CN113264632B - 一种利用仿生鱼鳃处理船舱底部油污的处理系统及工艺 - Google Patents

一种利用仿生鱼鳃处理船舱底部油污的处理系统及工艺 Download PDF

Info

Publication number
CN113264632B
CN113264632B CN202110409239.4A CN202110409239A CN113264632B CN 113264632 B CN113264632 B CN 113264632B CN 202110409239 A CN202110409239 A CN 202110409239A CN 113264632 B CN113264632 B CN 113264632B
Authority
CN
China
Prior art keywords
water
tank
degradation
adsorption
oil
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202110409239.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113264632A (zh
Inventor
王明雨
梁寒
张少君
王兆坤
张振
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shandong Jiaotong University
Original Assignee
Shandong Jiaotong University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shandong Jiaotong University filed Critical Shandong Jiaotong University
Priority to CN202110409239.4A priority Critical patent/CN113264632B/zh
Publication of CN113264632A publication Critical patent/CN113264632A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113264632B publication Critical patent/CN113264632B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F9/00—Multistage treatment of water, waste water or sewage
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63J—AUXILIARIES ON VESSELS
    • B63J4/00—Arrangements of installations for treating ballast water, waste water, sewage, sludge, or refuse, or for preventing environmental pollution not otherwise provided for
    • B63J4/006—Arrangements of installations for treating ballast water, waste water, sewage, sludge, or refuse, or for preventing environmental pollution not otherwise provided for for treating waste water or sewage
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L3/00—Gaseous fuels; Natural gas; Synthetic natural gas obtained by processes not covered by subclass C10G, C10K; Liquefied petroleum gas
    • C10L3/06—Natural gas; Synthetic natural gas obtained by processes not covered by C10G, C10K3/02 or C10K3/04
    • C10L3/10—Working-up natural gas or synthetic natural gas
    • C10L3/101—Removal of contaminants
    • C10L3/102—Removal of contaminants of acid contaminants
    • C10L3/103—Sulfur containing contaminants
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L3/00—Gaseous fuels; Natural gas; Synthetic natural gas obtained by processes not covered by subclass C10G, C10K; Liquefied petroleum gas
    • C10L3/06—Natural gas; Synthetic natural gas obtained by processes not covered by C10G, C10K3/02 or C10K3/04
    • C10L3/10—Working-up natural gas or synthetic natural gas
    • C10L3/101—Removal of contaminants
    • C10L3/106—Removal of contaminants of water
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G7/00—Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/001—Processes for the treatment of water whereby the filtration technique is of importance
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/28—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption
    • C02F1/286—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption using natural organic sorbents or derivatives thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/52—Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities
    • C02F1/54—Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities using organic material
    • C02F1/56—Macromolecular compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/66—Treatment of water, waste water, or sewage by neutralisation; pH adjustment
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F2001/007—Processes including a sedimentation step
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2103/00—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
    • C02F2103/008—Originating from marine vessels, ships and boats, e.g. bilge water or ballast water
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2201/00—Apparatus for treatment of water, waste water or sewage
    • C02F2201/001—Build in apparatus for autonomous on board water supply and wastewater treatment (e.g. for aircrafts, cruiseships, oil drilling platforms, railway trains, space stations)
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/34—Biological treatment of water, waste water, or sewage characterised by the microorganisms used
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/30—Fuel from waste, e.g. synthetic alcohol or diesel

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Ocean & Marine Engineering (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Water Treatment By Sorption (AREA)
  • Biological Treatment Of Waste Water (AREA)

Abstract

本发明提供了一种利用仿生鱼鳃处理船舱底部油污的处理系统及工艺，由于在船舶运行时，船舶舱底中有大量的油污水存在。目前主要清除舱底油污水是通过排入海中，或者进坞清除。本发明利用仿生鱼鳃净化水质工作原理，通过在船舱底设置仿生处理系统，可有效地降解舱底水中乳化油等难处理成分。在合适条件下，经过该系统处理后的含油污水均达到排放的标准。并且将处理后的舱底水及副产物重新导入船舶系统中，实现能源重复利用。

