CN109020000A - 一种船舶废水船载处理一体化装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种船舶废水船载处理一体化装置，包括曝气沉淀池、复极式电絮凝反应器和碟片膜堆过滤器，所述复极式电絮凝反应器的侧面底部设置有废水进水口，复极式电絮凝反应器的侧面顶部设置有电絮凝出水口，电絮凝出水口位于曝气沉淀池的上方，复极式电絮凝反应器上设置有多个复极式电絮凝接电点，曝气沉淀池通过设置有过滤泵的管道与碟片膜堆过滤器连接，碟片膜堆过滤器的底部设置有碟片膜堆过滤器出水口。本发明提高船舶废水的处理效果、减少使用化学药剂、减少二次污染、减少占地面积，促进船舶排污治理技术的发展，为保护海洋和江河流域环境做出贡献。

Description

一种船舶废水船载处理一体化装置
技术领域
本发明涉及船舶废水的处理工艺领域，具体是一种船舶废水船载处理一体化装置。
背景技术
随着工业化的不断发展，航运业也得到空前的发展，然而随着航运业的发展，海洋和江河环境也在急剧恶化，船舶废水直接排放造成的污染、原油泄漏等屡见不鲜。
船舶废水主要分为三类：生活污水(也称黑水)、灰水和含油废水；其中生活污水主要来源于船上人员排除的粪便以及混有粪便的其他废水；灰水是指黑水以外产生的其他生活污水，比如淋浴水、洗涤水、厨房污水等；含油废水主要包括正常操作过程中产生的含油压载水、含油洗舱水和机舱水，污染物有油类、发泡剂、表面活性剂等物质。
目前，船舶废水处理的方法主要有三种：化学混凝法、生物法、电解法。化学混凝法采用助凝剂、絮凝剂将废水中的污染物进行混凝分离，以实现去除的目的；化学混凝法由于单独处理不能达到排放标准，一般仅仅作为预处理工艺，且由于使用较多化学品物质，对于远洋的船舶而言，存在一定的安全隐患与操作管理难度。
生物法一般采用接触氧化法、SBR法、MBR等，在治理船舶黑水中，体现了很好的处理效果，但是生化法在船载使用时也出现了以下问题：1)需要专业人员进行污泥的驯化和长期的运行维护；2)对于含油废水处理效果差，油污容易导致膜的堵塞；3)不适应污水变化负荷，当波动较大时，处理能力变差；4)产生的剩余污泥容易腐败，发臭。
自1970年开始，电解法就开始运用在船舶废水的处理上，由于海上平台上的船舶废水中的氯离子含量较高，所以一直以来，处理船舶废水的电解设备都倾向于单级式的敞开式电解反应器，以利用氯离子的氧化效率来实现污染物的降解和氧化，而对于具有更高处理效率、更具安全性的复极式的反应器研究甚少，同时单级式电解法在使用过程产生过量的氢气，存在严重的安全隐患，所以虽然历经40多年的发展，电解法也未能在船舶废水的治理上得到广泛运用。
由于船舶废水中各类废水中都会掺杂一定量的油类物质，所以在处理工艺上电解絮凝法具有无可代替的优势性；将复极式电絮凝引进处理工艺，并结合其他处理工艺，提供一种高效、容易操作、极少使用化学药品的处理工艺及设备，是本创新的核心。因此，针对以上现状，迫切需要开发一种船舶废水船载处理一体化装置，以克服当前实际应用中的不足。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高效、容易操作、极少使用化学药品的船舶废水船载处理一体化装置，处理方法以复极式电絮凝为基础，结合曝气沉淀、碟片膜堆过滤等处理工艺，制作成为一体化处理装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种船舶废水船载处理一体化装置，包括曝气沉淀池、复极式电絮凝反应器和碟片膜堆过滤器，所述复极式电絮凝反应器的侧面底部设置有废水进水口，复极式电絮凝反应器的侧面顶部设置有电絮凝出水口，电絮凝出水口位于曝气沉淀池的上方，所述复极式电絮凝反应器的顶部还设置有电絮凝排气口，所述复极式电絮凝反应器上设置有多个复极式电絮凝接电点，所述曝气沉淀池通过设置有过滤泵的管道与碟片膜堆过滤器连接，所述碟片膜堆过滤器的底部设置有碟片膜堆过滤器出水口。
