CN108892335A - 一种在船处理船舶含油废水的处理系统及其处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种在船处理船舶含油废水的处理系统，包括混凝单元、电化学油污水处理单元以及次级含油废水处理单元，所述电化学油污水处理单元包括电化学氧化槽、一个以上阳极板和与其对应的阴极板，所述混凝单元包括混凝器本体、搅拌器、第一滗油器，所述搅拌器的下端伸入混凝器本体的内部，所述第一滗油器设置在混凝器本体的内部，所述混凝器本体的进液端与含油废水管道相对接，所述混凝器本体的出液端通过管道与电化学氧化槽的进液端相对接；所述电化学氧化槽的出液端与次级含油废水处理单元的进液口相连通，本发明既节能，又操作维护简单，清洗方便、处理效率高。
Description
技术领域
本发明涉及废水处理改进，更具体地说，涉及一种在船处理船舶含油废水的处理系统及其处理方法。
背景技术
近年来，由于航运行业的不断发展，海洋所面临的污染问题日益严重，人们逐渐意识到海洋保护的重要性。船舶含油废水的排放对海洋污染、富营养化、有害生物迁徙以及内河、湖泊和水库水环境的影响越来越受到人们的重视。
船舶所排放的油污水，主要有舱底油污水、燃油舱或油船产生的压舱油污水以及机械清洗时产生的洗舱油污水。这类油污水除含有石油和石油产品外还含有固体悬浮物等，是含污染物的淡水和海水的混合物。目前船舶含油废水基本采用生化加物理结合生物方法进行处理，这些方法虽然实用，但也面临着以下缺点：
第一、占地面积大；
第二、污水处理停留时间长，处理成本相对较高；
第三、处理后废水不能回用等间题。
因此，在对用水水质要求不断提高的形势下，如何在船舶行驶过程中，研发出研究结构简单、能耗、处理成本低的新型在线船舶含油废水的处理刻不容缓。
化学氧化、光化学氧化、电化学氧化等高级氧化技术的研究与开发，为船舶含油废水有机废水提供了新的思路。尤其电化学氧化法处理废水具有许多优点，它不但可与其他技术灵活组合，处理污水不需添加氧化剂、絮凝剂等化学药品，而且其具备处理效率高，占地面积小，操作方便，适用范围广，可控性强易实现自动化，环境兼容性好，投资小等优点，是目前国内外水处理技术领域的研究热点。但电化学氧化方法处理废水一直被认为存在能耗大的问题，严重影响了电化学技术在船含油废水处理中的应用。
因此，寻找解决电化学氧化能耗大，又能利用其废水处理效率高、无污染，又节能的电化学氧化废水处理方法或装置是环保工作者的研究的重要内容。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，提供一种在船处理船舶含油废水的处理系统及其处理方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种在船处理船舶含油废水的处理系统，包括混凝单元、电化学油污水处理单元以及次级含油废水处理单元，所述电化学油污水处理单元包括电化学氧化槽、一个以上阳极板和与其对应的阴极板，所述混凝单元包括混凝器本体、搅拌器、第一滗油器，所述搅拌器的下端伸入混凝器本体的内部，所述第一滗油器设置在混凝器本体的内部，所述混凝器本体的进液端与含油废水管道相对接，所述混凝器本体的出液端通过管道与电化学氧化槽的进液端相对接；所述电化学氧化槽的出液端与次级含油废水处理单元的进液口相连通。
作为优选，所述电化学氧化槽的内部的两个相对的侧壁上分别设有第一滑杆，所述电化学氧化槽的底部设有一个以上第二滑杆，多个所述阳极板和多个阴极板交替排列并插装在所述第一滑杆和第二滑杆上，并可沿其长度方向运动。
作为优选，所述电化学氧化槽的内部的两个相对的侧壁上分别设有一个以上第一支撑部件，所述第一支撑部件包括第一滑杆支撑件和一对第一O形环，其中，
设置在所述电化学氧化槽的同侧内壁上的一个以上所述第一滑杆支撑件之间插装所述第一滑杆，一对所述第一O形环套装在第一滑杆上，一对所述第一O形环分别位于阳极板或阴极板的两侧，以固定阳极板或阴极板与第一滑杆的相对位置。
作为优选，所述电化学氧化槽的底部设有一个以上第二支撑部件，所述第二支撑部件包括第二滑杆支撑件和一对第二O形环，其中，