Description

一种利用仿生鱼鳃处理船舱底部油污的处理系统及工艺
技术领域
本发明涉及一种利用仿生鱼鳃处理船舱底部油污的处理系统及工艺。相较于传统的污水处理设备，本发明可有效对舱底水中油污尤其是难处理的乳化油污进行有效地处理。
背景技术
在航运业和海上工业日益发展的今天，船舶作为重要的运输工具在行业中起到了举足轻重的作用。但是，随着船舶数量、航次的增加，由船舶引起的油污染事件也逐年增多，其中一大污染源便是船舶舱底水。船舶舱底水是指船舶在航行过程中，由于外板渗漏、舱口盖不够水密、管路渗漏、机舱清理等原因在舱底形成的积水。与普通含油污水的成分不同的地方在于，船舶舱底水中不仅含有原油等重质油，还含有大量清理机舱产生的乳化油，这些乳化油由于粘性低、流动性强难以处理。
传统处理油污的物理法和化学法对乳化油的处理效果不理想，微生物法是一种新兴的绿色环保的方法，微生物可将油污吸附、转移、转化成对环境无害的物质并为自己的生存提供能量，其降解油污的过程如图1-2所示。微生物降解有着诸如对乳化油处理效率高、无二次污染、性价比高的特点，但依靠大自然微生物清污所需时间长，需要预先对菌种进行筛选和人工驯化，并设计相关系统加速对污水处理。
仿生设计是一种从大自然中汲取灵感，模仿生物特性的设计。经过观察，发现在水质较差的环境中，某些鱼类仍存在较强的生命力，并且经过鱼鳃的污水可被净化成对生物无害的水质，从中获得氧气。受到鱼类自身结构的启发，结合船舶舱底水实际油污成分，设计一种利用仿生鱼鳃处理船舱底部油污的处理系统。
目前，已存在多项关于含油污水处理的专利，例如：中国发明专利CN106957120A提出了一种基于电凝絮技术的含油污水处理系统；专利CN206886739U提出了一种抽吸泵装置的含油污水处理系统；专利CN208814844U提出了一种多部分组成的含油污水处理系统。这些系统虽然能对含油污水进行处理，但是并没有提出针对乳化油的较好的处理方法。并且上述污水处理系统不适于船载使用，存在运输舱底水的过程中发生泄露的隐患。根据船舶实际情况及舱底水特点，结合鱼体结构提出一种利用仿生鱼鳃处理船舱底部油污处理系统及处理工艺。该系统可在船上通过各种方式对船舶舱底水进行处理，尤其对乳化油成分进行降解处理，实现舱底水的无害化。该系统对油污等杂质清除率高、功能全面、效果可靠，有着较为广泛的应用前景。
发明内容
本发明的首要目的是：提供一种利用仿生鱼鳃处理船舱底部油污的处理系统及处理工艺，从而达到处理船舶含油舱底水的目的：
为达到以上目的，本发明是通过以下技术方案实现的：
如图3所示，本发明提出的船用仿生鱼舱底水处理系统主要由以下结构组成，分别为：吸附池1、调节池2、降解池3、废气系统4、废气锅炉5、蓄水池6、冷却水系统7、焚烧炉8。
进一步的，所述系统中吸附池、调节池、降解池、蓄水池和冷却水系统之间存在格栅和电磁阀。其中，格栅起到对固体杂质阻拦的作用，电磁阀控制污水管路的开通关闭。
进一步的，所述吸附池1剖面图如图4所示，内部结构如图5所示。其结构主要包括：外壳1.1、入水口1.2、滤袋1.3、出水口1.4、模块连接架1.5、顶部模块1.6，其中滤袋1.5中装有经改性处理秸秆吸附材料，吸附材料放置在滤袋中，用于吸附舱底水中重质油、重金属离子及拦截固体杂质，实现对含油舱底水的初步处理。在吸附池中使用的秸秆吸附材料均为经过改性的材料，可充分吸收舱底水中的重质油和重金属离子，当吸附完成后，废弃的吸附材料连同滤袋可直接送入船舶焚烧炉8中进行燃烧，为船舶提供相关能源动力。
进一步的，所述调节池2主要用于对经吸附过滤处理后的舱底水预处理和pH值的调节，以及对从吸附池中带来的固体杂质进行沉降。
