CN105936565A - 舰船用灰水处理及中水回用系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及污水处理技术领域，具体涉及舰船上生活污水的净化处理和中水回用技术领域。本发明旨在提供一种可以突破舰船空间限制，受船体摇晃影响小且能充分利用水资源的舰船用污水处理及中水回用系统，其包括灰水处理系统和中水回用系统，其中灰水处理系统依水流方向依次包括灰水收集柜、生化柜、粉碎泵、MBR膜柜、产水泵、消毒柜、中间水柜，中间水柜的水部分流经反洗泵进入MBR膜柜，部分进入中水回用系统；中水回用系统依水流方向依次包括紧密过滤器、紫外消毒器、增压泵、RO膜、中水柜、紫外消毒器、中水供水泵，中水压力罐；系统的各部件间通过管件连接。
Description
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域，具体涉及舰船上生活污水的净化处理和中水回用技术领域。
背景技术
伴随人们对环境保护的重视，舰船上的污水经过处理后才能排向大海，避免对海洋环境的污染。由于舰船自身的特点，无法在舰船上安装普通的污水处理系统，因为这种系统往往存在占用空间大，耗水、耗电、臭气外溢、易堵塞、维修困难等问题。现有的舰船生活污水处理系统多采用生化法，或物化法，或电解法；传统生化处理是在氧气充足条件下利用好氧微生物进行降解，再通过沉淀使固液分离，效果较好，但装置体积较大，难以在有限的船舱内布置，且易受船体摇晃、水力冲击影响出水水质。
因此舰船上的生活污水的处理一直是一个急需解决的问题，另一方面，对于长期航行在海面上的舰船来说，淡水资源极其宝贵，如果能将污水处理和水的回用联合起来，将回用水用于冲洗厕所，即可避免海水冲洗厕所带来的腐蚀问题或降低淡水冲厕的成本。
发明内容
舰船上安装污水处理系统需要解决三个问题：突破舰船的空间限制；避免船身摇晃对污水处理效果的影响；兼顾水资源的回收利用。针对以上的问题，本发明提供一种舰船用灰水处理及中水回用系统。发明采用模块式灵活组合的紧凑结构和生化、膜污水处理方式，突破舰船的空间限制，避免船身摇晃对污水处理的影响；将灰水处理系统与中水回用系统联合，兼顾水资源的回收利用。
本发明提供的舰船用灰水处理及中水回用系统，包括灰水处理系统和中水回用系统，其中灰水处理系统依水流方向依次包括灰水收集柜、生化柜、粉碎泵、MBR（Membrane Bio-Reactor）膜柜、产水泵、消毒柜、中间水柜，中间水柜的水部分流经反洗泵进入MBR膜柜，部分进入中水回用系统；中水回用系统依水流方向依次包括紧密过滤器、紫外消毒器、增压泵、RO（Reverse Osmosis membrane）膜、中水柜、紫外消毒器、中水供水泵，中水压力罐；系统采用模块化设计，各部件间通过管件灵活组合连接。
本发明的舰船用灰水处理及中水回用系统的各组件采用模块化设计，通过管件连接灵活组合，可直线连接或弯折连接，突破了舰船的空间限制，本系统选择不易受船摇摆影响的污水处理方法同时包括了中水回用系统，兼顾了污水的处理和水资源的再利用。本发明装置选择在后端采用RO技术，大大降低了RO膜的水质负荷，降低了膜堵的风险，提高了膜运行的稳定性，同时RO浓水可以全部回流至原水继续使用，克服了RO技术回收率偏低的缺陷，提高了原水有效利用率。
附图说明
图1 灰水处理及中水回用流程图
图2 灰水处理系统示意图
图3 中水回用系统示意图
具体实施方式
下面结合附图对本发明做出进一步详细说明：
舰船用灰水处理及中水回用系统包括灰水处理系统和中水回用系统。如图1和图2所示，灰水处理系统灰水处理系统依水流方向依次包括灰水收集柜、生化柜、粉碎泵、MBR（Membrane Bio-Reactor）膜柜、产水泵、消毒柜、中间水柜，中间水柜的水部分流经反洗泵进入MBR膜柜，部分进入中水回用系统，系统的各部件间通过管件连接。产水泵和反洗泵都作用于MBR膜，前者是将MBR膜内清水抽出，后者是将清水泵入MBR膜内进行清洗。紫外消毒器的主要作用是杀灭清水中的细菌、病毒类生物。中间水柜即作为清水暂存的水柜，又作为反洗泵的水源来源。如图2，船上灰水通过管道收集进入灰水收集柜，在灰水收集柜内，大颗粒固体物沉淀下来，可定期排出，剩余污水进行生化厌氧处理后溢流至生化柜，生化柜内含有大量特殊菌种，通过这些菌种的生命活动将污水中的有机物去除掉，粉碎泵将生化柜内污水和菌种的混合液泵入膜柜，在MBR膜的作用下，通过产水泵的抽吸将菌种（活性污泥）和清水分离，清水进入到下一设备，多余混合液溢流至灰水收集柜和生化柜内。在MBR膜工作一定时间后，开启反洗泵，对MBR膜进行反洗，延长MBR堵塞时间，产水泵产出的水经过紫外消毒器杀菌后进入到中间水柜，至此灰水完成了处理。