设置在所述电化学氧化槽的底部的一个以上所述第二滑杆支撑件之间插装所述第二滑杆，一对所述第二O形环套装在第二滑杆上，一对所述第二O形环分别位于阳极板或阴极板的两侧，以固定阳极板或阴极板与第二滑杆的相对位置。
作为优选，还包括控温单元，所述控温单元包括加热组件和温度调节组件；
所述加热组件，用于加热电化学氧化槽内的含油废水；
所述温度调节组件，用于调节加热组件的加热温度。
作为优选，还包括太阳能供电单元，所述太阳能供电单元包括太阳能电池板组件、蓄电池、控制器、电源开关、调压调流器，其中，
所述太阳能电池板组件通过太阳能组件支架固定其位置；
所述太阳能电池板组件的输出端与蓄电池的电压输入端电性连接；
所述蓄电池的电压输出端通过调压调流器与一对以上所述电极板电性连接；
所述控制器的输出端与蓄电池输入端电性连接。
作为优选，所述混凝器本体的出液口通过管道与电化学氧化槽内部相连通。
作为优选，所述次级含油废水处理单元包括循环活性污泥池、预反应区和主反应区、空气泵、曝气器，其中，
所述循环活性污泥池的池体内分为预反应区和主反应区；
所述循环活性污泥池的进液端通过管道与所述电化学氧化槽的出液端相连通；
所述循环活性污泥池通过第二滗油器将其内部的水排出；
所述曝气器的伸入循环活性污泥池内，并位于循环活性污泥池的池体的中下部；
所述空气泵的排气端与曝气器的进气端相连通。
作为优选，还包括排污单元，所述排污单元的其中一个进口通过管道与混凝器的内部相连通；
所述排污单元的其中另一个进口通过管道与电化学氧化槽的内部相连通；所述管道上均设有污泥泵。
一种在船处理船舶含油废水的处理方法，该方法包括以下步骤：
步骤一、混凝沉淀，将油类物质与有机废水分离，将有机废水送入电化学氧化槽；
步骤二、利用阳极板和阴极板可沿第一滑杆和第二滑杆滑动，调节阳极板和与其对应的阴极板之间的距离，通过太阳能电池组件为其供电以及根据电化学氧化反应需要调节有机废水温度，对有机废水进行电催化氧化，将降解后的废水送入循环活性污泥池；
步骤三、降解后的污水通过循环活性污泥池生化处理。
本发明的有益效果：
实施本发明的一种在船处理船舶含油废水的处理系统，具有以下有益效果：在于降低在船含油废水采用的电化学氧化处理废水的能耗大，进而导致其在生产中应用范围小的不足，提供一种既节能，又操作维护简单，清洗方便、处理效率高，太阳能驱动的一种在船处理船舶含油废水的处理系统；
1、解决船舶行驶过程中外排的含油废水处理问题，且采用电化学组合生化处理工艺，解决了电化学装置能耗大的关键问题，节省废水处理设施的投资和运行处理费用；
2、处理效率高，出水水质完全满足排放要求；
3、操作方便，且可任意改变电化学装置的操作参数，灵活性好；
4、符合国家环保政策，具有较好的环保效益和经济效益。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明所述一种在船处理船舶含油废水的处理系统的结构示意图；
图2是本发明所述电化学油污水处理单元的俯视图；
图3是本发明所述电化学油污水处理单元立体图；
图4是本发明多个所述第一滑杆配合移动电极板的结构示意图；
图5是本发明所述第一滑杆和第二滑杆配合移动电极板的结构示意图；
图6是本发明所述第一滑杆支撑件的结构示意图；
图7是本发明所述第二滑杆支撑件的结构示意图；
图8是本发明所述一种在船处理船舶含油废水的处理方法的步骤流程图；
图中，1-混凝器本体 2-搅拌器 3-第一滗油器 4-水泵 5-污泥泵 6-太阳能电池板组件 7-蓄电池 8-控制器 、9-电源开关 10-调压调流装置11-电化学氧化槽 12-阳极板13-阴极板 14-加热组件 15-循环活性污泥池16-第二滗水器 17-空气泵 18-曝气器 19-污泥沉淀池 20-太阳能组件支架 21-第一滑杆 22、第一滑杆支撑件 23-第一O形环 24-第二滑杆 25-第二滑杆支撑件 26-预反应区 27-主反应区 28-第二O形环 29-温度调节组件。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。