作为本发明进一步的方案：所述废水进水口和电絮凝出水口位于复极式电絮凝反应器的不同侧。
作为本发明进一步的方案：所述复极式电絮凝接电点设置有两个，分别位于复极式电絮凝反应器的上部和下部，复极式电絮凝接电点与外部直流电流连接。
作为本发明进一步的方案：所述复极式电絮凝反应器的壳体为绝缘材质，采用PP或PVC制成。
作为本发明进一步的方案：所述复极式电絮凝反应器的壳体内镶入若干极板，复极式电絮凝反应器的壳体内通过若干极板形成水力流道，且水力流道的水流方向与极板垂直。
作为本发明进一步的方案：所述管道的一端连接于曝气沉淀池的侧面上部，管道的另一端与碟片膜堆过滤器侧面下部的碟片膜堆过滤器进水口连接。
作为本发明进一步的方案：所述碟片膜堆过滤器采用碟片膜堆作为过滤网。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、极少使用化学药品，仅仅在曝气沉淀中使用少量的碱；
2、不受废水排放的波动性限制，当废水负荷大时，只需要提高电絮凝的反应电流，就可以实现稳定达标；
3、二次污染物少，仅有少量的曝气沉淀污泥；
4、操作方便，易于实现自动化；
5、耗材更换方便，本装置耗材主要为极板与膜堆，均为统一模块，容易更换。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明中单极式电絮凝的结构示意图。
图3为本发明中复极式电絮凝的结构示意图。
图4为本发明中复极式电絮凝装置的结构示意图。
图中：1-废水进水口，2-电絮凝出水口，3-复极式电絮凝接电点，4-电絮凝排气口，5-曝气沉淀池，6-过滤泵，7-碟片膜堆过滤器进水口，8-碟片膜堆过滤器出水口，9-复极式电絮凝反应器，10-碟片膜堆过滤器，11-绝缘材料外壳(PP或PVC)，12-极板(部分镶入外壳中)，13-连接螺孔，14-水力流道，15-外部接电点，21-电解槽，22-接电阳极，23-接电阴极，24-中间感应电极。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
1、复极式电絮凝
电絮凝是电解法中的一种，主要利用铁、铝等消耗性极板作为反应极板，反应过程中产生大量的絮凝因子，对废水中的污染物，特别是油类、乳化油、表面活性剂等物质进行破坏和去除。
电絮凝根据极板的接电方式不同，分为单极式(图2)与复极式(图3)。
复极式电絮凝(图3)减少(接电)阳极23与(接电)阴极24的使用量，增加中间感应电极24，以提高运行过程的槽电压，提高废水的氧化效率；由于复极式电絮凝在运行过程需要较高的电压，所以密闭式的反应器更为安全。
2、复极式电絮凝装置
复极式电絮凝装置以电化学极板模块为基础，将各个不同模块有机组合而成复极式电絮凝装置。
电化学极板模块由极板12区、水力流道14及绝缘材料外壳11组成，如图4所示。
复极式电絮凝采用下进上出的运行方式，将不同的极板模块自下而上叠加组合形成一套电絮凝装置。
此种电絮凝方式解决了敞开式电解的几个问题：
1)排放过多的氢气问题；复极式电絮凝由于极板的双极性，氢气的释放量大大降低，同时由于水流方向与极板方向垂直，产生的气体将及时被从水中带出，到顶部释放；不存在氢气过量的问题；
2)极板容易钝化问题；复极式电絮凝内，由于流道和产生气体对极板表面的搅拌作用，将减少极板的浓差极化，降低了钝化的可能性。
3、一体化处理装置
如图1所示，船舶废水船载处理一体化装置，包括曝气沉淀池5、复极式电絮凝反应器9和碟片膜堆过滤器10，所述复极式电絮凝反应器9的侧面底部设置有废水进水口1，复极式电絮凝反应器9的侧面顶部设置有电絮凝出水口2，电絮凝出水口2位于曝气沉淀池5的上方，电絮凝出水口2排出的水能够落入到曝气沉淀池5内，所述复极式电絮凝反应器9的顶部还设置有电絮凝排气口4，所述复极式电絮凝反应器9上设置有多个复极式电絮凝接电点3。
