CN110015779B - 船舶洗涤废水处理装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在于提供船舶洗涤废水处理装置，包括缓冲柜、精滤装置、吸附装置、脱盐装置；缓冲柜上方设置洗涤废水入口，洗涤废水入口旁设置絮凝剂入口，缓冲柜内部安装上层粗滤滤网和下层粗滤滤网，上层粗滤滤网和下层粗滤滤网搭接在一起将缓冲柜内部隔成第一次粗滤空间和第二次粗滤空间，上层粗滤滤网和下层粗滤滤网均为斜下方式布置，上层粗滤滤网下端处设置边缘隔板，边缘隔板的端部与缓冲柜侧壁相接触，边缘隔板下方的缓冲柜侧壁上开设粗滤废水出口，边缘隔板上方的缓冲柜侧壁上开设上沉积出口，缓冲柜底部开设下沉积出口。本发明装置工艺流程合理，明显地延长了滤网以及反渗透膜的使用寿命，是一种真正的船舶洗涤废水无害化处理装置。

Description

船舶洗涤废水处理装置
技术领域
本发明涉及的是一种废水处理装置，具体地说是船舶废水处理装置。
背景技术
船舶柴油机在工作过程中会产生大量的有害气体污染物，其中主要成分为NO和SO2，NO和SO2对身体健康和生态环境带来极大的威胁。将柴油机排放废气中的SO2和NO有效脱除是使船舶能够满足国际公约的一项重要措施。目前，湿法洗涤是一种公认的、能够有效脱除废气中SO2的技术。
由于船舶废气的成分复杂，洗涤废水的水质成分十分复杂，国际公约对于船舶洗涤废水的pH、多环芳烃(PAH)值、浊度值以及硝酸盐的含量等都有明确的限制标准。硝酸盐是一种易溶于水的盐类，在废水处理装置中有效脱除硝酸盐的难度极大，此原因限制了湿法洗涤技术在脱硝方面的应用。目前关于船舶洗涤废水处理的技术普遍存在工艺流程复杂、使用寿命短、能够处理的成分比较单一以及能耗较高等技术缺陷。
在申请号为201710553986.9的专利《一种船舶湿法烟气脱硫洗涤水处理系统及方法》中采用铁碳微电解絮凝的方法对洗涤水进行絮凝处理，其系统会消耗一定的电能，并没有对洗涤废水中的可溶性盐进行有效脱除，限制了其在湿法脱硫脱硝SO2和NOx一体化技术中的应用。
在申请号为201720031505.3的专利《船舶废气洗涤水处理装置》中采用的滤料为预处理过的核桃壳，由于船舶洗涤废水的水质十分差，会导致系统频繁地更换滤料，严重影响系统的稳定性，另外废水经过每个处理装置的时间较短，很难保证处理的效率。
发明内容
本发明的目的在于提供工艺流程简单、能耗低、寿命长、废水成分处理充分的船舶洗涤废水处理装置。
本发明的目的是这样实现的：
本发明船舶洗涤废水处理装置，其特征是：包括缓冲柜、精滤装置、吸附装置、脱盐装置；所述缓冲柜上方设置洗涤废水入口，洗涤废水入口旁设置絮凝剂入口，缓冲柜内部安装上层粗滤滤网和下层粗滤滤网，上层粗滤滤网和下层粗滤滤网搭接在一起将缓冲柜内部隔成第一次粗滤空间和第二次粗滤空间，上层粗滤滤网和下层粗滤滤网均为斜下方式布置，上层粗滤滤网下端处设置边缘隔板，边缘隔板的端部与缓冲柜侧壁相接触，边缘隔板下方的缓冲柜侧壁上开设粗滤废水出口，边缘隔板上方的缓冲柜侧壁上开设上沉积出口，缓冲柜底部开设下沉积出口。
本发明还可以包括：
1、第二次粗滤空间里设置净水挡板，净水挡板之间形成蛇形通道，净水挡板的端部设置折流转向板。