如图1至图7所示，在本发明的一种在船处理船舶含油废水的处理系统，包括混凝单元、电化学油污水处理单元以及次级含油废水处理单元，电化学油污水处理单元包括电化学氧化槽11、一个以上阳极板12和与其对应的阴极板13，混凝单元包括混凝器本体1、搅拌器2、第一滗油器3，搅拌器2的下端伸入混凝器本体1的内部，第一滗油器3设置在混凝器本体1的内部，混凝器本体1的进液端与含油废水管道相对接，混凝器本体1的出液端通过管道与电化学氧化槽11的进液端相对接；电化学氧化槽11的出液端与次级含油废水处理单元的进液口相连通。
上述方案中，船舶含油废水排入混凝池1，通过投加混凝剂、絮凝剂后利用搅拌器2进行机械搅拌，将废水中的油类物质进行混凝沉淀，油渣浮在水面通过第一滗油器3去除；下层水相通过水泵4汲入电化学氧化槽11内，首先要将阳极板12和阴极板13安装在电化学氧化槽11内，由于一个以上的阳极板12和阴极板13均交替排列在第一滑杆21和第二滑杆24上，移动阳极板12和阴极板13，从第一滑杆21上确认需要的阳极板12和阴极板13的间距，用滑环即第一O形环23和第二O形环29固定阳极板12和阴极板13，连接好阳极板12和阴极板13并将并联好的阳极板12和阴极板13分别连接在UPS直流调压调流器10端的输出电源端子上。将待处理的有机废水打入电化学氧化槽111，设定操作参数(如曝气量、电压、电解质浓度和pH值等)，电催化氧化后的废水将废水中的大分子或难降解的油类物质降解成易降解有机物或小分子或CO2、H2O，再通过循环活性污泥池15进行生化处理，出水水质满足排放要求
上述方案中，电化学氧化槽11的内部的两个相对的侧壁上分别设有第一滑杆21，电化学氧化槽11的底部设有一个以上第二滑杆24，多个阳极板12和多个阴极板13交替排列并插装在第一滑杆21和第二滑杆24上，并可沿其长度方向运动。
上述方案中，电化学氧化槽11的内部的两个相对的侧壁上分别设有一个以上第一支撑部件，第一支撑部件包括第一滑杆支撑件22和一对第一O形环23，其中，
设置在电化学氧化槽11的同侧内壁上的一个以上第一滑杆支撑件22之间插装第一滑杆21，一对第一O形环23套装在第一滑杆21上，一对第一O形环23分别位于阳极板12或阴极板13的两侧，以固定阳极板或阴极板与第一滑杆的相对位置。
上述方案中，电化学氧化槽11的底部设有一个以上第二支撑部件，第二支撑部件包括第二滑杆支撑件25和一对第二O形环28，其中，
设置在电化学氧化槽11的底部的一个以上第二滑杆支撑件25之间插装第二滑杆24，一对第二O形环28套装在第二滑杆24上，一对第二O形环28分别位于阳极板12或阴极板13的两侧，以固定阳极板或阴极板与第二滑杆的相对位置。
上述方案中，还包括控温单元，控温单元包括加热组件14和温度调节组件29；
加热组件14，用于加热电化学氧化槽11内的含油废水；
温度调节组件29，用于调节加热组件14的加热温度。
上述方案中，还包括太阳能供电单元，太阳能供电单元包括太阳能电池板组件6、蓄电池7、控制器8、电源开关9、调压调流器10，其中，
太阳能电池板组件6通过太阳能组件支架20固定其位置；
太阳能电池板组件6的输出端与蓄电池7的电压输入端电性连接；
蓄电池7的电压输出端通过调压调流器10与一对以上电极板电性连接；
控制器8的输出端与蓄电池7输入端电性连接。
上述方案中，混凝器本体1的出液口通过管道与电化学氧化槽内部相连通。
上述方案中，次级含油废水处理单元包括循环活性污泥池15、预反应区26和主反应区27、空气泵17、曝气器18，其中，循环活性污泥池15的池体内分为预反应区26和主反应区27；循环活性污泥池15的进液端通过管道与电化学氧化槽11的出液端相连通；
循环活性污泥池15通过第二滗油器16将其内部的水排出；
曝气器18的伸入循环活性污泥池15内，并位于循环活性污泥池15的池体的中下部；
空气泵17的排气端与曝气器18的进气端相连通。
上述方案中，还包括排污单元，排污单元的其中一个进口通过管道与混凝器的内部相连通；排污单元的其中另一个进口通过管道与电化学氧化槽11的内部相连通；管道上均设有污泥泵5。
实施例一：
试验废水取自某港口船舶废水排水，其中石油类500-1800mg/L、COD 400-1200mg/L、BOD5 150-500mg/L，SS 100-280mg/L，pH 7.24。通过在船处理船舶含油废水的处理系统，其结果如下：
循环活性污泥反应器参数：污泥负荷0.15kgBOD5/kg(MLSS.d)；污泥龄20d；工作周期：12h；非连续进水；反应时间：6h，曝气2.5h，闲置1h。
