CN113830958A - 船舶废水处理装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种船舶废水处理装置，用于处理船舶脱硫系统产生的脱硫废水，所述船舶废水处理装置包括：进料单元、过滤单元、分离单元以及废液缓冲单元；所述过滤单元包括自清洗过滤器与陶瓷膜过滤器，且能够进行自动反冲洗；所述分离单元包括加热装置与分离装置，且能够将所述过滤单元过滤后浓缩液形成污泥和分离液，从而容纳于所述废液缓冲单元。进而实现脱硫废水的近零排放，操作简便，自动化程度高，所需添加的药剂种类少且可循环利用，还能够适用于不同类型的脱硫废水。
Description
技术领域
本发明涉及船舶柴油机尾气处理技术领域，具体而言涉及一种船舶废水处理装置。
背景技术
船舶所产生的废气是全球大气污染的重要来源之一。为了满足越来越严苛的船舶排放标准，船舶运营商可选择改用低硫燃油、更换清洁能源发动机、安装废气洗涤脱硫系统等方案。综合考虑经济性因素，全球主流船东大多选择安装废气洗涤脱硫系统。然而，在废气洗涤脱硫过程中会产生一定量的脱硫废水，近年来，为了减少船舶柴油机排气对环境大气的污染，IMO(国际海事组织，International Maritime Organization)和MEPC(海洋环境保护委员会，Marine Environment Protection Committee)对于脱硫废水的排放限值也作了明确的规定。
随着环保要求的愈加严格，部分国家和地区声称在港口水域将不允许排放洗涤水，因此开发出零排放的船舶脱硫废水处理装置尤为重要。船舶废气洗涤脱硫废水处理技术目前的研究主要集中于废水的达标排放，对零排放或近零排放技术的研究较少。废水只是通过简单的旋流分离或氧化处理后进行排放或回用，具有装置结构复杂、过滤器寿命低、处理效果稳定性差等缺点，并且处理后的水难以满足上述标准。
因此，需要一种船舶废水处理装置，以至少部分地解决以上问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种船舶废水处理装置，以解决现有技术中船舶废气洗涤脱硫废水排放难以达标、废水处理效果稳定性差的问题。
本发明实施例提供一种船舶废水处理装置，用于处理船舶脱硫系统产生的脱硫废水，所述船舶废水处理装置包括：进料单元，所述进料单元包括废水管路，所述废水管路用于接收所述脱硫废水；过滤单元，所述过滤单元与所述进料单元连通，以接收来自所述进料单元的所述脱硫废水，所述过滤单元包括自清洗过滤器与陶瓷膜过滤器，所述自清洗过滤器用于过滤所述脱硫废水中的固体悬浮物，且能够进行自动反冲洗，所述陶瓷膜过滤器用于将所述脱硫废水分离为滤液和浓缩液；分离单元，所述分离单元与所述过滤单元连通，以接收来自所述过滤单元的所述浓缩液，所述分离单元包括加热装置与分离装置，所述加热装置用于对所述浓缩液进行加热，以使所述浓缩液汽化并进入所述分离装置，所述分离装置用于分离汽化后的所述浓缩液，以形成污泥和分离液；以及废液缓冲单元，用于容纳所述船舶废水处理装置处理后的废液。
可选地，在本发明的一些实施例中，所述自清洗过滤器的进出口两端均设置有压力传感器，当所述进出口两端的所述压力传感器之间的跨膜压差达到预设值时，所述自清洗过滤器能够进行自动反冲洗。
可选地，在本发明的一些实施例中，所述过滤单元包括循环管路，所述陶瓷膜过滤器设置于所述循环管路，所述循环管路具有循环泵，所述自清洗过滤器的输出端以及所述分离单元的输入端均与所述循环管路连通，所述自清洗过滤器的输出端连通至所述陶瓷膜过滤器的上游，所述分离单元的输入端连通至所述陶瓷膜过滤器的下游。
可选地，在本发明的一些实施例中，所述过滤单元还包括与所述陶瓷膜过滤器连通的滤液排出管路，所述滤液排出管路用于将所述滤液排至所述废液缓冲单元。
