CN115385480A

CN115385480A - 一种低速柴油机的船用废水处理设备和工艺

Info

Publication number: CN115385480A
Application number: CN202211073044.8A
Authority: CN
Inventors: 江军; 刘闯; 杨耀
Original assignee: CSSC MES Diesel Co Ltd
Current assignee: CSSC MES Diesel Co Ltd
Priority date: 2022-09-02
Filing date: 2022-09-02
Publication date: 2022-11-25

Abstract

一种低速柴油机的船用废水处理设备和工艺，用于在船舶上对船用低速柴油机的iCER系统运行中产生的废水进行处理，该废水处理工艺包含中和、混凝、气浮、沉淀、压滤和过滤工艺步骤，废水处理设备与该低速柴油机的智能控烟系统连接，包括中和柜、碱液柜、废水收集舱、废水原水泵、废水处理模块、混凝剂模块、压缩空气喷头、气浮罐、净化水输送泵、机械过滤器、有机粘土过滤器、沉淀柜、污泥隔膜泵、压滤机、固废收集舱以及PLC控制柜，设备均为密闭式结构。本发明特别适用船舶等存在剧烈摇晃摆动场合使用，既可实现废水的净化处理，又可避免常规开放式处理设备无法适用船舶的特点，具有安全可靠、分组模块化及占地面积小等优点。

Description

一种低速柴油机的船用废水处理设备和工艺

技术领域

本发明涉及船用发动机废水的处理，特别涉及一种低速柴油机的船用废水处理设备和工艺，属于船用发动机技术领域。

背景技术

全球对船舶的排放要求越来越严格，各种针对船舶发动机降低排放的技术开发随之而来，智能控烟(Intelligent Control by Exhaust Recycling，以下简称iCER)技术即是其中之一。

2020年6月Win G&D发布了X-DF2.0，引入iCER系统设计。通过将部分主机产生的废气进行洗涤冷却后，引入主机增压器的压气机，与新鲜空气混合，实现扫气气体的氧浓度含量控制。通过用碳氧化物替换扫气空气中的氧气，降低燃气/空气混合物的活性。改善DF机型在燃气模式下的热效率，并使得在所有条件下的燃烧可控。iCER系统具有四个明显作用：1、降低燃气消耗；2、降低柴油机模式下液体燃料消耗；3、降低CH₄排放50％；4、iCER 可以有效降低燃气模式下的排放物，增加采用水处理系统，使之集成低压废气再循环(Exhaustgas Re-circulation，以下简称EGR)功能，则能在燃油模式下达到Tier III(NOx)排放要求。

由于iCER系统运行过程中会产生较大量酸性含油、含碳颗粒物的废水，无法直接排入海洋中，因此需要对这些废水进行处理。由于船舶在海洋中行驶存在摇晃、摆动等特性，常规的开放式沉淀处理工艺无法适应。因此研制出适合航行船舶的水处理系统成为当务之急。

发明内容

本发明的目的是，根据船舶独有特性研制出适合的水处理工艺和设备，提出一种低速柴油机的船用废水处理设备和工艺，该工艺及设备要做到完全适应船舶摇晃、摆动的特性，还要使得处理过的废水达标排放，同时还要对船舶空间占用要求较低。