电化学反应器：长×宽×高：150cm×150cm×150cm；材料PP
阳极板12：5套Ti/RuO2-TiO2涂层钛电极板，50cm×50cm×3mm；
阴极板13：5套Ti/RuO2-TiO2涂层钛电极板，50cm×50cm×3mm；
板间距：5mm；电压：30V；电流：10A。
表1实施例一出水水质
上述方案中，电极板包括阳极板12和阴极板13；
阳极板12是由钛板、钛板金属氧化物涂层Ti/RuO2、Ti/RuO2-TiO2、Ti/Ir2O3-RuO2、Ti/SnO2-Sb2O5、Ti/PbO2、Ti/IrO2、Ti/RuO2-IrO2、Ti/RuO2、Ti/Sb-Sn-RuO2-Gd等)、钛钌网、二氧化铅(PbO2)及其涂层等构成；
阴极板13由不锈钢板，不锈钢网，铁板，石墨，铝板、镍板或钛板电极，钛板网状电极及钛板金属氧化物涂层电极等。
实施例二：
试验废水取自某港口船舶废水生活污水，其中石油类35-150mg/L、COD 300-600mg/L、BOD5 150-300mg/L，SS 50-120mg/L，pH 6.5-5.8。通过在船处理船舶含油废水的处理系统，其结果如下：
循环活性污泥反应器参数：污泥负荷0.10kgBOD5/kg(MLSS.d)；污泥龄15d；工作周期：12h；非连续进水；反应时间：6h，曝气2.5h，闲置1h。
电化学反应器：长×宽×高：150cm×150cm×150cm；材料PP
阳极：5套Ti/RuO2-TiO2涂层钛电极板，50cm×50cm×3mm；
阴极：5套Ti/RuO2-TiO2涂层钛电极板，50cm×50cm×3mm；
板间距：5mm；电压：20V；电流：8A。
表2实施例二出水水质
上述方案中，其他内容与实施例一相同。
本发明的废水处理原理为先通过混凝沉淀池投加混凝剂、絮凝剂将废水中的油类物质进行混凝沉淀，油渣浮在水面通过滗油器去除；下层水相通过电化学氧化装置，其实质是阳极的直接或间接氧化过程。阳极的氧化是通过电化学作用中依靠阳极表面产生的羟基自由基(·OH)或者具有强氧化作用的中间物质发生阳极反应之外的中间反应产物，如[Cl]或[HCIO]等，由于羟基自由基(·OH)具有很高的氧化还原电位(E0＝2.80V)，具有很强的氧化活性，从而通过一系列链式反应，可使有机污染物和部分无机污染物转化为无害物质、小分子，甚至可直接将有机物深度氧化为CO2和H2O，易降解物质通过循环活性污泥(循环活性污泥)反应器生化作用，实现水质达标排放
实施例三，如图8所示：
一种在船处理船舶含油废水的处理方法，该方法包括以下步骤：
步骤一、混凝沉淀，将油类物质与有机废水分离，将有机废水送入电化学氧化槽；
步骤二、利用阳极板和阴极板可沿第一滑杆和第二滑杆滑动，调节阳极板和与其对应的阴极板之间的距离，通过太阳能电池组件为其供电以及根据电化学氧化反应需要调节有机废水温度，对有机废水进行电催化氧化，将降解后的废水送入循环活性污泥池；
步骤三、降解后的污水通过循环活性污泥池生化处理。
上述方案中的步骤二中，阳极板12和阴极板13间距调节，其具体为：移动阳极板12和阴极板13，从第一滑杆21上确认需要的极板间距，用第一O形环23和第二O形环28固定极板，连接好电极并将并联好的阳极板12和阴极板13分别连接在UPS直流调压调流器10端输出电源端子上。
上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。
Claims (10)
1.一种在船处理船舶含油废水的处理系统，其特征在于，包括混凝单元、电化学油污水处理单元以及次级含油废水处理单元，所述电化学油污水处理单元包括电化学氧化槽(11)、一个以上阳极板(12)和与其相对应的阴极板(13)，所述混凝单元包括混凝器本体(1)、搅拌器(2)及第一滗油器(3)，所述搅拌器(2)的下端伸入混凝器本体(1)的内部，所述第一滗油器(3)设置在混凝器本体(1)的内部，所述混凝器本体(1)的进液端与含油废水管道相对接，所述混凝器本体(1)的出液端通过管道与电化学氧化槽(11)的进液端相对接；所述电化学氧化槽(11)的出液端与次级含油废水处理单元的进液口相连通。
