CN212050809U - 基于双级纳滤船舶压舱水用作港口除尘水的接收处理装置 - Google Patents
基于双级纳滤船舶压舱水用作港口除尘水的接收处理装置 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型公开了一种基于双级纳滤船舶压舱水用作港口除尘水的接收处理装置，包括依次通过管路连接的调节池、原水提升泵、保安过滤器、一级纳滤高压泵、一级纳滤装置、二级纳滤高压泵和二级纳滤装置；其中，调节池通过管路与投放至船舶压载水舱中的潜水提升泵连接；一级纳滤装置的浓水出水端通过管路与调节池相连通，二级纳滤装置的浓水出水端通过管路连通至位于保安过滤器的出水口与一级纳滤高压泵之间的管路上；该装置通过将多个设备联用并合理安排不同阶段的处理功能和循环方式，实现将船舶压舱水处理为港口除尘水，节省了常规海水淡化设备超滤预处理系统，系统造价降低，节约淡水资源，降低港口除尘作业运营成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及船舶污水处理技术领域，特别涉及一种基于双级纳滤船舶压舱水用作港口除尘水的接收处理装置。
背景技术
船舶压载水用于在航船舶控制船舶横倾、纵倾及稳性吃水，是船舶不可或缺的一部分。全球范围内运输的船舶压载水达22～120亿吨/年。根据《国际船舶压载水和沉积物控制与管理公约》的规定，进入公约缔约国海域的所有船舶必须安装通过IMO认可的船舶压载水处理系统，压载水排放须满足D-2标准要求，因此船舶压载水在排放前一般经过过滤、气旋分离、消毒等工艺处理，处理后的压载水中颗粒物及病毒细菌浓度低于普通海水。
水运具有运量大成本低等突出优势，成为煤炭的主要运输方式。港口是煤炭运输的重要环节，但煤炭的装卸与堆存等港口作业过程产生的散货粉尘污染已成为港口大气污染物的主要来源。散货抑尘主要分干式除尘和湿式除尘两种，其中湿式除尘因初期建设成本较低，被各大港口普遍采用，即利用喷淋、洒水等手段抑制煤炭作业过程粉尘起尘。目前湿式除尘以市政供水为主，耗水量大，运行成本高，且造成了饮用水资源的浪费。我国部分沿海的大型港口已开始探索海水、中水等非常规水源处理后作为除尘用水，但因处理成本高于市政供水限制了大规模推广应用。因此亟需开发除尘用水的可利用水源，以节省港口运行成本，同时实现水资源的综合利用。
因此，将船舶压载水进行接收并处理后作为港口除尘用水表现出巨大的潜力价值，一方面船舶压载水在达到IMO D-2标准后，理论上是可达到海水淡化装置进水水质要求，可以省去预处理系统，从而降低海水淡化成本；另一方面，针对海水盐度较高的海域港口，由于船舶压舱的海水盐度低于该港口海域内海水盐度，利用压舱海水可降低海水淡化系统的能耗。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种用于对船舶压载水进行处理使其达到港口除尘用水水质标准的基于双级纳滤船舶压舱水用作港口除尘水的接收处理装置。
为此，本实用新型技术方案如下：
一种基于双级纳滤船舶压舱水用作港口除尘水的接收处理装置，包括调节池、保安过滤器、一级纳滤装置和二级纳滤装置；其中，调节池的顶部设有第一进水口和第二进水口、底部设有出水口，其出水口通过第一连接管路与保安过滤器的进水口相连通，且在第一连接管路上设有原水提升泵；保安过滤器的出水口通过第二连接管路与一级纳滤装置的进水口相连通，且在第二连接管路上设有一级纳滤高压泵；一级纳滤装置的顶部的浓水出水口通过第三连接管路与调节池的第二进水口相连通，其底部的滤后出水口通过第四连接管路与二级纳滤装置的进水口相连通，且在第四连接管路上设有二级纳滤高压泵；二级纳滤装置的顶部的浓水出水口通过第五连接管路连通至位于保安过滤器的出水口与一级纳滤高压泵之间的管路上，其底部的滤后出水口设有第六连接管路。
该基于双级纳滤船舶压舱水用作港口除尘水的接收处理装置还包括潜水提升泵，其泵送出水端连接有第七连接管路，且第七连接管路的另一端设有与连接在调节池第一进水口端的第八连接管路相匹配的标准接头。
进一步地，在第三连接管路上且邻近进水端口处、在第五连接管路上且邻近进水端口处、以及在第八连接管路上且邻近进水端口处均设置有截止阀。
进一步地，在一级纳滤高压泵与一级纳滤装置之间的第二连接管路上、在第三连接管路上且邻近一级纳滤装置的浓水出水口处、在二级纳滤高压泵与二级纳滤装置之间的第四连接管路上、在第五连接管路上且邻近二级纳滤装置的浓水出水口处、以及在第六连接管路上均设有流量计。
