，治理浒苔的同时实现了废物资源化利用，而且浒苔产量极大，易得，成本低廉，并且防腐性能大大提高，可定期更换，不会因浒苔的腐败造成二次污染。
附图说明
图1是本发明的系统示意图；
图2是本发明的改性非活性浒苔的制备工艺流程图。
1.粗格栅；2.细格栅；3.初沉池；4.过滤吸附池；5.粗砂；6.细砂；7.改性非活性浒苔；8.出水管；9.膜生物反应器；10.抽吸泵；11.贮水池；12.膜组件；13.排污管道；14.潜水排污泵；15.曝气装置；16.鼓风机；17.污泥回收池；18.排污泵；19.进水泵；20.消毒装置。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步详细说明。
如图1所示，一种用浒苔做过滤吸附材料的船舶生活污水处理系统，包括预处理系统、初沉池3、过滤吸附池4、膜生物反应器9、贮水池11、污泥回收池17，所述预处理系统、初沉池3、过滤吸附池4、膜生物反应器9、贮水池11通过管路依次连接，所述过滤吸附池4内设过滤吸附组件，过滤吸附组件由上到下依次为粗砂5、细砂6、改性非活性浒苔7。
预处理系统包括粗格栅1、细格栅2，粗格栅1去除可能堵塞水泵机组及管道的较粗大悬浮物，细格栅2主要去除水中一些细小的颗粒及悬浮物，细格栅2后安装提升泵19，将污水提升至初沉池3，初沉池3底部沉积的污泥在排污泵18的作用下排至污泥回收池17。
膜生物反应器9为一体式膜生物反应器，膜生物反应器9内部设膜组件12，膜组件12底部布设有由鼓风机16鼓风曝气的曝气装置15，膜生物反应器9底部设一潜水排污泵14，剩余污泥在潜水排污泵14作用下经排污管道13排至污泥回收池17。
膜组件12上部设出水管8，经过滤吸附池4处理的污水进入膜生物反应器9后，其中的大部分污染物被混合液中的活性污泥去除，处理后的水在抽吸泵10作用下由膜组件12过滤出水，经出水管8排至贮水池11，贮水池11设置有消毒装置20，消毒方式可以是紫外线消毒或者次氯酸钠消毒，消毒后的水可以达标排放。
如图2所示，本发明的改性非活性浒苔的制备工艺包括以下步骤：
(1)浒苔预处理：
使用浒苔捕捞装置在海上捕捞新鲜的浒苔，并利用海水进行清洗，除去泥沙等杂质，然后使用海水通过水力缠结装置进行水刺加固；
(2)防腐处理：
将步骤(1)中水刺加固后的浒苔烘干脱水后浸入防腐处理剂中，防腐处理剂可以采用质量分数为0.05％～0.2％的脱氢醋酸或脱氢醋酸钠溶液；
(3)质子化处理：
往步骤(2)的防腐处理剂中加入质量分数为3％～5％的盐酸，提高浒苔的吸附性能；
(4)交联处理：
将步骤(3)处理后的浒苔烘干，然后浸入交联剂溶液中，浸泡3～5h，交联剂溶液可以采用质量分数为15％～30％的氯化钙或者氯化钠；
(5)浒苔表面拒水亲油处理：
往步骤(4)中的交联剂溶液中加入有机硅类拒水亲油处理剂，继续浸泡3～5h；
(6)干燥处理：
将步骤(5)中处理完毕的浒苔捞出，使用去离子水清洗2～3次后，减压抽滤，压制成饼，烘干，制得成品。
综上所述，本发明在膜生物反应器前设置利用改性非活性浒苔为过滤吸附材料的过滤吸附池，改性非活性浒苔比表面积大，具有更好的过滤效果和吸附性能，吸附容量大，可有效除去船舶生活污水中的有机油污及无机物，较好的解决了膜生物反应器内的膜组件容易污染、清洗困难的问题，降低膜生物反应器的有机负荷，减少膜组件清洗、更换次数；而且改性非活性浒苔以浒苔为原料，可以在海上边捕捞边处理边使用，治理浒苔的同时实现了废物资源化利用；本发明占地紧凑，节省了传统污水处理工艺的二沉池，固液分离过程只需要很小的占地面积即可实现，从而较好的解决了船舶污水处理用地紧张的问题。
当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不限于上述举例，本技术领域的普通技术人员，在本发明的实质范围内，作出的变化、改型、添加或替换，都应属于本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种用浒苔做过滤吸附材料的船舶生活污水处理系统，其特征在于：包括预处理系统、初沉池、过滤吸附池、膜生物反应器、贮水池、污泥回收池，所述预处理系统、初沉池、过滤吸附池、膜生物反应器、贮水池通过管路依次连接，所述过滤吸附池内设过滤吸附组件，过滤吸附组件由上到下依次为粗砂、细砂、改性非活性浒苔，所述膜生物反应器、初沉池分别与污泥回收池通过排污管道连接。
2.根据权利要求1所述的一种用浒苔做过滤吸附材料的船舶生活污水处理系统，其特征在于：所述预处理系统包括粗格栅、细格栅。
3.根据权利要求1所述的一种用浒苔做过滤吸附材料的船舶生活污水处理系统，其特征在于：所述预处理系统后安装提升泵，将污水提升至初沉池。
4.根据权利要求1所述的一种用浒苔做过滤吸附材料的船舶生活污水处理系统，其特征在于：所述膜生物反应器为一体式膜生物反应器，膜生物反应器内部设膜组件，膜组件底部布设有由鼓风机鼓风曝气的曝气装置，膜生物反应器底部设一潜水排污泵，剩余污泥在潜水排污泵作用下经排污管道排至污泥回收池，膜组件上部设出水管，处理后的水在抽吸泵作用下经出水管排至贮水池。
5.根据权利要求1所述的一种用浒苔做过滤吸附材料的船舶生活污水处理系统，其特征在于：所述贮水池设置有消毒装置。
6.根据权利要求1所述的一种用浒苔做过滤吸附材料的船舶生活污水处理系统，其特征在于：所述改性非活性浒苔的制备工艺，包括以下步骤：
(1)浒苔预处理：
使用浒苔捕捞装置在海上捕捞新鲜的浒苔，并利用海水进行清洗，除去泥沙等杂质，然后使用海水通过水力缠结装置进行水刺加固；
(2)防腐处理：
将步骤(1)中水刺加固后的浒苔烘干脱水后浸入防腐处理剂中；
(3)质子化处理：
往步骤(2)的防腐处理剂中加入质量分数为3％～5％的盐酸，提高浒苔的吸附性能；
(4)交联处理：
将步骤(3)处理后的浒苔烘干，然后浸入交联剂溶液中，浸泡3～5h；
(5)浒苔表面拒水亲油处理：
往步骤(4)中的交联剂溶液中加入有机硅类拒水亲油处理剂，继续浸泡3～5h；
(6)干燥处理：
将步骤(5)中处理完毕的浒苔捞出，使用去离子水清洗2～3次后，减压抽滤，压制成饼，烘干，制得成品。
7.根据权利要求1或6所述的一种用浒苔做过滤吸附材料的船舶生活污水处理系统，其特征在于：所述改性非活性浒苔的制备工艺步骤(2)中所述的防腐处理剂为质量分数为0.05％～0.2％的脱氢醋酸或脱氢醋酸钠溶液。
8.根据权利要求1或6所述的一种用浒苔做过滤吸附材料的船舶生活污水处理系统，其特征在于：所述改性非活性浒苔的制备工艺步骤(4)中所述的交联剂溶液为质量分数为15％～30％的氯化钙或者氯化钠。
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