为达到以上目的，本发明采用的技术方案如下：

一种低速柴油机的船用废水处理工艺，该工艺包含：来自主机空冷器(SAC)冷凝废水、 iCER系统产生的溢流和排污废水为酸性PH＝3～6，首先通过自流进入中和柜模块，经过中和的中性废水自流进入废水收集舱。废水由废水收集舱的废水经废水原水泵抽取输送至水处理模块中气浮罐进底部口管，进口管另设有混凝剂接口，来自混凝剂加注模块。混凝剂在管道中与中性废水混合后产生絮凝作用，将油污等污染物聚集成团。气浮罐内设有滤筒，滤筒底部设有压缩空气喷口，压缩空气经喷射后形成微气泡与混凝废水充分接触，通过气泡浮力将污染物胶团吹浮至液面上。净化水则通过滤筒微孔外流进而通过气浮罐底部排水口经净化水经泵输送并通过两级过滤(机械、有机粘土)过滤后排放。漂浮胶团则经过气浮罐顶部溢流口溢流至沉淀池，沉淀池底部设有污泥排放口，中上部设有溢流水口。污泥通过污泥隔膜泵输送至压滤机，溢流水则返回至废水收集舱循环处理。污泥经过压滤机压滤后形成少量固废收集，压滤水则返回至废水收集舱循环处理。

该工艺包括以下具体步骤：

(1)酸碱中和：来自主机空冷器(SAC)冷凝废水、iCER系统产生的溢流和排污废水为酸性PH＝3～6，酸性废水通过加入5～30％浓度NaOH溶液进行酸碱中和，中和后中性废水自流进入废水收集舱，舱底法兰口连接至废水原水泵模块，随后抽取输送至水处理模块；

(2)混凝：中性废水进入水处理模块时首先进入气浮罐底部进口管，进口管另设有混凝剂接口，混凝剂来自混凝剂加注模块，通过计量泵定量输送混凝剂；

(3)气浮：混凝废水进入气浮罐内滤筒，滤筒底部连接压缩空气喷口，压缩空气压力为 6～8bar，空气经喷射后形成微气泡，微气泡与混凝形成的污染物胶团接触后将其吹浮至液面上；

(4)过滤：滤筒内水通过微孔流至滤筒外并通过气浮罐底部排水口经净化水输送泵输出，净化泵送后先后经过机械过滤(粗过滤)和有机粘土过滤(细)达标排放；

(5)沉淀：污泥胶团经气浮罐溢流口溢流至沉淀柜，在沉淀柜中进行沉淀，顶部设有污泥排放口，经污泥隔膜泵泵送至压滤机，水则通过溢流口返回至废水收集舱循环处理；

(6)压滤：污泥泵送入压滤机后经压滤分离出绝大部分水，浓缩污泥则排出储存在固废舱室，压滤水则返回至废水收集舱循环处理。

本发明进一步特征在于，所述所述处理设备的部件均为密闭式。

本发明进一步特征在于，所述所述中和柜、碱液柜、废水原水泵、水处理、混凝剂模块和压滤机等部件均为单独模块，以避免占用大面积船舱空间，充分利用船舱的局部小空间。

本发明进一步特征在于，所述工艺采用了中和、混凝、气浮、沉淀、压滤和过滤等组合工艺，以达到合格排放要求。

本发明进一步特征在于，所述步骤(1)NaOH碱液浓度为5～30wt％。

本发明进一步特征在于，所述步骤(6)中混凝剂为聚氯化铝(PAC).

本发明进一步特征在于，所述步骤(6)中采用了压滤工艺，极大减少了污泥等污染物体积，减少船舱空间占用。

本发明还提供了一种低速柴油机的船用废水处理设备，该设备包括中和柜、碱液柜、在线PH分析仪、废水收集舱、废水原水泵、混凝剂加注泵、压缩空气喷头、气浮罐、净化水输送泵、机械过滤器、有机粘土过滤器、沉淀柜、污泥隔膜泵、压滤机、固废收集舱以及PLC控制柜等。