2.根据权利要求1所述的一种在船处理船舶含油废水的处理系统，其特征在于，所述电化学氧化槽(11)的内部的两个相对的侧壁上分别设有第一滑杆(21)，所述电化学氧化槽(11)的底部设有一个以上第二滑杆(24)，一个以上所述阳极板(12)和阴极板(13)交替排列并插装在所述第一滑杆(21)和第二滑杆(24)上，并可沿其长度方向运动。
3.根据权利要求2所述的一种在船处理船舶含油废水的处理系统，其特征在于，所述电化学氧化槽(11)的内部的两个相对的侧壁上分别设有一个以上第一支撑部件，所述第一支撑部件包括第一滑杆支撑件(22)和一对第一O形环(23)，其中，
设置在所述电化学氧化槽(11)的同侧内壁上的一个以上所述第一滑杆支撑件(22)之间插装所述第一滑杆(21)，一对所述第一O形环(23)套装在第一滑杆(21)上，一对所述第一O形环(23)分别位于阳极板(12)或阴极板(13)的两侧，以固定阳极板或阴极板与第一滑杆的相对位置。
4.根据权利要求2所述的一种在船处理船舶含油废水的处理系统，其特征在于，所述电化学氧化槽(11)的底部设有一个以上第二支撑部件，所述第二支撑部件包括第二滑杆支撑件(25)和一对第二O形环(30)，其中，
设置在所述电化学氧化槽(11)的底部的一个以上所述第二滑杆支撑件(25)之间插装所述第二滑杆(24)，一对所述第二O形环(30)套装在第二滑杆(24)上，一对所述第二O形环(30)分别位于阳极板(12)或阴极板(13)的两侧，以固定阳极板或阴极板与第二滑杆的相对位置。
5.根据权利要求1所述的一种在船处理船舶含油废水的处理系统，其特征在于，还包括控温单元，所述控温单元包括加热组件(14)和温度调节组件(29)；所述加热组件(14)用于加热电化学氧化槽(11)内的含油废水；所述温度调节组件(29)用于调节加热组件(14)的加热温度。
6.根据权利要求1或5所述的一种在船处理船舶含油废水的处理系统，其特征在于，还包括太阳能供电单元，所述太阳能供电单元包括太阳能电池板组件(6)、蓄电池(7)、控制器(8)、电源开关(9)、调压调流器(10)，其中，所述太阳能电池板组件(6)通过太阳能组件支架(20)固定其位置；所述太阳能电池板组件(6)的输出端与蓄电池(7)的电压输入端电性连接；所述蓄电池(7)的电压输出端通过调压调流器(10)与一对以上所述电极板电性连接；所述控制器(8)的输出端与蓄电池(7)输入端电性连接。
7.根据权利要求1-5任一所述的一种在船处理船舶含油废水的处理系统，其特征在于，所述混凝器本体(1)的出液口通过管道与电化学氧化槽内部相连通。
8.根据权利要求1所述的一种在船处理船舶含油废水的处理系统，其特征在于，所述次级含油废水处理单元包括循环活性污泥池(15)、预反应区(26)和主反应区(27)、空气泵(17)、曝气器(18)，其中：
所述循环活性污泥池(15)的池体内分为预反应区(26)和主反应区(27)；
所述循环活性污泥池(15)的进液端通过管道与所述电化学氧化槽(11)的出液端相连通；
所述循环活性污泥池(15)通过第二滗油器(16)将其内部的水排出；
所述曝气器(18)伸入循环活性污泥池(15)内，并位于循环活性污泥池(15)的池体的中下部；
所述空气泵(17)的排气端与曝气器(18)的进气端相连通。
9.根据权利要求1或8所述的一种在船处理船舶含油废水的处理系统，其特征在于，还包括排污单元，所述排污单元的其中一个进口通过管道与混凝器的内部相连通；所述排污单元的其中另一个进口通过管道与电化学氧化槽(11)的内部相连通；所述管道上均设有污泥泵(5)。
10.一种在船处理船舶含油废水的处理方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤一、混凝沉淀，将油类物质与有机废水分离，将有机废水送入电化学氧化槽；
步骤二、利用阳极板和阴极板可沿第一滑杆和第二滑杆滑动，调节阳极板和与其对应的阴极板之间的距离，通过太阳能电池组件为其供电以及根据电化学氧化反应需要调节有机废水温度，对有机废水进行电催化氧化，将降解后的废水送入循环活性污泥池；
步骤三、降解后的污水通过循环活性污泥池生化处理。
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