所述曝气沉淀池5通过设置有过滤泵6的管道与碟片膜堆过滤器10连接，所述碟片膜堆过滤器10的底部设置有碟片膜堆过滤器出水口8。
本实施例中，所述废水进水口1和电絮凝出水口2位于复极式电絮凝反应器9的不同侧。
本实施例中，所述复极式电絮凝接电点3设置有两个，分别位于复极式电絮凝反应器9的上部和下部。
本实施例中，所述管道的一端连接于曝气沉淀池5的侧面上部，管道的另一端与碟片膜堆过滤器10侧面下部的碟片膜堆过滤器进水口7连接。
运行流程如下：船舶废水定量泵入复极式电絮凝反应器9内，此时外部直流电源与复极式电絮凝接电点3连接，反应过程中产生的部分氢气在水流的作用下在复极式电絮凝反应器9顶部的排气口4排放，废水经过电絮凝反应后从电絮凝出水口2排至曝气沉淀池5，在曝气沉淀池5通过曝气对水中的亚铁离子进行氧化，并形成絮凝体沉淀；沉淀物在曝气沉淀池5底部，上部为上清液；而后上清液经过过滤泵6进入碟片膜堆过滤器10；碟片膜堆过滤器10是利用碟片膜堆作为过滤网，且具有一定的吸附功能，具有过滤面积大，容易更换等特点；碟片膜堆过滤器出水口8即是系统处理出水。
该船舶废水船载处理一体化装置的优点如下：
1、极少使用化学药品，仅仅在曝气沉淀中使用少量的碱；
2、不受废水排放的波动性限制，当废水负荷大时，只需要提高电絮凝的反应电流，就可以实现稳定达标；
3、二次污染物少，仅有少量的曝气沉淀污泥；
4、操作方便，易于实现自动化；
5、耗材更换方便，本装置耗材主要为极板与膜堆，均为统一模块，容易更换。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
以上的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。

Claims (7)

1.一种船舶废水船载处理一体化装置，包括曝气沉淀池(5)、复极式电絮凝反应器(9)和碟片膜堆过滤器(10)，其特征在于，所述复极式电絮凝反应器(9)的侧面底部设置有废水进水口(1)，复极式电絮凝反应器(9)的侧面顶部设置有电絮凝出水口(2)，电絮凝出水口(2)位于曝气沉淀池(5)的上方，所述复极式电絮凝反应器(9)的顶部还设置有电絮凝排气口(4)，所述复极式电絮凝反应器(9)上设置有多个复极式电絮凝接电点(3)，所述曝气沉淀池(5)通过设置有过滤泵(6)的管道与碟片膜堆过滤器(10)连接，所述碟片膜堆过滤器(10)的底部设置有碟片膜堆过滤器出水口(8)。
2.根据权利要求1所述的船舶废水船载处理一体化装置，其特征在于，所述废水进水口(1)和电絮凝出水口(2)位于复极式电絮凝反应器(9)的不同侧。
3.根据权利要求1或2所述的船舶废水船载处理一体化装置，其特征在于，所述复极式电絮凝接电点(3)设置有两个，分别位于复极式电絮凝反应器(9)的上部和下部，复极式电絮凝接电点(3)与外部直流电流连接。
4.根据权利要求3所述的船舶废水船载处理一体化装置，其特征在于，所述复极式电絮凝反应器(9)的壳体为绝缘材质，采用PP或PVC制成。
5.根据权利要求4所述的船舶废水船载处理一体化装置，其特征在于，所述复极式电絮凝反应器(9)的壳体内镶入若干极板(12)，复极式电絮凝反应器(9)的壳体内通过若干极板(12)形成水力流道(14)，且水力流道(14)的水流方向与极板(12)垂直。
6.根据权利要求1所述的船舶废水船载处理一体化装置，其特征在于，所述管道的一端连接于曝气沉淀池(5)的侧面上部，管道的另一端与碟片膜堆过滤器(10)侧面下部的碟片膜堆过滤器进水口(7)连接。
7.根据权利要求1或6所述的船舶废水船载处理一体化装置，其特征在于，所述碟片膜堆过滤器(10)采用碟片膜堆作为过滤网。
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