2、所述精滤装置包括精滤柜，精滤柜内部被隔成上方精滤空间和下方滤油空间，精滤空间的上方设置喷嘴，喷嘴喷射的方向为左侧和右侧，喷嘴喷射的两个方向各设置一个精滤滤网，左侧精滤滤网与其左侧精滤柜侧壁之间形成第一精滤空间，右侧精滤滤网与右侧精滤柜内壁之间形成第二精滤空间，第一精滤空间上方设置第一压缩空气入口，第一精滤空间下方设置第一排水口，第二精滤空间上方设置第二压缩空气入口，第二精滤空间下方设置第二排水口，上方精滤空间的底部连通污泥储存柜，下方滤油空间里安装滤油带，滤油带连接刮油刷，下方旅游空间连通油污储存柜，下方滤油空间的侧面设置精滤废水出口。
3、所述吸附装置包括吸附柜，吸附柜里设置吸附剂，吸附柜上层设置洗涤废水吸附柜进口，吸附柜下层设置吸附废水出口。
4、所述脱盐装置包括反渗透装置、冷凝装置、离心除盐装置，反渗透装置的净水出口连通净水管，反渗透装置的浓盐水出口连通冷凝装置的进口，冷凝装置的出口连接离心除盐装置的上端，离心除盐装置的底部设置有过滤网，离心除盐装置的中部连通结晶盐储存柜。
5、废水从缓冲柜的洗涤废水入口进入缓冲柜的第一次粗滤空间，一部分颗粒物沿上层粗滤滤网沉积到边缘隔板上方并通过上沉积出口排入至污泥储存柜，废水经上层粗滤滤网进入第二次粗滤空间，并通过下层粗滤滤网进入粗滤废水出口，第二次粗滤空间里的污泥通过下沉积出口排入至污泥储存柜，粗滤废水出口的废水进入精滤装置的喷嘴，从喷嘴喷出的废水分别经过第一精滤滤网进入第一精滤空间、经过第二精滤滤网进入第二精滤空间，第一精滤空间里的废水通过第一排水口进入下方滤油空间，第二精滤空间里的废水通过第二排水口进入下方滤油空间，滤油带转动将废水中的油污粘附在滤油带上并通过刮油刷搬运至油污储存柜里，洗涤废水从精滤废水出口排入洗涤废水吸附柜进口，洗涤废水经吸附剂后通过吸附废水出口排入至反渗透装置，反渗透装置的浓盐水经冷凝装置后排至离心除盐装置中，离心除盐装置的盐晶体排至结晶盐储存柜中。
6、离心除盐装置的中部直径大于上下两端的直径。
本发明的优势在于：
(1)本发明的洗涤废水处理装置能够有效脱除洗涤费水中各种粒径的颗粒、悬浮物、油污以及可溶性盐等有害物质，能够真正实现洗涤废水的无害化处理。
(2)本发明的废水处理装置在缓冲柜中采用两次粗过滤，装置中设计的粗滤滤网布置方案能够有效避免滤网堵塞，有效地延长了滤网的使用时间，通过在净水挡板上增加折流转向板，很大程度地增加了废水的流程，有利于颗粒物的凝聚。
(3)本发明的精滤装置，通过交替开启左右两侧的出水口及左右两侧的压缩空气入口，能够有效地避免精滤滤网的堵塞，同时对气体完成曝气过程，由于在同一温度变化范围内Na2SO4溶液的溶解度变化大于Na2SO3溶液的溶解度变化，因此曝气过程对于该装置十分重要。
(4)通过增加吸附装置能够极大地提高水质的质量，明显提高了反渗透装置的使用寿命。
(5)通过反渗透装置将精滤之后的废水分为净水和浓盐水，净水循环至洗涤系统，节省了在船舶上极为紧缺的淡水资源。
(6)利用冷凝装置对浓盐水进行冷凝，使浓盐水中的盐分大量结晶，很大程度上提高了可溶性盐的处理效率。
(7)本发明的废水处理装置不需要向大海排放洗涤废水，只是将盐分洁净收集，低盐分的废水可以实现再次洗涤，实现洗涤废水的无害化处理，并且该洗涤废水处理装置能够应用到湿法洗涤脱硫、脱硝、脱硫脱硝一体化或其他需要处理含盐废液的领域。
附图说明
图1为洗涤废水处理流程图；
图2为粗滤装置示意图；
图3为精滤装置示意图；
图4为吸附装置示意图；
图5为除盐装置示意图。