可选地，在本发明的一些实施例中，所述船舶废水处理装置还包括药剂储存罐，所述药剂储存罐通过隔膜泵与所述循环管路连通，以对所述陶瓷膜过滤器进行清洗。
可选地，在本发明的一些实施例中，所述药剂储存罐包括酸液罐和/或碱液罐，所述药剂储存罐的材料包括塑料。
可选地，在本发明的一些实施例中，所述分离单元还包括蒸汽压缩装置，所述蒸汽压缩装置的两端分别与所述加热装置以及所述分离装置连通；所述蒸汽压缩装置用于对所述分离装置排出的蒸汽进行压缩，并将压缩后的所述蒸汽输送至所述加热装置。
可选地，在本发明的一些实施例中，所述分离单元还包括蒸汽注入管路，通过向所述蒸汽注入管路注入蒸汽，以启动所述分离单元。
可选地，在本发明的一些实施例中，所述加热装置包括预热器与主换热器，所述预热器的输入端与所述过滤单元的输出端连通，所述预热器的输出端与所述主换热器连通，所述主换热器用于将所述预热器预加热后的所述浓缩液与所述蒸汽压缩装置压缩后的所述蒸汽进行换热，以使所述浓缩液汽化并进入所述分离装置，所述蒸汽冷凝液化后排出所述船舶废水处理装置。
可选地，在本发明的一些实施例中，所述预热器与所述主换热器之间设置有离心泵，所述离心泵用于将所述预热器预加热后的所述浓缩液输送至所述主换热器。
可选地，在本发明的一些实施例中，所述分离单元还包括与所述加热装置连通的蒸汽排出管路，所述蒸汽排出管路用于将所述滤冷凝液化后的所述蒸汽排至所述废液缓冲单元。
可选地，在本发明的一些实施例中，所述分离单元还包括压滤装置，所述压滤装置的输入端与所述分离装置的输出端连通，用于形成污泥和分离液。
可选地，在本发明的一些实施例中，所述分离单元还包括与所述压滤装置连通的分离液排出管路，所述分离液排出管路用于将所述分离液排至所述废液缓冲单元。
可选地，在本发明的一些实施例中，所述废液缓冲单元包括多个缓冲罐，不同的所述缓冲罐用于容纳所述船舶废水处理装置处理后的不同废液。
综上，本发明实施例提供一种船舶废水处理装置，用于处理船舶脱硫系统产生的脱硫废水，所述船舶废水处理装置包括：进料单元、过滤单元、分离单元以及废液缓冲单元；所述过滤单元包括自清洗过滤器与陶瓷膜过滤器，且能够进行自动反冲洗；所述分离单元包括加热装置与分离装置，且能够将所述过滤单元过滤后浓缩液形成污泥和分离液，从而容纳于所述废液缓冲单元。进而实现脱硫废水的近零排放，操作简便，自动化程度高，所需添加的药剂种类少且可循环利用，还能够适用于不同类型的脱硫废水。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例中所述船舶废水处理装置的一种结构示意图。
主要附图标记说明：
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，本领域技术人员在没有作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。此外，应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上”、“下”、“左”和“右”可以是装置实际使用或工作状态的方向，也可以是参考附图中的图面方向，还可以是指相对的两个方向；而“内”和“外”则是针对装置的轮廓而言的。
具体地，请参考图1，本发明提供一种本发明实施例提供一种船舶废水处理装置，用于处理船舶脱硫系统产生的脱硫废水，所述船舶废水处理装置10包括：进料单元100，所述进料单元100包括废水管路110，所述废水管路110用于接收所述脱硫废水；过滤单元200，所述过滤单元200与所述进料单元100连通，以接收来自所述进料单元100的所述脱硫废水，所述过滤单元200包括自清洗过滤器210与陶瓷膜过滤器220，所述自清洗过滤器210用于过滤所述脱硫废水中的固体悬浮物，且能够进行自动反冲洗，所述陶瓷膜过滤器220用于将所述脱硫废水分离为滤液和浓缩液；分离单元300，所述分离单元300与所述过滤单元200连通，以接收来自所述过滤单元200的所述浓缩液，所述分离单元300包括加热装置310与分离装置320，所述加热装置310用于对所述浓缩液进行加热，以使所述浓缩液汽化并进入所述分离装置320，所述分离装置320用于分离汽化后的所述浓缩液，以形成污泥和分离液；以及废液缓冲单元400，用于容纳所述船舶废水处理装置10处理后的废液。所述废水管路110上优选设置输料泵111，以提供输送液体的动力。