来自空冷器(SAC)冷凝水、iCER系统溢流水和iCER系统排污水经管道连接至中和柜，来自碱液柜的碱液经过管道和计量泵连接至中和柜；中和后的中性废水通过中和柜底部管口自流至废水收集舱，废水收集舱法兰口通过管道连接至废水原水泵进口，废水原水泵出口经管道连接至水处理模块气浮罐底部进口，进口管另一端连接至混凝剂模块出口；压缩空气经管道连接至气浮罐底部另一进口，进口末端连接喷头；混凝废水进口及压缩空气喷头均连接至气浮罐内滤筒内部；气浮罐顶部污染物胶团溢流口通过管道连接至沉淀柜顶部接口，气浮罐下部净化水接口经管道连接至净化水输送泵进口，泵出口经管道连接至机械过滤器进口，机械过滤器出口通过管道连接至有机粘土过滤器进口，出口连接至净化水排放口；沉淀柜底部污泥排放口经管道连接至污泥隔膜泵进口，沉淀柜上部溢流水口通过管道连接至废水收集舱一接口；污泥隔膜泵出口通过管道连接至压滤机进口，压滤机排水口通过管道连接至废水收集舱一接口，浓缩固废经打包存储至固废收集舱。

所有泵、自动阀及分析仪器均通过PLC自动控制运行。

所述中和柜采用不锈钢材质。

所述机械过滤器过滤精度为10～50um。

所述污泥隔膜泵选用隔膜泵。

所述中和柜、碱液柜、气浮罐、沉淀柜均为密闭容器。

与现有类似技术相比，本发明的优势在于：

(1)由于船舶存在摇晃，摆动等特点，所述船用废水处理工艺特别适用于烟气洗涤废水的处理。

(2)由于船舶空间局限，所述船用废水处理设备采用多模块设计，可以充分利用船舶局部小空间。

(3)本发明采用组合式处理工艺，确保了废水处理的安全可靠性。

附图说明

图1为本发明的工艺原理图。

标记说明：

V001——中和柜，V002——碱液柜，V003——废水收集舱，V004——PAC储存罐，V005——气浮罐，V006——沉淀柜，V007——固废舱；

P001——废水原水泵，P002——碱液输送泵，P003——PAC输送泵，P004——净化水输送泵，P005——污泥隔膜泵；

F001——机械过滤器，F002——有机粘土过滤器；

X001——压滤机。

具体实施方式

在本申请中，如果没有特别的说明，本文所提到的所有实施方式以及优选实施方式可以相互组合形成新的技术方案。

在本申请中，如果没有特别的说明，本文所提到的所有技术特征以及优选特征可以相互组合形成新的技术方案。

在本申请中，如果没有特别的说明，本文所提到的所有步骤可以顺序进行，也可以随机进行，但是优选是顺序进行的。例如，所述方法包括步骤(a)和(b)，表示所述方法可包括顺序进行的步骤(a)和(b)，也可以包括顺序进行的步骤(b)和(a)。例如，所述提到所述方法还可包括步骤(c)，表示步骤(c)可以任意顺序加入到所述方法，例如，所述方法可以包括步骤(a)、(b) 和(c)，也可包括步骤(a)、(c)和(b)，也可以包括步骤(c)、(a)和(b)等。

本发明用于在船舶上对船用低速柴油机的iCER系统运行中产生的废水进行处理。

在以下实施例中具体列举了本发明的优选实施方式，但是应当理解，本发明的保护范围不仅限于此。

下面根据附图1以及具体实施例进一步对本发明进行详细阐述。

实施例1

本实施例按图1方式构建，来自SAC冷凝水、iCER系统溢流水和排污水流量约为3.5Nm³/ h，经过管道输送至中和柜V001，废水主要含油、碳颗粒物并且PH＝3～6。同时来自碱液柜 V002经过计量泵P002输送碱液至中和柜，并通在线过PH分析仪控计量泵进而控制中和后废水PH值。