具体实施方式
下面结合附图举例对本发明做更详细地描述：
结合图1-5，洗涤废水处理装置主要包括缓冲柜(粗滤)、精滤装置、吸附装置以及脱盐装置。缓冲柜是洗涤废水存放的重要装置，其主要作用是从储存一部分洗涤废水，实现废水的粗滤过程，将废水中较大的颗粒以及处于悬浮状的物质脱除。精滤装置主要实现废水中粒径较小的颗粒物以及废水中的油污的脱除。吸附装置是对洗涤废水粒径最小的颗粒物进行脱除使废水的水质更加清洁。在脱盐装置中首先利用反渗透装置将洗涤废水分为净水和浓盐水两路，净水可以直接循环至洗涤循环系统补充洗涤水，此后利用冷凝加离心的方式对其中的可溶性盐进行处理，从而实现废水的彻底净化。
本发明提供的船舶洗涤废水处理技术的具体实施步骤如下：
(1)从洗涤塔排出的洗涤废水从缓冲柜的左上方进入缓冲柜，同时向缓冲柜中加入助凝剂使废水中粒径较大的悬浮颗粒物凝聚沉降，废水首先通过上方的粗滤滤网1，之后通过垂直的净水挡板3，最后通过缓冲柜的右侧的粗滤滤网1排出缓冲柜，实现废水的粗过滤，之后废水进入精滤装置。
(2)在精滤装置的上方中部设置洗涤废水进水口，上方的两侧分别设置压缩空气进气口21、22，废水交替通过进水口两侧的精滤滤网11，交替从精滤腔的下方左右两侧的进水口23、24流出，之后在精滤装置中通过滤油带14将油污去除，精滤之后的废水从精滤装置的左侧排出，排至吸附装置中。
(3)废水在吸附装置中利用活性炭、Al2O3和分子筛等吸附性较强的吸附剂41对废水中粒径较小的微粒进行脱除，之后洗涤废水进入脱盐装置。
(4)从吸附装置中排出的废水水质较好，几乎不含任何杂质，能够有效保护脱盐装置中的反渗透膜，洗涤废水进入反渗透装置中，经反渗透装置的处理，废水分为净水和浓盐水两路，净水可以直接循环至洗涤塔的循环液系统，补充洗涤水或供船上使用；浓盐水进入泠凝装置，通过对浓盐水的冷却，降低可溶性盐的溶解度，使其析出，之后将含有大量析出晶体的浓盐水进入离心结晶装置，将可溶性盐的晶体收集，同时将低浓度的废水循环至洗涤液循环系统或存储在废液箱。
本发明利用絮凝、过滤、曝气、吸附、反渗透、冷凝以及离心的方法，实现有效降低洗涤废水浓度的目的，从而将处理过的净水和低浓度的洗涤废水可以被再次利用，本发明的洗涤废水处理技术不向大海排放任何形式的洗涤废水。
本发明的废水处理技术中对反渗透的产生的浓盐水进行冷凝，冷凝结晶的盐分中包括硫酸盐、亚硫酸盐、硝酸盐和亚硝酸盐等，通过对浓盐水进行冷凝结晶的方法能够明显提高晶体的析出率和析出速率。
由于Na2SO4溶液的溶解度随温度的变化值大于Na2SO3溶液的溶解度随温度的变化值，为增加可溶性盐晶体的析出量，采用曝气的方法增加了可溶性盐的晶体析出量。
粗过滤装置设置为两次过滤，一次粗过滤滤网相对于本发明示意图设置为向下倾斜状态，二次粗过滤滤网相对于本发明示意图设置为向左倾斜状态，从而有效避免了沉积的颗粒物堵塞滤网。为增加悬浮污染物碰撞的几率，设置净水挡板同时配合转向折流板，有效增加了洗涤废水的湍流强度，增强了絮凝效果。