在一实施例中，灰水收集柜安装了拦截大块颗粒物、杂质、杂物的格栅板；生化柜中安装有曝气器，通过鼓风机供气，在阀门的控制下，曝气器给生化柜内活性污泥中的特殊菌种进行均匀、定量供气；生化柜中添加有反硝化降解菌和好氧生物降解菌。
在另一实施例中，或者作为上一实施例的进一步优化，MBR膜柜包括帘式MBR膜及穿孔曝气管， MBR膜的主要作用是将清水与污泥分离。穿孔曝气管材采用PVC（聚氯乙烯）材质，其功能是冲刷MBR膜，延长膜污堵时间，也起着搅拌膜柜内混合液水质均匀的作用。
在另一实施例中，或者作为上述实施例的进一步优化，产水泵和反洗泵的工作时间在PLC（可编程逻辑控制器）程序控制下自动完成的，所有泵的启停根据相关柜内液位计信号进行。
如图1和图3所示，中水回用系统依水流方向依次包括紧密过滤器、紫外消毒器、增压泵、RO（Reverse Osmosis membrane）膜、中水柜、紫外消毒器、中水供水泵，中水压力罐，系统的各部件间通过管件连接。过滤器的作用是去除清水中的细微固体物等，防止后续RO膜的堵塞及损伤。增压泵一方面是中间水柜内清水进入中水回用系统的动力来源，另一方面也是RO膜产水及反洗的动力来源。RO膜是一种超滤膜，可以去细菌、病毒、胶体微粒及其它有害化学物，是中水回用系统的重要设备，清水经RO膜处理后可以达到饮用水标准。中水柜的作用是存储处理好的中水。中水供水泵的作用是将处理好的中水输送至船上中水供水系统。
通过增压泵提供的动力，中间水柜内的水先进入到精密过滤器和紫外消毒器，对来水进行过滤和消毒，之后进入到RO膜，在RO膜作用下，浓水回流至灰水收集柜，产水进入到中水柜，反洗产生的水排入黑水收集柜或直接排至舷外。当船上需要使用中水时，中水供水泵启动，抽取中水柜内水，先进行紫外消毒处理，防止二次污染，之后泵入到指定供水处，至此回用完成。
在一实施例中，RO膜采用5nm或者0.1µm孔径的反渗透膜。具体实施例中最好使用5nm-0.1µm孔径的反渗透膜。RO膜每次工作前及每工作1小时后需进行反洗一次，此动作通过PLC和电动阀的控制进行，所有泵的启停根据相关柜内液位计信号进行。
在具体实施例中灰水处理及中水回用系统中的柜体可采用船用钢板制作，连接管道采用无缝钢管。
Claims (7)
1.一种舰船用灰水处理及中水回用系统，包括灰水处理系统和中水回用系统，其中灰水处理系统依水流方向依次包括灰水收集柜、生化柜、粉碎泵、MBR（Membrane Bio-Reactor）膜柜、产水泵、消毒柜、中间水柜，中间水柜的水部分流经反洗泵进入MBR膜柜，部分进入中水回用系统；中水回用系统依水流方向依次包括紧密过滤器、紫外消毒器、增压泵、RO（Reverse Osmosis membrane）膜、中水柜、紫外消毒器、中水供水泵，中水压力罐；系统采用模块化设计，各部件间通过管件灵活组合连接。
2.如权利要求1所示的舰船用灰水处理及中水回用系统，其特征在于灰水收集柜安装了拦截大块颗粒物、杂质、杂物的格栅板；生化柜中安装有曝气器，通过鼓风机供气，生化柜中添加有反硝化降解菌和好氧生物降解菌。
3.如权利要求1或2所示的舰船用灰水处理及中水回用系统，其特征在于MBR膜柜包括帘式MBR膜及穿孔曝气管。
4.如权利要求3所示的舰船用灰水处理及中水回用系统，其特征在于穿孔曝气管采用PVC材质。
5.如权利要求3所示的舰船用灰水处理及中水回用系统，其特征在于RO膜采用5nm～0.1µm孔径的反渗透膜，RO膜每次工作前及每工作1小时后需进行反洗一次。
6.如权利要求5所示的舰船用灰水处理及中水回用系统，其特征在于产水泵、反洗泵和RO膜反洗的工作时间在PLC（可编程逻辑控制器）程序控制下自动完成的，所有泵的启停根据相关柜内液位计信号进行。
7.如权利要求6所示的舰船用灰水处理及中水回用系统，其特征在于系统中的柜体可采用船用钢板制作，连接管道采用无缝钢管。
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