CN109094766B - 一种船舶生活污水排放监管装置及其应用方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种船舶生活污水排放监管装置及其应用方法，包括连通的生活污水总管和生活污水处理装置，生活污水总管与生活污水处理装置连接段上设有阀B，生活污水总管上设支路管与直排管连接，直排管与舷外连通，支路管上设有阀A，所述生活污水处理装置通过处理后排水管与舷外连通，支路管与直排管段上设有传感器A，处理后排水管上设有悬浮物传感器，传感器B和PH传感器，各传感器均通过数据线与微机连接，微机中相应控制部件与声光报警器连接。本发明对现有装置的改动较少，不需要改变船上固有管路，获取传感器的数据再进行简单的逻辑判断即可对船舶是否有违规排放进行判断，方法简单有效，解决了现在技术对船舶污水排放无法监控的问题。

Description

一种船舶生活污水排放监管装置及其应用方法

技术领域

本发明属于船舶排污技术领域，具体涉及一种船舶生活污水排放监管装置及其应用方法。

背景技术

船舶生活污水处理装置是针对船舶生活污水“黑水”进行处理然后进行排放的装置。“黑水”指任何形式的厕所和小便池的排出物和其他废弃物等废水。根据对国内外相关资料统计，船舶生活污水中“黑水”的产生量约为60~70L/人•天，内河水域船舶生活污水每年的产生量约为 1264 万吨/年。“黑水”对水质污染严重并且产量巨大，为了防止水质被严重污染，要求对船舶加装生活污水处理或收集装置。但由于船舶作为流动源，与机动车和工业排污的控制管理存在很大的区别以及船舶污染物种类较多，跨区实时监测存在技术难题等原因，针对加装生活污水处理装置的船舶，现在对船舶水污染排放的监管的方式主要为船舶生活污水处理装置配备检查、防污染证书检查和装置操作及运行检查。这些办法无法监测是否违规排放。本发明拟通过逻辑判断的方法解决现有技术船舶无法监测生活污水是否违规排放的问题。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明为解决现有技术中存在的问题采用的技术方案如下：

一种船舶生活污水排放监管装置，包括连通的生活污水总管和生活污水处理装置，生活污水总管与生活污水处理装置连接段上设有阀B，用于控制污水流向，生活污水总管上设支路管与直排管连接，直排管与舷外连通，支路管上设有阀A，所述生活污水处理装置通过处理后排水管与舷外连通，其特征在于：所述支路管与直排管段上设有传感器A，所述处理后排水管上设有悬浮物传感器，传感器B和PH传感器等，所述生活污水处理装置上还连接有电源线，电源线上安装电流通断检测仪，所述传感器A、悬浮物传感器，传感器B和PH传感器均通过数据线与微机（单片机）连接，所述微机具有若干数据接口、数据处理中心，微机中相应控制部件与声光报警器连接。