中和后的中性废水通过自流进入废水收集舱V003，随后中性废水通过废水原水泵P001 输送至水处理模块气浮罐底部，进入气浮罐V005前混凝剂模块中PAC储罐V004储存混凝剂通过PAC输送泵P002输送至气浮罐废水进口管，使得混凝剂与废水充分混合产生絮凝效果。混凝废水由气浮罐内滤筒底部送入罐内，滤筒底部另有一接口通入6～8bar压缩空气。利用压缩空气被喷射成微小气泡而带动混凝后的污染物胶团，使之上浮至液面上。胶团通过罐顶设置的溢流口溢流至沉淀柜V006，进入其中进行沉淀作用。此外由于过净化可以由水滤筒内流动至滤筒外，并通过罐底设置出口由净化水输送泵P004经机械过滤器F001和有机粘土过滤器F002过后达标排放。进入沉淀柜V006中污染物胶团在沉淀柜V006中沉淀后，底部聚集的高浓度含油污泥通过污泥隔膜泵P005输送至压滤机X001，经压滤后的固废经打包处理，存储于固废舱V007中。压滤水则返回至废水收集舱V003循环处理。沉淀柜V006上部溢流水则通过自流返回废水收集舱V003。

此外，整个船用废水处理设备通过PLC控制实现自动化操作，大大节省人工成本。

Claims

1.一种低速柴油机的船用废水处理设备，安装于船舶上，与该低速柴油机的智能控烟系统连接，其特征在于，所述的船用废水处理设备包括中和柜、碱液柜、废水收集舱、废水原水泵、废水处理模块、混凝剂模块、压缩空气喷头、气浮罐、净化水输送泵、机械过滤器、有机粘土过滤器、沉淀柜、污泥隔膜泵、压滤机、固废收集舱以及PLC控制柜。

2.根据权利要求1所述的低速柴油机的船用废水处理设备，其特征在于，所述的船用废水处理设备的部件均为密闭式。

3.根据权利要求1所述的低速柴油机的船用废水处理设备，其特征在于，所述的中和柜、碱液柜、废水原水泵、废水处理模块、混凝剂模块和压滤机均为单独模块，以避免占用大面积船舱空间，充分利用船舱的局部小空间。

4.一种采用权利要求1所述船用废水处理设备实现的低速柴油机的船用废水处理工艺，其特征在于，所述船用废水处理工艺对船用低速柴油机运行时智能控烟系统产生的废水进行处理，该船用废水处理工艺包括以下步骤：

(1)来自智能控烟系统溢流水、排污水和来自柴油机主机的空冷器冷凝污水，经管道收集后送入中和柜，中和由来自碱液柜的NaOH碱液进行中和；

(2)中和后的废水自流至废水收集舱，并通过管道与废水原水泵连接，接着由废水原水泵输送至废水处理模块；

(3)进入废水处理模块的废水在管道中与来自混凝剂模块的混凝剂混合并送入气浮罐；

(4)气浮罐的废水进口处有一压缩空气喷口，将压缩空气经过喷射后形成微小气泡作用于混凝废水，将废水中悬浮物气浮至水面聚集并通过溢流口送至沉淀柜；

(5)气浮罐中设有带微孔滤筒，混凝废水在滤筒由下至上流动，悬浮物随气流上浮，净化水透过微孔至滤筒外，气浮罐底部设有净化水出口，净化水经净化水输送泵送后，经机械和有机粘土两级过滤后排放；

(6)含水悬浮污染物溢流至沉淀柜后，含油污泥经过沉淀后聚集于柜底并通过底部排污阀经污泥隔膜泵输送至压滤机，顶部设有溢流口可将上层水返回至废水收集舱；

(7)含油污泥送至压滤机经过压滤机压滤后，形成含水率较低的污泥，进入固废收集舱，压滤水则返回至废水收集舱进行循环处理。

5.根据权利要求4所述的低速柴油机的船用废水处理工艺，其特征在于，所述船用废水处理工艺采用了中和、混凝、气浮、沉淀、压滤和过滤的组合工艺，以达到合格排放要求。

6.根据权利要求4所述的低速柴油机的船用废水处理工艺，其特征在于，所述步骤(1)中NaOH碱液的浓度为5～30wt％。

7.根据权利要求4所述的低速柴油机的船用废水处理工艺，其特征在于，所述步骤(6)中采用了压滤工艺，以极大减少污泥的体积，减少船舱空间的占用。