进一步的，所述降解池3外观与剖面图如图6和图7所示，其内部为仿生鱼结构，如图8所示，其主要组成部分为：沼气通气装置3.1、通气装置支架3.2、顶部模块单元3.3、入水口3.4、外部恒温填材料3.5、重质油降解菌3.6、微生物挂膜填料3.7、内部恒温填料3.8、轻质油降解菌3.9、水流通路3.10、出水口3.11、模块连接架3.12；所述微生物挂膜填料结构3.7通过连接装置固定在顶部单元模块3.3上，若干个微生物挂膜填料结构3.7连同顶部单元模块3.3形成一个仿生单元，多个所述仿生单元排列在一起共同组成仿生结构。此外，沼气通气装置3.1和通气装置支架3.2间通过滑轨连接，可通过通气装置支架移动更换微生物挂膜填料和进行降解池的清理。
进一步的，所述微生物挂膜填料结构3.7是将塑料原片压扣改成的双圈大塑料环，将醛化纤维或涤纶丝固定在环的或圈上，使纤维束均匀分布，如图9所示；微生物挂膜填料结构3.7内部是雪花状塑料纸条，既能挂膜，又能有效切割气泡，使水中的油污得到高效处理。
进一步的，所述的微生物挂膜填料结构3.7需要对其进行微生物固定化处理，流程工艺如图10所示。将经过选择的载体材料与经过筛选驯化后的微生物充分结合，形成降解池3的主要结构。
进一步的，所述的降解池3中采用空间迂回构造，在迂回构造空隙处填有恒温材料，保证其中的微生物拥有合适的生存温度，以提高降解池的降解能力。
进一步的，所述废气系统4如图11所示，其主要由沼气收集罩4.1、单向止回阀4.2、增压器4.3、液封室4.4、除杂室一4.5和除杂室二4.6组成。该废气系统4主要用于对微生物降解过程中产生的沼气进行除杂处理。经过研究发现，微生物降解产生的沼气中主要杂质为硫化氢气体和水气。因此，除杂室一4.5中放有氢氧化钙，用于除去沼气中的硫化氢气体，除杂室二4.6中放有氧化钙，用于除去沼气中的水气。经过处理后的沼气直接送往船舶废气锅炉，为船舶航行提供动力。
进一步的，所述的蓄水池6用于暂时储存处理好的船舶舱底水，其与船舶中水系统和冷却水系统相连，可实现水的循环使用。
进一步的，该处理工艺具体包括如下步骤：控制吸附池改性秸秆与含油污水质液比为1:3–1:7，调节池沉降时间为12h–48h，调节pH至7，聚丙烯酰胺絮凝剂投放质液比为1:3–1:10，降解池菌液比为1:100–1:400，微生物降解时间为10h–24h，含油污水流速为0.1-1m/s。
与现有技术相比，本发明具有以下几方面的优势：
(1)该仿生鱼鳃处理船舱底部油污处理系统可直接设计于船上进行使用，可成为船舶舱底水系统的组成部分，可以有效避免因异位修复导致运输过程中由于操作不当等原因造成的舱底水泄漏从而引起的污染事故。
(2)该处理系统吸附池中采用的改性秸秆吸附材料来源广、成本低，对重质油和重金属离子均具备较为理想的吸附能力，吸附完毕后的秸秆材料可以送去焚烧炉中燃烧，为船舶提供动力。
(3)在调节池中，可投放某些絮凝剂对污水进行预处理。经研究发现，聚丙烯酰胺是一种无毒害的絮凝剂，将其与改性纤维素投放至污水中对油污起到一定的絮凝沉降作用，其反应方程如图12所示。这样可以进一步提高舱底水的处理效果。
(4)与传统的降解油污的设备相比，其仿生鱼结构设计在面对含油污水时具有更好的针对性和普适性。经过分析可知，重油中含有较多的芳香烃(单环芳烃、多环芳烃)、环烷烃等成分，结合重油粘度高、流动能力差的特点，在前部微生物挂膜填料上添加针对芳香烃、环烷烃降解的微生物菌群。待大部分重油附着在微生物挂膜填料上时，水中油污主要是以含链烃为主的乳化油等轻质油，此时，在微生物挂膜填料上可添加针对链烃降解的微生物菌群。两种菌群含量可根据实际情况进行配比，能够较好地适应各种情况的含油污水。
(5)微生物降解油污效率高、无二次污染，单元化的设计可以实现当微生物失活时，可直接对相关单元进行置换。沼气处理部分负责干燥沼气的氧化钙在与水接触后会产生氢氧化钙，继续应用于除去沼气中硫化氢。这样的设计可以实现相关成本的降低。