所述传感器A为一种流量开关，如热式流量开关或噪声传感器等，用于监测直排管是否有污水通过。

所述传感器B为一种流量计，如电磁流量计或超声波流量计等，用于监测处理后排水管内排水瞬时和累计排水量。

所述悬浮物传感器为悬浮物在线监测仪，具体可选用勤凯在线悬浮物测定仪，用于测定处理后排水管内悬浮物含量。

所述PH传感器为在线污水PH电极，用于测定处理后排水管内排水PH值。

所述船舱上设有位置传感器，位置传感器通过数据线与微机连接，用于测定记录船舶排污位置坐标，所述位置传感器采用北斗定位系统。

一种船舶生活污水排放监管装置的应用方法如下：

步骤1、通过安装在对应位置的传感器采集的数据实时传输到微机单元中；

步骤2、对微机单元中的数据进行逻辑判断；

步骤3、根据判断结果进行判定，当判定为违规排放时启动声光报警器，反之则不报警。

所述逻辑判断具体过程如下：通过传感器A对直排管的流量进行检测，若直排管流量不为零，则根据轮机日志、电流通断检测仪信号对生活污水处理装置是否在进行检修进行判断：若轮机日志记录生活污水处理装置处于检修阶段，且此时电流通断检测仪也显示生活污水处理装置未通电，则说明生活污水处理装置正在检修，无法将生活污水从生活污水总管排入生活污水处理装置，则关闭阀B开启阀A，生活污水从直排管排出舷外，此时为应急排放；若轮机日志此时没有记录生活污水处理装置正在检修，无论生活污水处理装置是否通电均说明该船存在违排、偷排现象，此为违规排放；处理后排水管处安装的传感器B用于测量获得船体通过该处排放的生活污水的具体体积，由于船在航行时，大多数是几个星期或几个月靠岸一次，故船上人员变动不会很大，其每日的污水总量应该是一个相对稳定的值，传感器B每天所测得的流量体积应该是一个波动不大的，较为稳定的值，该值为该船日均生活污水的排出量，若该值在某一天产生了较大的减少，且传感器A检测到有流量流过，则可判断为违规排放。并且可用历史的日均排放量减去该天的排放量大致估计违规排放的量。

本发明具有如下优点：

本发明装置对现有装置的改动较少，不需要改变船上固有管路，获取传感器的数据再进行简单的逻辑判断，通过多传感器的协同作用即可对船舶是否有违规排放进行判断，方法简单有效，解决了现在技术对船舶污水排放无法监控的问题。

具体通过：1.传感器A配合轮机日志以及电流通断检测仪判断是否违规排放；2.传感器A和传感器B协同判断：对违规排放的污水量有一个大致的估计；3.电流通断检测仪和轮机日志协同判断：生活污水处理装置是否处于检修或刚起动状态；4.悬浮物传感器和电流通断检测仪协同判断：生活污水处理装置是否需要检修。

附图说明

图1为船舶生活污水处理装置的管路图；

图2为本发明工作的流程图；

图3为传感器模块连接关系图；

其中：1-生活污水总管，2-生活污水处理装置，3-阀B，4-直排管，5-阀A，6-处理后排水管，7-舷外，8-传感器A，9-悬浮物传感器，10-传感器B，11-电源线，12-电流通断检测仪，13-PH传感器。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明，如图1所示，一种船舶生活污水排放监管装置，污水由生活污水总管1排向生活污水处理装置2，在生活污水总管上设有阀B3，用于控制污水流向，阀B3前段生活污水总管1上还通过支路管连接了直排管4，直排管4是当生活污水处理装置2处于故障、检修、断电等情况下无法有效处理生活污水时的应急排放管路。直排管4上装有阀A5，用于控制污水流向。当生活污水处理装置2正常工作时，阀A5关闭阀B3开启，生活污水从生活污水总管1流入生活污水处理装置2，经处理后从处理后排水管6排出至舷外7。当生活污水处理装置2处于处于故障、检修、断电等情况下无法有效处理生活污水时，阀A5开启，阀B3关闭生活污水从生活污水总管1流入直排管4，直接排出至舷外7。本发明在上述船用管路上添加了数个传感器，在直排管4上安装了传感器A8，由于非满管排放，管内是多相流，故传感器A8的作用为测是否有流量流过；在处理后排水管6上安装了悬浮物传感器9和传感器B10，由于从生活污水处理装置里将污水抽出是使用泵抽出的，故此处的排放是满管排放，可以测得流量大小；在生活污水处理装置2的电源线11上安装了电流通断检测仪12，用以判断装置是否处于通电状态。通过传感器A8、悬浮物传感器9和传感器B10监测的数据加以逻辑判断，监测是否有违排现象。各传感器均连接至一微机，微机具有数据接口、数据推送和声光报警功能，数据接口用于联网，本装置将数据发到监管中心，监管中心进行监管，发现问题再上船去查验，减少监管工作强度，创新监管方式。

传感器A8为一种热式流量开关，用于控制和监测通过支路直排管4的水流量。传感器B10为一种智能电磁流量计，用于监测处理后排水管内排水瞬时和累计排水量。悬浮物传感器9为悬浮物在线监测仪，具体可选用勤凯在线悬浮物测定仪，用于测定排水内悬浮物含量。PH传感器13为在线污水PH电极，用于测定处理后排水管内排水PH值。船舱上直排管4位置处设有位置传感器，位置传感器通过数据线与微机连接，用于测定记录船舱排污位置坐标，所述位置传感器采用北斗定位系统。电流通断检测仪可选用勤凯交流电流通断指示器。即上述各传感器均为市面上可直接购买的产品，具体根据排水管道尺寸结构选择对应的传感器进行安装。