所述进料单元100优选构造为大致具有400mm×400mm×300mm的体积，所述过滤单元200以及所述分离单元300优选构造为大致具有1.5m×1.0m×1.8m的体积。相对于陆用的废水处理系统，本发明所述船舶废水处理装置10体积小且集成度高。
在本发明的一些实施例中，所述自清洗过滤器210为预处理装置，所述自清洗过滤器210的内部安装有金属滤芯，能够对脱硫废水中含有的较大颗粒及固体悬浮物实现有效的拦截，确保后端的过滤膜的表面不会被堵塞或划伤。随着运行时间的增加，滤芯表面会积累较多的污染物。优选地，在所述自清洗过滤器210进出口处安装有压力传感器211，所述自清洗过滤器210的进出口两端均设置有压力传感器211，可以理解的是，所述自清洗过滤器210的进出口两端均设置有压力传感器211，以对系统运行参数进行监测，当所述进出口两端的所述压力传感器211之间的跨膜压差达到预设值时，所述自清洗过滤器能够进行自动反冲洗。优选地，当所述进出口两端的所述压力传感器211之间的跨膜压差达到0.1Mpa时，所述自清洗过滤器能够进行自动反冲洗。所述自清洗过滤器的自动反冲洗程序包括管路排空、药剂添加、循环清洗、药剂抽回四个流程。所述压力传感器211还能够检测管内液体压力，提高安全性。
在本发明的一些实施例中，所述过滤单元200包括循环管路201，所述陶瓷膜过滤器220设置于所述循环管路201，所述循环管路201具有循环泵230，所述自清洗过滤器210的输出端以及所述分离单元300的输入端均与所述循环管路201连通，所述自清洗过滤器210的输出端连通至所述陶瓷膜过滤器220的上游，所述分离单元300的输入端连通至所述陶瓷膜过滤器220的下游。即脱硫废水在所述循环泵230的带动下，先进入所述陶瓷膜过滤器220，从所述陶瓷膜过滤器220流出的浓缩液一部分进入所述分离单元300，一部分与脱硫废水混合后再次进入所述陶瓷膜过滤器220。
所述陶瓷膜过滤器220包括复合陶瓷膜，该复合陶瓷膜主要成分优选为氧化铝、氧化钛和氧化锆中的至少一种。该复合陶瓷膜为超滤膜，其能够过滤20nm以上的颗粒物。所述浓缩液在与所述陶瓷膜过滤器220通道内壁的接触过程中，小于膜孔径的物质通过所述陶瓷膜过滤器220的多孔分离层，达到渗透侧成为滤液，可以输送至所述废液缓冲单元400，而大于膜孔径的物质被分离层截留而成为浓缩液，流出至所述分离单元300。并且，所述陶瓷膜过滤器220构造为能够实现“错流过滤”，利用跨膜压差进行过滤，以降低堵塞的可能，提高过滤效率。本发明中所述陶瓷膜过滤器220，能够处理不同类型的脱硫废水，例如无论是钠碱法脱硫系统还是镁基-海水法脱硫系统所产生的废水，其都可以进行有效的处理。优选地，所述过滤单元200还包括与所述陶瓷膜过滤器220连通的滤液排出管路203，所述滤液排出管路203用于将所述滤液排至所述废液缓冲单元400。示例性地，经过上述陶瓷膜过滤器220处理后的脱硫废水，即陶瓷膜过滤器220产生的所述滤液，其指标能够满足国际海事组织的相关要求。