(6)将控制好流速流量的含油污水通入降解池后，污水在空间迂回结构中的微生物挂膜填料进行接触，此时，附着在微生物挂膜材料上可降解油污的微生物会对油污进行有效降解。经过对排出水的相关指标进行测试后发现，生物需氧量(BOD)、化学需氧量(COD)、重金属离子等指标均得到明显下降，可以直接排放。此外，多层微生物挂膜填料形成仿生鱼结构能够对水中细小的颗粒进行吸附，针对过滤系统先前阶段未过滤掉的颗粒物质进行再一次吸附过滤，进一步提高水体的清洁率。
(7)本发明提供了一种仿生鱼鳃处理船舱底部油污处理系统，其设计流程如图13所示，并依靠该系统提供了一种处理船舶含油舱底水的综合处理方法。在系统降解池中，引入了仿生鱼系统，由负载微生物的挂膜填料组成的叠层结构与鱼鳃类似，能够对流过的含油污水进行较好地降解。经过与游离态微生物和其他形态载体负载的微生物进行降解效果比较，油污降解率分别提高40.03％和15.26％，证明仿生鱼的结构能够更好地清除含油污水中的油污。
附图说明
图1微生物对苯环的有氧降解途径；
图2微生物对苯环的无氧降解途径；
图3仿生鱼鳃处理船舱底部油污处理系统图；
图4仿生鱼鳃处理船舱底部油污处理系统吸附池剖面图；
图5仿生鱼鳃处理船舱底部油污处理系统吸附池结构图；
图6仿生鱼鳃处理船舱底部油污处理系统降解池外观图；
图7仿生鱼鳃处理船舱底部油污处理系统降解池剖面图；
图8仿生鱼鳃处理船舱底部油污处理系统统降解池结构图；
图9微生物挂膜填料图；
图10仿生鱼鳃处理船舱底部油污处理系统降解池设计工艺流程图；
图11仿生鱼鳃处理船舱底部油污处理系统废气处理系统图；
图12辅助处理的化学反应方程式；
图13仿生鱼鳃处理船舱底部油污处理系统设计流程图。
具体实施方式
本发明中的仿生鱼鳃处理船舱底部油污处理系统如图1-13所示，船舶在航行过程中产生的舱底水经过收集后进入到该系统中。首先舱底水进入吸附池1，吸附池中的改性秸秆材料会对舱底水进行初步的处理，主要处理对象为舱底水中的重质油和重金属离子以及一些固体杂质。实验证明，改性后的秸秆材料能够做到有效地吸附处理重质油和重金属，对重质油的吸附能力高达93.21％，对重金属离子的吸附能力高达84.63％。
经过吸附池处理后的舱底水接着会进调节池2中，调节池的主要作用为调节污水pH值，投放无毒害的化学试剂对污水进行辅助处理以及对污水中的固体杂质进行沉降。
经过调节池处理后，舱底水进入降解池3中。降解池的结构见图8。降解池装置整体采用空间迂回结构，固定化嗜油菌群的微生物挂膜填料通过连接装置与顶部模块单元连接，形成降解单元模块。各个降解单元模块之间通过模块连接架相连形成仿生鱼结构。降解池的外壳和在迂回结构孔隙装有恒温材料，为微生物降解提供适宜的生存和降解环境。降解池装置上部为沼气通路，直接与废气系统相连。
含油污水经过入水口进入处理装置，当含油污水在装置内水流通路流过时，会与附着在微生物挂膜上的微生物进行接触。若污水中含有未被吸附的重油等流动性差、粘度高的油类，则会附着在微生物挂膜上。由于重油等油类中主要成分为芳香烃(单环、多环)、环烷烃，因此选择重质油降解菌群与其进行反应降解。待到含油污水中重油类油污附着降解完毕后，通路后段的擅长降解链烃的轻质油降解菌群会对污水中乳化油、滑油等轻质油进行降解处理。两种菌群相互协同，共同对污水中油类进行高效处理，最终处理后的水从出水口排出装置，进入蓄水池中。
当微生物降解到一定程度时，会产生大量的沼气。这些沼气一方面可以用作资源再利用；另一方面沼气在装置内部的聚集对装置而言也是一种安全隐患。因此需要将沼气及时导出处理。废气系统如图11所示，沼气通过沼气收集罩、单项止回阀和增压器进入到系统处理环节中。此时，产生的沼气中主要含有水气和硫化氢气体杂质，这些杂质会影响后期对沼气的使用，因此在考虑成本问题后，沼气在通过增压器后会依次通过装有氢氧化钙溶液除杂室一和装有生石灰的除杂室二，最终通向废气锅炉燃烧利用。
实施例1