精滤装置设置为上下两个腔体，在上层腔体完成洗涤废水的精滤和曝气，下层腔体完成油污的吸附。洗涤废水需从精滤装置的中部喷着到精滤装置中，应该向左右两侧同时喷射，上层腔体的出水口23和出水口24分别位于两侧，压缩空气入口21和压缩空气入口22分别位于左右两侧，其工作流程进行如下：洗涤废水持续喷射，压缩空气入口21和出水口24处于开启状态，则压缩空气入口22和出水口23处于关闭状态，此时压缩空气对左侧的精滤滤网进行反冲洗，同时对洗涤废水完成曝气；压缩空气入口22和出水口23处于开启状态，则压缩空气入口21和出水口24处于关闭状态，此时压缩空气对右侧的精滤滤网进行反冲洗，同时对洗涤废水完成曝气，此工作流程交替进行，有效保护了精滤滤网。
在精滤装置的下层腔体设置多条14滤油带14，滤油带按图中示意位置顺时针旋转，将吸附的油污逐渐驳运至右侧，同时处理过的废水一定要从示意图的左侧底部排出。
利用反渗透装置31对经过精滤和脱除油污的废水进行反渗透操作，同时利用冷凝装置32对反渗透的浓盐水进行冷凝，提高了可溶性盐的结晶效率。利用离心除盐装置34对已经结晶废水进行离心凝结，离心凝结的晶体从离心除盐装置34的中部排出至结晶盐储存柜33中，旋转筒体的上部和下部设有旋转密封环36，保证其正常工作，旋转筒体里有过滤网35。
洗涤塔排出的洗涤废水从缓冲柜左侧的入口进入洗涤废水处理装置的缓冲柜中，同时絮凝剂从洗涤废水入口的周围处加入到粗滤装置中，洗涤废水沿着斜向下的上层粗滤滤网1向下流动同时完成一部分大颗粒的过滤，由于受到斜向下的洗涤废水的冲击，沉积在斜向下粗滤滤网上的过滤物会向下运动，最终沉积到边缘隔板的上方，由于絮凝剂与废水的反应需要一定的时间，因此一次粗滤不可能完全将大粒径的颗粒物脱除干净。经过第一次粗滤的洗涤废水在缓冲柜的下部与絮凝剂充分反应，粗滤洗涤废水出口设置在缓冲柜的右侧，并且其位置应低于上层粗滤滤网一定高度，洗涤废水到达粗滤废水出口要经过多个净水挡板3，并且为增加颗粒物的沉积在净水挡板的下部加装折流转向板4，最终将沉积在缓冲柜底部和右上部的污泥排入污泥储存柜2中。
从缓冲柜排出的洗涤废水从精滤装置的中部进入，并设置朝左右两侧的喷嘴，通过喷射的方式进入精滤装置，洗涤废水进口的两侧均设置精滤滤网11，精滤装置的左右两侧有压缩空气入口，在控制系统的控制下实现以下工作流程，21号压缩空气管路供气，则24号排水口打开；22号压缩空气供气，则23号排水口打开。以上工作流程阶段性交替进行，其作用主要是可以利用压缩空气实现对洗涤废水曝气，同时对精滤滤网11进行反冲洗，有效保护了精滤滤网11，延长了其使用寿命。精滤过的杂质储存在污泥储存柜2中。此时洗涤水到达了精滤装置的下部，多条滤油带14在滚轮的带动下沿顺时针方向转动，废水中的油污会粘附在滤油带14上，在刮油刷15的作用下，将废水中的油污驳运至精滤装置的右侧，并储存在油污储存柜13中，洗涤废水从精滤装置的左下方排出。
洗涤废水从吸附装置的左上方进入吸附装置，洗涤废水经过吸附剂41，吸附剂41将废水中极细的颗粒吸附，洗涤废水从吸附装置右侧中部排至除盐装置。
进入除盐装置的废水首先进入反渗透装置31，经过防渗透装置31的处理，废水分为净水和浓盐水两路，净水直接循环至洗涤塔的循环系统，浓盐水进入冷凝装置32中，在冷凝装置32中，通过冷却剂降低了浓盐水的温度，从而降低了可溶性盐的溶解度，之后浓盐水排至离心除盐装置34中，离心除盐装置34的上端和下端均设有旋转密封环36，其底部位置设有过滤网35，离心除盐装置34的形状为中部直径较大，上下两端直径较小，在离心力的作用下，析出的盐晶体，会沿着离心除盐装置34的内壁向其中部运动，最终排至结晶盐储存柜33中，经过脱盐的洁净的低浓度盐水循环至洗涤系统继续参与洗涤或存储在废液箱。
