CN108706791A - 一种船舶灰水处理设备及中水回用系统及其方法 - Google Patents

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Abstract

本发明所述的一种船舶灰水处理设备及中水回用系统，包括：灰水收集池；预处理池，预处理池内安装有传感器单元，传感器单元包括气味计及pH计；除臭池；pH调节池；电渗析池；超滤装置，所述超滤装置包括依次连接的反渗透高压泵、活性炭过滤器、多介质过滤器及超滤膜过滤器；消毒池；中水收集池。所述系统能够对船舶产生的灰水进行集中处理，自动化程度高，处理后的中水经电渗析池产生钙盐、镁盐等沉淀物，从而降低中水硬度，满足回用要求，减少废水向水体的排放量，大大减轻了船舶排放废液对环境的危害程度，充分利用水资源，实现了船舶中水资源化。

Description

一种船舶灰水处理设备及中水回用系统及其方法
技术领域
本发明涉及船舶废液处理技术领域，特别涉及一种船舶灰水处理设备及中水回用系统及其方法。
背景技术
船舶污水处理及排放通常按国际防污染公约执行，随着环保意识的增强，国际防污染公约不断修订，各地区相应制定了许多地方性排污法规，大大提高了船舶污水的处理及排放要求，船舶污水处理系统的设计和处理效果都面临着新的挑战。
船舶废液主要来自船舶生活污水、船舶含油废水、船舶压载水。船舶生活污水来自于船上人员的日常生活排水，所排水按照水质的不同可分为黑水和灰水2种类型。黑水是指污染物含量较高的冲厕排水，即粪便污水；灰水是指污染较轻的洗浴、厨房、洗衣等废水。由于船舶卫生系统排泄周期比较短，排放的污水比城市排水系统更为新鲜，因此污染负荷较高。
因此，需要一种能够将船舶灰水处理和中水回用联合起来的系统，将回用水用于冲洗厕所、清洗船体等，避免水污染及能源浪费的问题。
发明内容
为解决上述存在的问题，本发明的目的在于提供一种船舶灰水处理设备及中水回用系统及其方法。所述中水回用系统能够对船舶产生的灰水进行集中处理，自动化程度高，处理后的中水经电渗析池产生钙盐、镁盐等沉淀物，从而降低中水硬度，满足回用要求，减少废水向水体的排放量，大大减轻了船舶排放废液对环境的危害程度，充分利用水资源，实现了船舶中水资源化。
为达到上述目的，本发明的技术方案是：
一种船舶灰水处理设备及中水回用系统，包括：
灰水收集池：能够从排水系统中接收灰水；
预处理池：预处理池的入水口与灰水收集池的出水口连接，预处理池内安装有传感器单元，传感器单元包括气味计及pH计，预处理池有三个输出端，分别连接除臭池、pH调节池及电渗析池，通过传感器单元对收集到的灰水的气味及pH值进行检测，一旦超过预设值，则对灰水进行相应的除臭及调节pH处理，消除臭味，并将pH值调节至合适范围；
除臭池：用于处理灰水的气味；采用臭氧，对除臭池中释放的气味进行除臭；
pH调节池：用于调节灰水的pH值，pH调节池与除臭池通过管道连接；采用乙酸和乙酸钠将pH值调节至6~7.5，或采用磷酸氢钾和磷酸氢二钾将pH值调节至5.8~8；
电渗析池：电渗析池的输入端分别与除臭池、pH调节池的输出端连接，用于除去灰水中的钙、镁、碳酸氢根及氯离子，对灰水进行软化，同时防止钙盐及镁盐等物质对超滤装置的污堵，延长设备使用寿命；
超滤装置：超滤装置的进水口与电渗析池的出水口连接，所述超滤装置包括依次连接的反渗透高压泵、活性炭过滤器、多介质过滤器及超滤膜过滤器，在超滤装置中过滤灰水中的COD物质、细小颗粒、及一些胶体粒子，净化水质；
消毒池：与超滤装置连接，消毒池的出水口连接中水收集池，投入次氯酸钠消毒剂进行消毒处理，杀灭水中的有害细菌；
中水收集池：连接有反冲洗管道，通过反冲洗管道与超滤装置的进水口连通，中水收集池与中水回用管网连通。
进一步地，所述灰水收集池与排水系统连接的位置设置有格栅。对固体杂质进行初步过滤。
进一步地，所述超滤膜过滤器采用中空纤维复合膜。中空纤维复合膜过滤效果好，能够出去细小颗粒的物质。
进一步地，所述反冲洗管道上设置有反冲洗水泵，反冲洗水泵安装在中水收集池内。各个过滤器经过一段时间运行后，截留的污染物增多，水头损失增大，此时启动反冲洗水泵对其进行反冲，从而保证系统的连续稳定运行，并循环使用了中水，节约水源。
进一步地，所述超滤装置上还设置有反冲洗出水管。
进一步地，所述中水收集池内还设置有液位计。
一种船舶灰水处理设备及中水回用系统的方法，包括如下步骤：
1）灰水经灰水收集池进入预处理池；
2）传感器单元对预处理池中灰水的气味及pH进行检测，当检测得到的气味值或pH值超过预定可接受等级时，灰水经输出端进入对应的除臭池或pH调节池，除臭池用于处理灰水的气味，pH调节池用于处理灰水的pH值，当检测得到的气味值或pH值在预定可接受等级范围内时，灰水直接进入电渗析池；