一种利用仿生鱼鳃处理船舱底部油污的处理系统，该系统包括吸附池、调节池、降解池、废气系统和蓄水池组成，在吸附池、调节池、降解池、蓄水池和冷却水系统间有格栅进行阻隔。将pH调节为4、COD为1000mg/L、石油烃含量为1000ppm、BOD为1000mg/L、重金属离子(Cu2+、Cr4+、Pb2+、Mn4+等)含量为150mg/L的含油污水导进该系统中，对其进行综合处理。
控制吸附池改性秸秆与含油污水质液比为1:3，调节池沉降时间为48h，调节pH至7，聚丙烯酰胺絮凝剂投放质液比为1:3，降解池菌液比为1:400，微生物降解时间为24h，含油污水流速为0.1m/s。
在该条件下对系统处理过程中和处理完毕后的含油污水进行相关水质指标的检测，得出结论：
(1)对经过吸附池的含油污水进行采样发现含油污水的石油烃含量下降至377ppm，重金属离子含量下降至10.15mg/L，COD下降至469.69mg/L，BOD下降至336.53mg/L。
(2)对经过调节池的含油污水进行采样后发现含油污水的重金属离子含量下降至1.40mg/L，石油烃含量下降至120ppm，COD下降至220.11mg/L，BOD下降至214.87mg/L。
(3)对经过降解池的含油污水采样后发现含油污水的石油烃含量下降至10ppm，COD下降至27.10mg/L，BOD下降至16.44mg/L。
综上所述，含油污水经过系统处理后的各项参数为：COD为27.10mg/L、BOD为16.44mg/L，石油烃含量为10ppm、重金属离子含量为1.40mg/L，符合排放标准。
实施例2
控制吸附池改性秸秆与含油污水质液比为1:7，调节池沉降时间为12h，不调节pH，聚丙烯酰胺絮凝剂投放质液比为1:10，降解池菌液比为1:100，微生物降解时间为10h，含油污水流速为1m/s。
在该条件下对系统处理过程中和处理完毕后的含油污水进行相关水质指标的检测，得出结论：
(1)对经过吸附池的含油污水进行采样发现含油污水的石油烃含量下降至460ppm，重金属离子含量下降至25.13mg/L，COD下降至560.47mg/L，BOD下降至470.29mg/L。
(2)对经过调节池的含油污水进行采样后发现含油污水的重金属离子含量下降至8.19mg/L，石油烃含量下降至180ppm，COD下降至357.05mg/L，BOD下降至330.34mg/L。
(3)对经过降解池的含油污水采样后发现含油污水的石油烃含量下降至30ppm，COD下降至75.66mg/L，BOD下降至43.38mg/L。
综上所述，含油污水经过系统处理后的各项参数为：COD为75.66mg/L、BOD为43.38mg/L，石油烃含量为30ppm、重金属离子含量为8.19mg/L。
实施例3
实施例3中含油污水较前两例相比pH调节为9，其他参数不变。
控制吸附池改性秸秆与含油污水质液比为1:5，调节池沉降时间为12h，不调节pH，聚丙烯酰胺絮凝剂投放质液比为1:8，降解池菌液比为1:200，微生物降解时间为18h，含油污水流速为1m/s。
在该条件下对系统处理过程中和处理完毕后的含油污水进行相关水质指标的检测，得出结论：
(1)对经过吸附池的含油污水进行采样发现含油污水的石油烃含量下降至391ppm，重金属离子含量下降至18.29mg/L，COD下降至503.62mg/L，BOD下降至392.84mg/L。
(2)对经过调节池的含油污水进行采样后发现含油污水的重金属离子含量下降至4.55mg/L，石油烃含量下降至112ppm，COD下降至298.74mg/L，BOD下降至157.85mg/L。
(3)对经过降解池的含油污水采样后发现含油污水的石油烃含量下降至22ppm，COD下降至64.91mg/L，BOD下降至38.22mg/L。