生活污水装置2是船舱排污的污水处理中心，属于现有技术，由于生活污水处理装置的工作特性，装置在刚启动的一段时间内并不能有效的净化污水，所以这段时间处理后排水管的水质不达标，是一种正常状态。经过一段时间后，生活污水处理装置形成有效的工作环境，开始进入正常状态，处理后排水管水质检测应达标。若处理后排水管的水质不达标，且装置又不是处于刚启动的这一段时间内，则可得出生活污水处理装置故障状态或排放监管记录仪故障。

在生活污水处理装置2正常工作的情况下，阀A5关闭、阀B3开启，生活污水从总管流入生活污水处理装置，在装置内进行处理，然后通过泵抽出进而排放至舷外，这是正常排放。在生活污水处理装置进行检修维护期间，阀A5开启、阀B3关闭，生活污水从总管经阀A5到直排管4再排放至舷外7，此为应急排放。由于船舶生活污水处理装置会消耗电能，并且需要维护保养工作，会产生一些运行成本，同时由于无法对此应急管路进行有效的监管，因此一些船主为节省成本将未处理的污水直接从直排管排放，这是违规排放。

于是本发明为对此种违规排放进行检测，在直排管4上安装传感器A8，以测得直排管是否有流量通过。在处理后排水管6上安装悬浮物传感器9、PH传感器13对水质进行检测，安装传感器B10对污水流量检测。在生活污水处理装置电源线路上安装电流通断检测仪，对船舶生活污水处理装置的通断电状态进行监控从而获得船舶生活污水处理装置是否工作以及工作时长的信息。

如图2本发明的流程图所示，装置工作原理如下：

由各传感器收到的信号，可以获取直排管流量信息以及处理后排水管排出口水质信息。

对直排管的流量检测：若直排管流量不为零，则根据轮机日志、电流通断检测仪信号对生活污水处理装置是否进行检修进行判断。如果轮机日志记录生活污水处理装置处于检修阶段，且此时电流通断信息也显示生活污水处理装置2未通电（生活污水处理装置在检修时不能通电），则说明生活污水处理装置2正在检修。无法将生活污水从生活污水总管排入生活污水处理装置，则关闭阀B3开启阀A5，生活污水从直排管排出舷外，此时为应急排放。若轮机日志此时没有记录生活污水处理装置正在检修，无论生活污水处理装置是否通电均说明该船存在违排、偷排现象，此为违规排放。处理后排水管处安装的传感器B10可以测量获得该船排放生活污水的具体体积。由于船在航行时，大多数是几个星期或几个月靠岸一次，故船上人员变动不会很大，其每日的污水总量应该是一个相对稳定的值。传感器B每天所测得的流量体积应该是一个波动不大的，较为稳定的值，该值为该船日均生活污水的排出量。若该值在某一天产生了较大的减少，且传感器A检测到有流量流过，则可以判断为违规排放。并且可以用历史的日均排放量减去该天的排放量大致估计违规排放的量。

若直排管流量为零，则证明船舶未偷排，此时则需要由传感器获得的水质信息，根据国家标准判断水质是否合格。若合格则说明船舶生活污水处理装置处于正常工作状态。由于生活污水处理装置的工作原理是由微生物处理污水中的有害物质，刚启动时需要一周左右的时间培养微生物，此时是无法使污水净化到符合国家标准的，所以当检测处理后排水管水质出现不合格情况时需要判断生活污水处理装置是否处于刚启动状态。根据电流开关获取的电流信息可以得知装置的启动时长，从而对装置是否为刚启动状态进行判断。若装置处于刚启动状态则说明船舶生活污水处理装置正常工作，若不是处于刚启动状态，且水质检测不符合标准则船舶生活污水处理装置出现故障或检测系统传感器出现故障需要对船舶生活污水处理装置进行检修。