进一步地，在第二连接管路上且位于流量计的邻测、以及在第四连接管路上且位于流量计的邻测各设置有一个压力表。
进一步地，保安过滤器的内设滤网为孔径为5μm的PP滤网；一级纳滤装置和二级纳滤装置内设的纳滤膜元件为美国陶氏化学公司的型号为NF90-4040的纳滤膜元件。
与现有技术相比，该基于双级纳滤船舶压舱水用作港口除尘水的接收处理装置通过将调节池、保安过滤器、一级纳滤装置和二级纳滤装置进行联用，并合理安排不同阶段处理功能和不同阶段出水的循环方式，实现以船舶压舱水作为进水将其上岸接收、处理并用作港口除尘水，节省了常规海水淡化设备超滤预处理系统，系统造价降低，节约淡水资源，降低港口除尘作业运营成本；此外采用该处理装置实现的洗舱水脱盐工艺，相比反渗透工艺，操作压力降低，系统能耗显著降低，因此进一步实现降低产水运行成本。
附图说明
图1为本实用新型的基于双级纳滤船舶压舱水用作港口除尘水的接收处理装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本实用新型做进一步的说明，但下述实施例绝非对本实用新型有任何限制。
如图1所示，该基于双级纳滤船舶压舱水用作港口除尘水的接收处理装置包括调节池5、保安过滤器7、一级纳滤装置11和二级纳滤装置13；
调节池5的顶部设有第一进水口和第二进水口、底部设有出水口；其中，
调节池5的第一进水口用于与投放至船舶压载水舱1内的潜水提升泵2连接，具体地，调节池5第一进水口端上设有第八连接管路，且在第八连接管路上设有截止阀4，潜水提升泵2的泵送出水端连接有第七连接管路，同时第七连接管路的另一端设有与连接在第八连接管路相匹配的标准接头3，使第七连接管路能够与第八连接管路通过标准接头3相连通，通过潜水提升泵2将船舶压载水舱1内的压舱水泵送至位于岸上的调节池5内；
其中，潜水提升泵2的具体流量根据洗舱水接收处理系统设计规模确定，可取为100～500m3/h，而潜水提升泵2的扬程则根据船舶压载水舱1与港口岸边高程之差和水头损失并考虑2～3米富裕水头进行确定，泵头优选采用SS2205双相钢；标准接头3根据《内河船舶法定检验技术规则》、《国内航行海船法定检验技术规则》等船舶检验技术规范中的要求采用管径范围为DN50～DN100的接头并通过设置截止阀防止压舱水倒流；
调节池5具有暂时储存压舱水、水质调节的作用，通过调节池5内加入pH调节剂，使压舱水的pH调节至6～9；调节池5的出水口通过第一连接管路与保安过滤器7的进水口相连通，且在第一连接管路上设有原水提升泵6，用于将调节池5内的压舱水泵送至保安过滤器7中；
其中，原水提升泵6的流量根据洗舱水处理系统设计规模确定，流量优选为25-150m3/h，扬程优选为20-40m，泵头优选采用SS2205双相钢，实现原水提升泵6将压舱水原水提升至保安过滤器中的同时，保持保安过滤器7运行流量与原水提升泵6的泵送流量相匹配；
保安过滤器7采用内设有孔径为5μm的PP滤网的保安过滤器，其用于对压舱水中的细微的颗粒性杂质进行过滤，以免出现悬浮固体堵塞一级纳滤装置11和二级纳滤装置13的过滤通道，使纳滤装置发生损坏；
保安过滤器7的出水口通过第二连接管路与一级纳滤装置11的进水口相连通，且在第二连接管路上设有一级纳滤高压泵8，使经过初步除杂的洗舱水经一级纳滤高压泵8以预设的流量和压力泵送至一级纳滤装置11中；同时，通过在一级纳滤高压泵8与一级纳滤装置11之间的第二连接管路上安装流量计9和压力表10，实现对泵送至一级纳滤装置11内的洗舱水的泵送流量和泵送压力进行实时监测，以及时处理超压或流速异常的问题；
一级纳滤装置11顶部的浓水出水口通过第三连接管路与调节池5的第二进水口相连通，同时在第三连接管路上且邻近进水端口(即一级纳滤装置11的浓水出水口)处设置有截止阀4和流量计9，使经过一级纳滤系统处理得到的含盐浓水由第三连接管路排放至调节池5中与调节池5中的洗舱水混合，重新进入保安过滤器7内进行初步除杂处理；
其中，一级纳滤高压泵8的流量优选为20～120m3/h，扬程优选为80～100m，泵头优选采用SS2205双相钢；一级纳滤装置11为市售设备，其内设的纳滤膜元件采用DOW美国陶氏化学公司的NF90-4040，工作压力为0.65～0.85MPa；
一级纳滤装置11底部的滤后出水口通过第四连接管路与二级纳滤装置13的进水口相连通，且在第四连接管路上设有二级纳滤高压泵12，使经过第一次除盐处理的洗舱水经二级纳滤高压泵12以预设的流量和压力泵送至二级纳滤装置13中进行第二次除盐处理；同时，通过在二级纳滤高压泵12与二级纳滤装置13之间的第四连接管路上安装流量计9和压力表10，实现对泵送至二级纳滤装置13内的洗舱水的泵送流量和泵送压力进行实时监测，以及时处理超压或流速异常的问题；