综上所述，含油污水经过系统处理后的各项参数为：COD为64.91mg/L、BOD为38.22mg/L，石油烃含量为22ppm、重金属离子含量为4.55mg/L。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种利用仿生鱼鳃处理船舱底部油污的处理工艺，其特征是：该处理工艺所采用的处理系统包括吸附池(1)、调节池(2)、降解池(3)、废气系统(4)、废气锅炉(5)、蓄水池(6)、冷却水系统(7)和焚烧炉(8)；所述吸附池、调节池、降解池、蓄水池和冷却水系统之间存在格栅和电磁阀，所述吸附池(1)包括外壳(1.1)、入水口(1.2)、滤袋(1.3)、出水口(1.4)、模块连接架(1.5)、顶部模块(1.6)，其中所述滤袋(1.3)中装有经改性处理秸秆吸附材料，吸附材料放置在滤袋中，用于吸附舱底水中重质油、重金属离子及拦截固体杂质，实现对含油舱底水的初步处理；所述降解池(3)包括沼气通气装置(3.1)、通气装置支架(3.2)、顶部模块单元(3.3)、入水口(3.4)、外部恒温填材料(3.5)、重质油降解菌(3.6)、微生物挂膜填料结构(3.7)、内部恒温填料(3.8)、轻质油降解菌(3.9)、水流通路(3.10)、出水口(3.11)、模块连接架(3.12)；所述微生物挂膜填料结构(3.7)通过连接装置固定在顶部模块单元(3.3)上，若干个微生物挂膜填料结构(3.7)连同顶部模块单元(3.3)形成一个仿生单元，多个所述仿生单元排列在一起共同组成仿生结构；此外，所述沼气通气装置(3.1)和通气装置支架(3.2)间通过滑轨连接，通过通气装置支架移动更换微生物挂膜填料和进行降解池的清理；所述的废气系统(4)包括沼气收集罩(4.1)、单向止回阀(4.2)、增压器(4.3)、液封室(4.4)、除杂室一(4.5)和除杂室二(4.6)；该废气系统(4)主要用于对微生物降解过程中产生的沼气进行除杂处理；微生物降解产生的沼气中主要杂质为硫化氢气体和水气；除杂室一(4.5)中放有氢氧化钙，用于除去沼气中的硫化氢气体，除杂室二(4.6)中放有氧化钙，用于除去沼气中的水气；经过处理后的沼气直接送往船舶废气锅炉，为船舶航行提供动力；所述格栅起到对固体杂质阻拦的作用，所述电磁阀控制污水管路的开通关闭；在所述吸附池中使用的秸秆吸附材料均为经过改性的材料，可充分吸收舱底水中的重质油和重金属离子，当吸附完成后，废弃的吸附材料连同滤袋可直接送入船舶焚烧炉(8)中进行燃烧，为船舶提供相关能源动力；所述调节池(2)主要用于对经吸附过滤处理后的舱底水预处理和pH值的调节，以及对从吸附池中带来的固体杂质进行沉降；所述的微生物挂膜填料结构(3.7)是将塑料原片压扣改成的双圈大塑料环，将醛化纤维或涤纶丝固定在环或圈上，使纤维束均匀分布；所述的微生物挂膜填料结构(3.7)内部是雪花状塑料纸条，既能挂膜，又能有效切割气泡，使水中的油污得到高效处理；所述的降解池(3)中采用空间迂回构造，在迂回构造空隙处填有恒温材料，保证其中的微生物拥有合适的生存温度，以提高降解池的降解能力；
该处理工艺具体包括如下步骤：控制吸附池改性秸秆与含油污水质液比为1:3–1:7，调节池沉降时间为12h–48h，调节pH至7，聚丙烯酰胺絮凝剂投放质液比为1:3–1:10，降解池菌液比为1:100–1:400，微生物降解时间为10h–24h，含油污水流速为0.1-1m/s。
2.根据权利要求1所述的处理工艺，其特征是：所述的蓄水池(6)用于暂时储存处理好的船舶舱底水，其与船舶中水系统和冷却水系统相连，可实现水的循环使用。
CN202110409239.4A 2021-04-16 2021-04-16 一种利用仿生鱼鳃处理船舱底部油污的处理系统及工艺 Active CN113264632B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110409239.4A CN113264632B (zh) 2021-04-16 2021-04-16 一种利用仿生鱼鳃处理船舱底部油污的处理系统及工艺