由于所述陶瓷膜过滤器220在使用一段时间后，其内部会附着油污等杂质，需要对其进行清洗。因而，在本发明的一些实施例中，所述船舶废水处理装置还包括药剂储存罐240，所述药剂储存罐240通过隔膜泵250与所述循环管路201连通，以对所述陶瓷膜过滤器220进行清洗。所述药剂储存罐240包括酸液罐和/或所述碱液罐，所述酸液罐和/或所述碱液罐均经由管路与所述循环管路201连通，并在管路上设置计量泵260，以对所述陶瓷膜过滤器220进行CIP清洗(原位清洗，Clean In Place)。优选地，所述酸液罐和/或所述碱液罐设置有液位传感器241，以感测所述酸液罐和/或所述碱液罐内液位，提醒所述酸液罐和/或所述碱液罐内液体过少或过多。酸液优选为12％至20％浓度的盐酸。优选地，所述药剂储存罐240的材料包括塑料。
在本发明的一些实施例中，所述分离单元300还包括蒸汽压缩装置330，所述蒸汽压缩装置330的两端分别与所述加热装置310以及所述分离装置320连通；所述蒸汽压缩装置330用于对所述分离装置320排出的蒸汽进行压缩，并将压缩后的所述蒸汽输送至所述加热装置310。所述加热装置310包括预热器311与主换热器312，所述预热器311的输入端与所述过滤单元200的输出端连通，所述预热器311的输出端与所述主换热器312连通，所述主换热器312用于将所述预热器311预加热后的所述浓缩液与所述蒸汽压缩装置330压缩后的所述蒸汽进行换热，以使所述浓缩液汽化并进入所述分离装置320，所述蒸汽冷凝液化后排出所述船舶废水处理装置。优选地，所述预热器311与所述主换热器312之间设置有离心泵313，所述离心泵313用于将所述预热器311预加热后的所述浓缩液输送至所述主换热器312。
可以理解的是，所述蒸汽压缩装置330通过对所述分离装置320排出的蒸汽(二次蒸汽)进行压缩，提高了系统内二次蒸汽的热焓，能够为系统连续提供蒸汽。所述分离单元300还包括蒸汽注入管路301，通过向所述蒸汽注入管路301注入蒸汽，以启动所述分离单元300。可以理解的是，仅在系统启动时需要补充外界的新鲜蒸汽，正常运行时二次蒸汽经所述蒸汽压缩装置330压缩，压力、温度提高，热焓增加，然后送到所述主换热器312当作加热蒸汽使用，使所述浓缩液维持沸腾状态，而原本的加热蒸汽本身则冷凝液化后排出所述船舶废水处理装置。
在本发明的一些实施例中，所述分离单元300还包括与所述加热装置310连通的蒸汽排出管路302，所述蒸汽排出管路302用于将所述滤冷凝液化后的所述蒸汽排至所述废液缓冲单元400。优选地，所述蒸汽排出管路302分别与所述预热器311与所述主换热器312连通。
在本发明的一些实施例中，所述分离单元300还包括压滤装置340，所述压滤装置340的输入端与所述分离装置320的输出端连通，用于形成污泥和分离液。所述分离单元300还包括与所述压滤装置340连通的分离液排出管路303，所述分离液排出管路303用于将所述分离液排至所述废液缓冲单元400。
在本发明的一些实施例中，所述废液缓冲单元400包括多个缓冲罐，不同的所述缓冲罐用于容纳所述船舶废水处理装置10处理后的不同废液。
综上，本发明实施例提供一种船舶废水处理装置10，用于处理船舶脱硫系统产生的脱硫废水，所述船舶废水处理装置10包括：进料单元100、过滤单元200、分离单元300以及废液缓冲单元400；所述过滤单元200包括自清洗过滤器210与陶瓷膜过滤器220，且能够进行自动反冲洗；所述分离单元300包括加热装置310与分离装置320，且能够将所述过滤单元200过滤后浓缩液形成污泥和分离液，从而容纳于所述废液缓冲单元400。进而实现脱硫废水的近零排放，操作简便，自动化程度高，所需添加的药剂种类少且可循环利用，还能够适用于不同类型的脱硫废水。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
以上对本发明实施例所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (14)
1.一种船舶废水处理装置，用于处理船舶脱硫系统产生的脱硫废水，其特征在于，所述船舶废水处理装置包括：