二级纳滤装置13顶部的浓水出水口通过第五连接管路连通至位于保安过滤器7的出水口与一级纳滤高压泵8之间的管路上，同时在第五连接管路上且邻近进水端口(即二级纳滤装置13的浓水出水口)处设置有截止阀4和流量计9，使经过二级纳滤系统处理得到的含盐浓水经由第五连接管路运送至第二连接管路上，并与从保安过滤器7的出水口输送出的洗舱水混合，重新进入一级纳滤装置11进行除盐处理；
二级纳滤装置13底部的滤后出水口设有第六连接管路，且在第六连接管路上均设有流量计9，使完成整个处理过程的洗舱水以预设流量排出，或直接用于港口除尘；
其中，二级纳滤高压泵12的流量优选为15～95m3/h，扬程优选为50～70m，泵头优选采用SS2205双相钢；二级纳滤系统13为市售设备，其内设的纳滤膜元件采用DOW美国陶氏化学公司的NF90-4040，工作压力为0.5～0.65MPa。
采用该基于双级纳滤船舶压舱水用作港口除尘水的接收处理装置对多艘船舶中的压舱水进行处理，其压舱水初始的氯离子浓度约为19000～20000mg/L，总固体约为30000mg/L；经处理后，自第六连接管路排出该压舱水呈无色透明状态，氯离子浓度降低至250～350mg/L，总固体含量降低至450～650mg/L，实现淡水回收率达到50～60％，脱盐、除杂率达到96～98％的良好处理效果。参照《城市污水再生利用城市杂用水水质标准(GB-T18920-2002)》中道路除尘用水要求，即为PH为6-9，色度为≤30度，总固体为1500mg/L；同时参照《工业循环冷却水处设计规范(GB50050-2017)》对直冷煤气清洗用水要求的氯离子浓度，即为500mg/L评价该接收处理装置的处理效果。从与标准文件的对比可知，经过本装置处理后的船舶压舱水完全能够满足港口除尘水的水质标准要求，可作为港口除尘水应用。
Claims (6)
1.一种基于双级纳滤船舶压舱水用作港口除尘水的接收处理装置，其特征在于，包括调节池(5)、保安过滤器(7)、一级纳滤装置(11)和二级纳滤装置(13)；其中，调节池(5)的顶部设有第一进水口和第二进水口、底部设有出水口，其出水口通过第一连接管路与保安过滤器(7)的进水口相连通，且在第一连接管路上设有原水提升泵(6)；保安过滤器(7)的出水口通过第二连接管路与一级纳滤装置(11)的进水口相连通，且在第二连接管路上设有一级纳滤高压泵(8)；一级纳滤装置(11)的顶部的浓水出水口通过第三连接管路与调节池(5)的第二进水口相连通，其底部的滤后出水口通过第四连接管路与二级纳滤装置(13)的进水口相连通，且在第四连接管路上设有二级纳滤高压泵(12)；二级纳滤装置(13)的顶部的浓水出水口通过第五连接管路连通至位于保安过滤器(7)的出水口与一级纳滤高压泵(8)之间的管路上，其底部的滤后出水口设有第六连接管路。
2.根据权利要求1所述的基于双级纳滤船舶压舱水用作港口除尘水的接收处理装置，其特征在于，还包括潜水提升泵(2)，其泵送出水端连接有第七连接管路，且第七连接管路的另一端设有与连接在调节池(5)第一进水口端的第八连接管路相匹配的标准接头(3)。
3.根据权利要求1所述的基于双级纳滤船舶压舱水用作港口除尘水的接收处理装置，其特征在于，在第三连接管路上且邻近进水端口处、在第五连接管路上且邻近进水端口处、以及在第八连接管路上且邻近进水端口处均设置有截止阀(4)。
4.根据权利要求1所述的基于双级纳滤船舶压舱水用作港口除尘水的接收处理装置，其特征在于，在一级纳滤高压泵(8)与一级纳滤装置(11)之间的第二连接管路上、在第三连接管路上且邻近一级纳滤装置(11)的浓水出水口处、在二级纳滤高压泵(12)与二级纳滤装置(13)之间的第四连接管路上、在第五连接管路上且邻近二级纳滤装置(13)的浓水出水口处、以及在第六连接管路上均设有流量计(9)。
5.根据权利要求4所述的基于双级纳滤船舶压舱水用作港口除尘水的接收处理装置，其特征在于，在第二连接管路上且位于流量计的邻测、以及在第四连接管路上且位于流量计的邻测各设置有一个压力表(10)。
6.根据权利要求1所述的基于双级纳滤船舶压舱水用作港口除尘水的接收处理装置，其特征在于，保安过滤器(7)的内设滤网为孔径为5μm的PP滤网；一级纳滤装置(11)和二级纳滤装置(13)内设的纳滤膜元件为美国陶氏化学公司的型号为NF90-4040的纳滤膜元件。
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