3）电渗析池内包含一组电极及若干组阳离子交换膜及阴离子交换膜，通过电渗析作用去除大部分钙、镁、碳酸氢根、氯离子，对灰水进行软化；
4）通过反渗透高压泵提供的动力，软化后的灰水进入超滤装置，依次通过活性炭过滤器、多介质过滤器及超滤膜过滤器来进行过滤；
5）过滤后的灰水进入消毒池，投加15~25mg/L的次氯酸钠消毒剂进行杀菌消毒，即可回用，消毒后进入中水收集池贮存，使用时经中水回用管网进入指定供水处，完成中水回用；
6）超滤装置经长时间过滤后，各个过滤器内的过滤层会发生堵塞，此时停止灰水处理设备及中水回用系统工作，打开反冲洗水泵，中水收集池内的中水经反冲洗管道进入超滤装置，对各个过滤层进行反冲洗，带走过滤层表面截留的废弃物，并沿反冲洗出水管流出，从而提高超滤装置的使用效果。
进一步地，所述步骤6）中反冲洗通量控制在100L/m2.hr，反冲洗压力≤0.1MPa，反冲洗时间＞1min。
本发明的有益效果在于：
本发明提供的一种船舶灰水处理设备及中水回用系统，能够对船舶产生的灰水进行集中处理，自动化程度高，处理后的中水经电渗析池产生钙盐、镁盐等沉淀物，从而降低中水硬度，满足回用要求，减少废水向水体的排放量，大大减轻了船舶排放废液对环境的危害程度，充分利用水资源，实现了船舶中水资源化，同时使用方法简单，使用寿命长。
附图说明
图1为本发明一种船舶灰水处理设备及中水回用系统的结构示意图。
其中：1为灰水收集池，2为预处理池，20为气味计，21为pH计，3为除臭池，4为pH调节池，5为电渗析池，6为超滤装置，60为反渗透高压泵，61为活性炭过滤器，62为多介质过滤器，63为超滤膜过滤器，7为消毒池，8为中水收集池，9为反冲洗管道，10为反冲洗水泵，11为反冲洗出水管。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例进一步详细说明。
实施例1
一种船舶灰水处理的中水回用系统，包括：
灰水收集池1：能够从排水系统中接收灰水；
预处理池2：预处理池的入水口与灰水收集池的出水口连接，预处理池内安装有传感器单元，传感器单元包括气味计20及pH计21，预处理池有三个输出端，分别连接除臭池3、pH调节池4及电渗析池5；
除臭池3：用于处理灰水的气味；
pH调节池4：用于调节灰水的pH值，pH调节池4与除臭池3通过管道连接；
电渗析池5：电渗析池5的输入端分别与除臭池3、pH调节池4的输出端连接，用于除去灰水中的钙、镁、碳酸氢根及氯离子，对灰水进行软化；
超滤装置6：超滤装置6的进水口与电渗析池5的出水口连接，所述超滤装置6包括依次连接的反渗透高压泵60、活性炭过滤器61、多介质过滤器62及超滤膜过滤器63；
消毒池7：与超滤装置6连接，消毒池7的出水口连接中水收集池8；
中水收集池8：连接有反冲洗管道9，通过反冲洗管道9与超滤装置6的进水口连通，中水收集池8与中水回用管网连通。
进一步地，所述灰水收集池1与排水系统连接的位置设置有格栅。
进一步地，所述超滤膜过滤器63采用中空纤维复合膜。
进一步地，所述反冲洗管道9上设置有反冲洗水泵10，反冲洗水泵10安装在中水收集池8内。
进一步地，所述超滤装置6上还设置有反冲洗出水管11。
进一步地，所述中水收集池8内还设置有液位计。
所述船舶灰水处理的中水回用系统的工作方法，包括如下步骤：
1）灰水经灰水收集池1进入预处理池2；
2）传感器单元对预处理池2中灰水的气味及pH进行检测，当检测得到的气味值或pH值超过预定可接受等级时，灰水经输出端进入对应的除臭池3或pH调节池4，除臭池3用于处理灰水的气味，pH调节池4用于处理灰水的pH值，当检测得到的气味值或pH值在预定可接受等级范围内时，灰水直接进入电渗析池5；
3）电渗析池5内包含一组电极及若干组阳离子交换膜及阴离子交换膜，通过电渗析作用去除大部分钙、镁、碳酸氢根、氯离子，对灰水进行软化，中水中Ca2+控制在300mg/L以下，Mg2+控制在400mg/L以下；
4）通过反渗透高压泵60提供的动力，软化后的灰水进入超滤装置6，依次通过活性炭过滤器61、多介质过滤器62及超滤膜过滤器63来进行过滤；
5）过滤后的灰水进入消毒池7，投加15~25mg/L的次氯酸钠消毒剂进行杀菌消毒，即可回用，消毒后进入中水收集池8贮存，使用时经中水回用管网进入指定供水处，完成中水回用，出水SDI（污染指数）≤3；
6）超滤装置6经长时间过滤后，各个过滤器内的过滤层会发生堵塞，此时停止灰水处理的中水回用系统工作，打开反冲洗水泵10，中水收集池8内的中水经反冲洗管道进9入超滤装置6，对各个过滤层进行反冲洗，带走过滤层表面截留的废弃物，并沿反冲洗出水管11流出，从而提高超滤装置6的使用效果。
需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围中。