本发明的吸附和反渗透装置不限于和粗滤、精滤过程结合，还可以和气浮、离心分离等过程结合达到同样的废水处理效果。

Claims (6)

1.船舶洗涤废水处理装置，其特征是：包括缓冲柜、精滤装置、吸附装置、脱盐装置；所述缓冲柜上方设置洗涤废水入口，洗涤废水入口旁设置絮凝剂入口，缓冲柜内部安装上层粗滤滤网和下层粗滤滤网，上层粗滤滤网和下层粗滤滤网搭接在一起将缓冲柜内部隔成第一次粗滤空间和第二次粗滤空间，上层粗滤滤网和下层粗滤滤网均为斜下方式布置，上层粗滤滤网下端处设置边缘隔板，边缘隔板的端部与缓冲柜侧壁相接触，边缘隔板下方的缓冲柜侧壁上开设粗滤废水出口，边缘隔板上方的缓冲柜侧壁上开设上沉积出口，缓冲柜底部开设下沉积出口；
第二次粗滤空间里设置净水挡板，净水挡板之间形成蛇形通道，净水挡板的端部设置折流转向板；
所述精滤装置包括精滤柜，精滤柜内部被隔成上方精滤空间和下方滤油空间，精滤空间的上方设置喷嘴，喷嘴喷射的方向为左侧和右侧，喷嘴喷射的两个方向各设置一个精滤滤网，左侧精滤滤网与其左侧精滤柜侧壁之间形成第一精滤空间，右侧精滤滤网与右侧精滤柜内壁之间形成第二精滤空间，第一精滤空间上方设置第一压缩空气入口，第一精滤空间下方设置第一排水口，第二精滤空间上方设置第二压缩空气入口，第二精滤空间下方设置第二排水口，上方精滤空间的底部连通污泥储存柜，下方滤油空间里安装滤油带，滤油带连接刮油刷，下方滤油空间连通油污储存柜，下方滤油空间的侧面设置精滤废水出口。
2.根据权利要求1所述的船舶洗涤废水处理装置，其特征是：所述吸附装置包括吸附柜，吸附柜里设置吸附剂，吸附柜上层设置洗涤废水吸附柜进口，吸附柜下层设置吸附废水出口。
3.根据权利要求2所述的船舶洗涤废水处理装置，其特征是：所述脱盐装置包括反渗透装置、冷凝装置、离心除盐装置，反渗透装置的净水出口连通净水管，反渗透装置的浓盐水出口连通冷凝装置的进口，冷凝装置的出口连接离心除盐装置的上端，离心除盐装置的底部设置有过滤网，离心除盐装置的中部连通结晶盐储存柜。
4.根据权利要求1-3任一所述的船舶洗涤废水处理装置，其特征是：废水从缓冲柜的洗涤废水入口进入缓冲柜的第一次粗滤空间，一部分颗粒物沿上层粗滤滤网沉积到边缘隔板上方并通过上沉积出口排入至污泥储存柜，废水经上层粗滤滤网进入第二次粗滤空间，并通过下层粗滤滤网进入粗滤废水出口，第二次粗滤空间里的污泥通过下沉积出口排入至污泥储存柜，粗滤废水出口的废水进入精滤装置的喷嘴，从喷嘴喷出的废水分别经过第一精滤滤网进入第一精滤空间、经过第二精滤滤网进入第二精滤空间，第一精滤空间里的废水通过第一排水口进入下方滤油空间，第二精滤空间里的废水通过第二排水口进入下方滤油空间，滤油带转动将废水中的油污粘附在滤油带上并通过刮油刷搬运至油污储存柜里，洗涤废水从精滤废水出口排入洗涤废水吸附柜进口，洗涤废水经吸附剂后通过吸附废水出口排入至反渗透装置，反渗透装置的浓盐水经冷凝装置后排至离心除盐装置中，离心除盐装置的盐晶体排至结晶盐储存柜中。
5.根据权利要求3所述的船舶洗涤废水处理装置，其特征是：离心除盐装置的中部直径大于上下两端的直径。
6.根据权利要求4所述的船舶洗涤废水处理装置，其特征是：离心除盐装置的中部直径大于上下两端的直径。
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