如图3传感器模块连接关系图：

每个传感器均连接至微机，微机搭载数据储存、传输以及定位的功能，可以长期监控并且得知船舶的位置信息。微机具有数据存储和数据传送接口，能实现监管人员的远程监管和对历史数据的调取。接口还具有数据推送功能，当船舶被监测到违规排放和生活污水处理装置出现故障时，会触发微机的声光报警，同时会将船舶的违排数据以及位置信息发送给监管人员。

本发明的保护范围并不限于上述的实施例，显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变形而不脱离本发明的范围和精神。倘若这些改动和变形属于本发明权利要求及其等同技术的范围内，则本发明的意图也包含这些改动和变形在内。

Claims (1)

1.一种船舶生活污水排放监管装置的应用方法，所述排放监管装置包括连通的生活污水总管和生活污水处理装置，生活污水总管与生活污水处理装置连接段上设有阀B，用于控制污水流向，生活污水总管上设支路管与直排管连接，直排管与舷外连通，支路管上设有阀A，所述生活污水处理装置通过处理后排水管与舷外连通，其特征在于：所述支路管与直排管段上设有传感器A，所述处理后排水管上设有悬浮物传感器，传感器B和PH传感器，所述生活污水处理装置上还连接有电源线，电源线上安装电流通断检测仪，所述传感器A、悬浮物传感器，传感器B和PH传感器均通过数据线与微机连接，所述微机具有若干数据接口、数据处理中心，微机中相应控制部件与声光报警器连接；所述传感器A为一种流量开关，用于监测直排管是否有污水通过；所述传感器B为一种流量计，用于监测处理后排水管内排水瞬时和累计排水量；所述悬浮物传感器为悬浮物在线监测仪，用于测定处理后排水管内悬浮物含量；所述PH传感器为在线污水PH电极，用于测定处理后排水管内排水PH值；船舱上设有位置传感器，位置传感器通过数据线与微机连接，用于测定记录船舶排污位置坐标，所述位置传感器采用北斗定位系统；

所述船舶生活污水排放监管装置的应用方法如下：

步骤1、通过安装在对应位置的传感器采集的数据实时传输到微机单元中；

步骤2、对微机单元中的数据进行逻辑判断；

步骤3、根据判断结果进行判定，当判定为违规排放时启动声光报警器，反之则不报警；

所述步骤2中逻辑判断具体过程如下：通过传感器A对直排管的流量进行检测，若直排管流量不为零，则根据轮机日志、电流通断检测仪信号对生活污水处理装置是否在进行检修进行判断：若轮机日志记录生活污水处理装置处于检修阶段，且此时电流通断检测仪也显示生活污水处理装置未通电，则说明生活污水处理装置正在检修，无法将生活污水从生活污水总管排入生活污水处理装置，则关闭阀B开启阀A，生活污水从直排管排出舷外，此时为应急排放；若轮机日志此时没有记录生活污水处理装置正在检修，无论生活污水处理装置是否通电均说明该船存在违排、偷排现象，此为违规排放；处理后排水管处安装的传感器B用于测量获得船体通过该处排放的生活污水的具体体积，若传感器B每天所测得的流量体积在某一天产生了较大的减少，且传感器A检测到有流量流过，则判断为违规排放；

若直排管流量为零，则证明船舶未偷排，此时则需要由传感器获得的水质信息，根据国家标准判断水质是否合格，若合格则说明船舶生活污水处理装置处于正常工作状态；由于生活污水处理装置的工作原理是由微生物处理污水中的有害物质，刚启动时需要一周的时间培养微生物，此时是无法使污水净化到符合国家标准的，所以当检测处理后排水管水质出现不合格情况时需要判断生活污水处理装置是否处于刚启动状态，根据电流开关获取的电流信息可以得知生活污水处理装置的启动时长，从而对生活污水处理装置是否为刚启动状态进行判断，若装置处于刚启动状态则说明船舶生活污水处理装置正常工作，若不是处于刚启动状态，且水质检测不符合标准，则船舶生活污水处理装置出现故障或检测系统传感器出现故障需要对船舶生活污水处理装置进行检修。