Claims (8)

1.一种船舶灰水处理设备及中水回用系统，其特征在于，包括：
灰水收集池（1）：能够从排水系统中接收灰水；
预处理池（2）：预处理池的入水口与灰水收集池的出水口连接，预处理池内安装有传感器单元，传感器单元包括气味计（20）及pH计（21），预处理池有三个输出端，分别连接除臭池（3）、pH调节池（4）及电渗析池（5）；
除臭池（3）：用于处理灰水的气味；
pH调节池（4）：用于调节灰水的pH值，pH调节池（4）与除臭池（3）通过管道连接；
电渗析池（5）：电渗析池（6）的输入端分别与除臭池（3）、pH调节池（4）的输出端连接，用于除去灰水中的钙、镁、碳酸氢根及氯离子，对灰水进行软化；
超滤装置（6）：超滤装置（6）的进水口与电渗析池（5）的出水口连接，所述超滤装置（6）包括依次连接的反渗透高压泵（60）、活性炭过滤器（61）、多介质过滤器（62）及超滤膜过滤器（63）；
消毒池（7）：与超滤装置（6）连接，消毒池（7）的出水口连接中水收集池（8）；
中水收集池（8）：连接有反冲洗管道（9），通过反冲洗管道（9）与超滤装置（6）的进水口连通，中水收集池（8）与中水回用管网连通。
2.根据权利要求1所述的一种船舶灰水处理设备及中水回用系统，其特征在于，所述灰水收集池（1）与排水系统连接的位置设置有格栅。
3.根据权利要求1所述的一种船舶灰水处理设备及中水回用系统，其特征在于，所述超滤膜过滤器（63）采用中空纤维复合膜。
4.根据权利要求1所述的一种船舶灰水处理设备及中水回用系统，其特征在于，所述反冲洗管道（9）上设置有反冲洗水泵（10），反冲洗水泵（10）安装在中水收集池（8）内。
5.根据权利要求1所述的一种船舶灰水处理设备及中水回用系统，其特征在于，所述超滤装置（6）上还设置有反冲洗出水管（11）。
6.根据权利要求1所述的一种船舶灰水处理设备及中水回用系统，其特征在于，所述中水收集池（8）内还设置有液位计。
7.如权利要求1所述的一种船舶灰水处理设备及中水回用系统的方法，其特征在于，包括如下步骤：
灰水经灰水收集池（1）进入预处理池（2）；
传感器单元对预处理池（2）中灰水的气味及pH进行检测，当检测得到的气味值或pH值超过预定可接受等级时，灰水经输出端进入对应的除臭池（3）或pH调节池（4），除臭池（3）用于处理灰水的气味，pH调节池（4）用于处理灰水的pH值，当检测得到的气味值或pH值在预定可接受等级范围内时，灰水直接进入电渗析池（5）；
电渗析池（5）内包含一组电极及若干组阳离子交换膜及阴离子交换膜，通过电渗析作用去除大部分钙、镁、碳酸氢根、氯离子，对灰水进行软化；
通过反渗透高压泵（60）提供的动力，软化后的灰水进入超滤装置（6），依次通过活性炭过滤器（61）、多介质过滤器（62）及超滤膜过滤器（63）来进行过滤；
过滤后的灰水进入消毒池（7），投加15~25mg/L的次氯酸钠消毒剂进行杀菌消毒，即可回用，消毒后进入中水收集池（8）贮存，使用时经中水回用管网进入指定供水处，完成中水回用；
超滤装置（6）经长时间过滤后，各个过滤器内的过滤层会发生堵塞，此时停止灰水处理设备及中水回用系统工作，打开反冲洗水泵（10），中水收集池（8）内的中水经反冲洗管道（9）进入超滤装置（6），对各个过滤层进行反冲洗，带走过滤层表面截留的废弃物，并沿反冲洗出水管（11）流出，从而提高超滤装置（6）的使用效果。
8.根据权利要求7所述的一种船舶灰水处理设备及中水回用系统的方法，其特征在于，所述步骤6）中反冲洗通量控制在100L/m2.hr，反冲洗压力≤0.1MPa，反冲洗时间＞1min。
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