进料单元，所述进料单元包括废水管路，所述废水管路用于接收所述脱硫废水；
过滤单元，所述过滤单元与所述进料单元连通，以接收来自所述进料单元的所述脱硫废水，所述过滤单元包括自清洗过滤器与陶瓷膜过滤器，所述自清洗过滤器用于过滤所述脱硫废水中的固体悬浮物，且能够进行自动反冲洗，所述陶瓷膜过滤器用于将所述脱硫废水分离为滤液和浓缩液；以及
分离单元，所述分离单元与所述过滤单元连通，以接收来自所述过滤单元的所述浓缩液，所述分离单元包括加热装置与分离装置，所述加热装置用于对所述浓缩液进行加热，以使所述浓缩液汽化并进入所述分离装置，所述分离装置用于分离汽化后的所述浓缩液，以形成污泥和分离液；
废液缓冲单元，用于容纳所述船舶废水处理装置处理后的废液。
2.如权利要求1所述的船舶废水处理装置，其特征在于，所述自清洗过滤器的进出口两端均设置有压力传感器，当所述进出口两端的所述压力传感器之间的跨膜压差达到预设值时，所述自清洗过滤器能够进行自动反冲洗。
3.如权利要求1所述的船舶废水处理装置，其特征在于，所述过滤单元包括循环管路，所述陶瓷膜过滤器设置于所述循环管路，所述循环管路具有循环泵，所述自清洗过滤器的输出端以及所述分离单元的输入端均与所述循环管路连通，所述自清洗过滤器的输出端连通至所述陶瓷膜过滤器的上游，所述分离单元的输入端连通至所述陶瓷膜过滤器的下游。
4.如权利要求1所述的船舶废水处理装置，其特征在于，所述过滤单元还包括与所述陶瓷膜过滤器连通的滤液排出管路，所述滤液排出管路用于将所述滤液排至所述废液缓冲单元。
5.如权利要求3所述的船舶废水处理装置，其特征在于，所述船舶废水处理装置还包括药剂储存罐，所述药剂储存罐通过隔膜泵与所述循环管路连通，以对所述陶瓷膜过滤器进行清洗。
6.如权利要求5所述的船舶废水处理装置，其特征在于，所述药剂储存罐包括酸液罐和/或碱液罐，所述药剂储存罐的材料包括塑料。
7.如权利要求1所述的船舶废水处理装置，其特征在于，所述分离单元还包括蒸汽压缩装置，所述蒸汽压缩装置的两端分别与所述加热装置以及所述分离装置连通；所述蒸汽压缩装置用于对所述分离装置排出的蒸汽进行压缩，并将压缩后的所述蒸汽输送至所述加热装置。
8.如权利要求7所述的船舶废水处理装置，其特征在于，所述分离单元还包括蒸汽注入管路，通过向所述蒸汽注入管路注入蒸汽，以启动所述分离单元。
9.如权利要求7所述的船舶废水处理装置，其特征在于，所述加热装置包括预热器与主换热器，所述预热器的输入端与所述过滤单元的输出端连通，所述预热器的输出端与所述主换热器连通，所述主换热器用于将所述预热器预加热后的所述浓缩液与所述蒸汽压缩装置压缩后的所述蒸汽进行换热，以使所述浓缩液汽化并进入所述分离装置，所述蒸汽冷凝液化后排出所述船舶废水处理装置。
10.如权利要求9所述的船舶废水处理装置，其特征在于，所述预热器与所述主换热器之间设置有离心泵，所述离心泵用于将所述预热器预加热后的所述浓缩液输送至所述主换热器。
11.如权利要求9所述的船舶废水处理装置，其特征在于，所述分离单元还包括与所述加热装置连通的蒸汽排出管路，所述蒸汽排出管路用于将所述冷凝液化后的所述蒸汽排至所述废液缓冲单元。
12.如权利要求1所述的船舶废水处理装置，其特征在于，所述分离单元还包括压滤装置，所述压滤装置的输入端与所述分离装置的输出端连通，用于形成污泥和分离液。
13.如权利要求12所述的船舶废水处理装置，其特征在于，所述分离单元还包括与所述压滤装置连通的分离液排出管路，所述分离液排出管路用于将所述分离液排至所述废液缓冲单元。
14.如权利要求1所述的船舶废水处理装置，其特征在于，所述废液缓冲单元包括多个缓冲罐，不同的所述缓冲罐用于容纳所述船舶废水处理装置处理后的不同废液。
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