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110409239.4A CN113264632B (zh) 2021-04-16 2021-04-16 一种利用仿生鱼鳃处理船舱底部油污的处理系统及工艺

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113264632A CN113264632A (zh) 2021-08-17
CN113264632B true CN113264632B (zh) 2022-12-02

Family

ID=77228774

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110409239.4A Active CN113264632B (zh) 2021-04-16 2021-04-16 一种利用仿生鱼鳃处理船舱底部油污的处理系统及工艺

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113264632B (zh)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101207532B1 (ko) * 2011-05-24 2012-12-03 주식회사 에코에너지홀딩스 고순도 바이오메탄 정제시설에서 바이오메탄의 건조 및 불순물 제거 공정을 수행하는 장치
CN204237617U (zh) * 2014-11-27 2015-04-01 环境保护部南京环境科学研究所 一种水处理填料装置
CN106186584A (zh) * 2016-08-31 2016-12-07 哈尔滨工程大学 一种处理船舶含油废水的装置及方法
CN107792992A (zh) * 2016-09-06 2018-03-13 深圳先进技术研究院 一种海洋船舶油污水的联合处理方法
CN110835209A (zh) * 2019-12-18 2020-02-25 青岛北方节能环保有限公司 一种船舶含油污水集中处理方法及系统

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007019159B4 (de) * 2007-04-20 2013-02-28 Mt-Biomethan Gmbh Verfahren und Anlage zur Aufbereitung von Biogas zur Einspeisung in L-Gasnetze
CA2709722A1 (en) * 2010-07-15 2012-01-15 Alakh Prasad Integrated biogas cleaning a system to remove water, siloxanes, sulfur, oxygen, chlorides, and volatile organic compounds

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101207532B1 (ko) * 2011-05-24 2012-12-03 주식회사 에코에너지홀딩스 고순도 바이오메탄 정제시설에서 바이오메탄의 건조 및 불순물 제거 공정을 수행하는 장치
CN204237617U (zh) * 2014-11-27 2015-04-01 环境保护部南京环境科学研究所 一种水处理填料装置
CN106186584A (zh) * 2016-08-31 2016-12-07 哈尔滨工程大学 一种处理船舶含油废水的装置及方法
CN107792992A (zh) * 2016-09-06 2018-03-13 深圳先进技术研究院 一种海洋船舶油污水的联合处理方法
CN110835209A (zh) * 2019-12-18 2020-02-25 青岛北方节能环保有限公司 一种船舶含油污水集中处理方法及系统

Also Published As

Publication number Publication date
CN113264632A (zh) 2021-08-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1099384C (zh) 废水好氧处理的方法及设备
Thomas et al. Fouling characteristics of membrane filtration in membrane bioreactors
CN107381944B (zh) 一种矿井水分流深度处理装置及其处理方法
US5807485A (en) Shipboard fixed-bed bioreactor system
EP3755664A1 (en) Systems and methods for a low environmental impact treatment of contaminated fluid
CN113264632B (zh) 一种利用仿生鱼鳃处理船舱底部油污的处理系统及工艺
CN1233576C (zh) 活性炭浓缩分离——生物再生污水处理设备和方法
Hussain et al. Advanced Design of Wastewater Treatment Plants: Emerging Research and Opportunities: Emerging Research and Opportunities
Ahmad et al. A review of municipal solid waste (MSW) landfill management and treatment of leachate
Caplan et al. Technical report: novel oil/water separator for treatment of oily bilgewater
RU141342U1 (ru) Комплекс для очистки сточных вод от нефтепродуктов
CN112250261A (zh) 复合膜法脱氮除磷船用生活污水处理装置
Shuokr et al. Characteristics, treatment techniques, and operational limitations for refinery wastewater
CN208378655U (zh) 一种用于农田污水净化的生物净化设备
CN102730843B (zh) 一种用于天然气发电污水处理的生物污水处理剂
Malik et al. Study of upgradation technologies to treat biogas from spent wash to biocng
CN204824522U (zh) 一种稠油污水活性焦吸附-生物降解深度处理组合装置
CN203728685U (zh) 有机污水一体化生物处理装置
CN1517308A (zh) 油田回注用采出水的处理方法
CN214654278U (zh) 复合膜法脱氮除磷船用生活污水处理装置
CN220684905U (zh) 一种景观用水净化过滤系统
Maqboola et al. Effects of hydrocarbon degrading inoculum for carwash effluent treatment in a UASB reactor
Gao Discussion on Shanghai water treatment plan
CN103964635B (zh) 一种处理污水的金属双层膜生物反应器
CN105645689A (zh) 一种船舶排放废液的处理系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant