一种船舶黑水和灰水处理装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供的是一种船舶黑水和灰水处理装置及方法。包括预处理单元，生物处理单元，光电催化反应单元，污泥处理单元；灰水经超声强化混凝结合高效重力式固液分离处理后，和经过简单处理的黑水混合在一起后进入生物处理单元；生物处理单元中污水经厌氧池、缺氧池、MBR池处理后进入清水池，在生物处理单元中去除水中的BOD和氮磷污染物，清水池出水进入光电催化反应单元；污水在光催化和电催化的协同作用下，水中的难降解有机污染物和水中的细菌得以降解去除，污水最后经膜组件过滤后出水，出水水质达到回用标准；污泥处理单元对生物处理单元的排泥进行简单脱水处理。本发明专利技术操作简便、高效处理船舶黑水和灰水使之达到回用标准。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种处理船舶生活污水的装置，本专利技术也涉及一种处理船舶生活污水的方法。具体地说是一种可以高效处理船舶黑水和灰水的装置与方法。
技术介绍
近年来，由于运输成本的增加，船舶运输业在国际商贸运输中占有的比重逐年增大。据统计，约90％～95％商品依靠船舶运输。船舶运输业发展给水体生态环境带来了巨大的挑战。联合国海事组织(InternationalMaritimeOrganization，IMO)近些年连续提高船舶生活污水排放标准，2016年1月1日起执行的MEPC.227(64)决议，相比之前标准更加严格。MPEC.227(64)决议不仅重申了船舶生活污水的排放标准(见表1)，并且标明了控制排放任何船舶废水的区域坐标。表1MEPC.227(64)控制排放主要指标按照IMO的定义，船舶生活污水系指任何型式的厕所和小便池的排出物和其它废弃物；医务室(药房，病房等)的洗手池、洗澡盆和这些处所排水孔的排出物；装有活动物的处所的排出物；或混有上述定义的排出物的其它废水，即为“黑水”。“灰水”是指船舶上排出的洗涤水、厨房水槽水、淋浴水、洗衣水、洗澡水以及洗脸水等。经过国内外船舶生活污水处理技术多年的研究发展，现有处理技术在处理船舶污水时遇到的瓶颈问题主要有是：受船舶摇摆、倾斜等影响，固液分离效果差；对水质水量的耐冲击负荷差；处理大水量时装置体积庞大；脱氮除磷效果差；无污水回用处理装置。当前，对于灰水通常与黑水混合后共同处理，但共同处理存在着以下问题：(1)由于灰水中存在洗涤剂等表面活性剂，造成水中存在大量乳化油，难以用一般的油水分离装置分离；(2)灰水中的动植物油脂在收集和处理过程中容易造成管路和设备的堵塞；(3)船舶灰水中的油脂、表面活性剂等污染物会明显抑制后续生物降解及絮凝过程，微生物降解效率较低。由于以上原因，船舶灰水在与黑水混合处理前，应对灰水进行预处理以提高整体去除效能。对于混合后的船舶生活污水处理方法有：生物法(活性污泥法、生物膜法和膜生物法)、物化法(混凝沉淀及吸附过滤等)、电化学法等。其中生物法应用最为普遍，膜生物广泛应用于船舶生活污水的处理中。但膜生物法也存在着一些问题，如对含磷污染物的去除效果不是很好，易发生膜污染，由于膜的自身性质问题导致的纯水通量小等。由于膜生物法对水中含磷污染物的去除效果不是十分明显，常规船舶污水处理方法对含磷污染物主要采用化学法，投加药剂去除，而药剂投加量大，费用较高。技术CN205099522U中采用采用光电联合处理难降解有机废水，并在污水中添加过氧化氢对光电处理进行强化。但在船舶生活污水的处理过程中，存在药剂投加量大，费用较高等问题。专利技术专利CN105236685A中采用MBR与内循环光电催化氧化相结合处理船舶生活污水，与常规船舶生活污水处理工艺相比，该专利技术的处理效果明显增强，但存在除磷效果不够好，并且装置较为复杂，运行管理较为困难等缺点。现存船舶生活污水处理装置多采用一体式膜生物反应器，一体式膜生物反应器具有占地面积小的优点，但存在着去除氮磷效果不好，易发生膜污染等问题，本专利旨在解决或部分解决上述问题。膜材料是MBR的核心，对MBR的污水处理性能起着决定性作用。MBR膜材料主要为超/微滤膜，常见的材质包括聚偏氟乙烯(PVDF)、聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯(PE)、聚醚砜(PES)、聚砜(PS)、聚丙烯腈(PAN)和聚丙烯(PP)等高分子材料。其中PVDF以其耐酸碱、耐热性高、生物相容性好、高分离精度和高效率等优点，在膜分离领域展现了广阔的应用前景。但传统PVDF膜机械强度低，易发生破损，并且PVDF膜表面呈现较强的疏水性，由于被分离物质在疏水表面产生吸附等原因，易造成膜污染，这不仅导致出水水质超标，还会降低膜使用寿命，而更换膜组件会增加MBR的运行成本，所以改性PVDF膜被研发并应用于MBR工艺中，改性PVDF膜不仅可以提高机械强度，还可以一定程度上抑制膜污染。本专利就采用改性PVDF膜作为MBR的膜材料。传统处理方法对于经过生物处理后的污水采用直接排放的方式，但随着排放标准的逐渐提高，并且在地中海区域、波罗的海区域、黑海区域、红海区域、“海湾区域”、北海区域、南极区域及大勒比海区域对于排放的污水的要求更高，对氮总量和磷总量的排放浓度进行了规定。由于上述因素，零排放成为一种趋势，并且污水不排放而进行处理回用，可以实现对船舶淡水资源循环利用的目的，可以有效提高船舶淡水资源的利用率。所以在生物处理后加深度处理，对污水进一步处理，以达到回用标准，实现节能减排。与本专利技术相关的文献包括：[1]专利公开号CN105236685A的专利文件,一种海上平台生活污水零排放处理方法；[2]专利公开号CN205099522U的专利文件,一种用于三维电极光电芬顿法处理难降解有机废水的装置；[3]宋世龙,张志强,白新征,谢海晶,谢伟,夏四清.复合PVDF膜材料性能及其MBR处理城市污水的研究[J].水处理技术,2014,08:46-50+55；[4]张颖.高强度PVDF-PET复合膜亲水化改性研究及其在倒置A2/OMBR中的应用[D].西安建筑科技大学,2014；[5]邱恒,闵浩.改性PVDF膜在MBR中膜污染的研究[J].化工科技,2009,05:34-39；[6]金星,黄红梅,黄国卫.船舶黑、灰水处理及中水回用[J].江苏船舶,2012,02:25-27。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种操作简便、能使船舶黑水和灰水达到回用标准的船舶黑水和灰水处理装置。本专利技术的目的还在于提供一种船舶黑水和灰水处理的方法。本专利技术的船舶黑水和灰水处理装置包括预处理单元、生物处理单元、光电催化反应单元和污泥处理单元，所述预处理单元包括黑水预处理单元和灰水预处理单元，所述黑水预处理单元是垃圾粉碎泵，所述灰水预处理单元由超声强化混凝装置和重力式固液分离装置组成，黑水预处理单元和灰水预处理单元并行接入均质罐，均质罐后连接生物处理单元，生物处理单元候接光电催化反应单元，生物处理单元还连接污泥处理单元。所述生物处理单元为A2O-MBR膜生物反应器，由厌氧池、缺氧池、MBR池、清水池、MBR膜组件、出水泵、反冲洗水泵、污泥回流泵和曝气泵构成；MBR膜组件设于MBR池内，曝气泵与MBR池相连，MBR池设有一条污泥回流管道与厌氧池相连，反冲洗水由清水池提供；厌氧池与缺氧池设有机械搅拌器，MBR池中采用曝气的方式为水中提供溶解氧并对污水进行搅拌；所述MBR膜组件采用帘式或板式的微滤膜组件，选用改性PVDF膜。所述光电催化反应单元由阳极电极板、阴极电极板、粒子电极、紫外光灯或可见光灯、曝气泵、直流电源、膜组件、滤膜出水泵和滤膜反冲洗水泵组成；所述的阳极电极板和阴极电极板采用钛基涂层电极板，阳极电极板和阴极电极板垂直放置，阴阳极交替摆放，阳极电极板低端低于阴极电极板低端并与反应器底面相连，阳极电极板顶端高于阴极电极板顶端并高出水面，直流电源向阳极电极板和阴极电极板提供电压，粒子电极放置于阴阳电极板间。阴阳电极板顶端的高度差为30～50mm，相邻两极板间的距离为50～100mm。粒子电极的粒径为3～4mm，填充体积为反应器的1/3～1/2，粒子电极采用颗粒活性炭或碳纳米管上负载具有光催化性能的纳米半本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种船舶黑水和灰水处理装置，包括预处理单元、生物处理单元、光电催化反应单元和污泥处理单元，其特征是：所述预处理单元包括黑水预处理单元和灰水预处理单元，所述黑水预处理单元是垃圾粉碎泵，所述灰水预处理单元由超声强化混凝装置和重力式固液分离装置组成，黑水预处理单元和灰水预处理单元并行接入均质罐，均质罐后连接生物处理单元，生物处理单元候接光电催化反应单元，生物处理单元还连接污泥处理单元。

【技术特征摘要】
1.一种船舶黑水和灰水处理装置，包括预处理单元、生物处理单元、光电催化反应单元和污泥处理单元，其特征是：所述预处理单元包括黑水预处理单元和灰水预处理单元，所述黑水预处理单元是垃圾粉碎泵，所述灰水预处理单元由超声强化混凝装置和重力式固液分离装置组成，黑水预处理单元和灰水预处理单元并行接入均质罐，均质罐后连接生物处理单元，生物处理单元候接光电催化反应单元，生物处理单元还连接污泥处理单元。2.根据权利要求1所述的船舶黑水和灰水处理装置，其特征是：所述生物处理单元为A2O-MBR膜生物反应器，由厌氧池、缺氧池、MBR池、清水池、MBR膜组件、出水泵、反冲洗水泵、污泥回流泵和曝气泵构成；MBR膜组件设于MBR池内，曝气泵与MBR池相连，MBR池设有一条污泥回流管道与厌氧池相连，反冲洗水由清水池提供；厌氧池与缺氧池设有机械搅拌器，MBR池中采用曝气的方式为水中提供溶解氧并对污水进行搅拌；所述MBR膜组件采用帘式或板式的微滤膜组件，选用改性PVDF膜。3.根据权利要求1或2所述的船舶黑水和灰水处理装置，其特征是：所述光电催化反应单元由阳极电极板、阴极电极板、粒子电极、紫外光灯或可见光灯、曝气泵、直流电源、膜组件、滤膜出水泵和滤膜反冲洗水泵组成；所述的阳极电极板和阴极电极板采用钛基涂层电极板，阳极电极板和阴极电极板垂直放置，阴阳极交替摆放，阳极电极板低端低于阴极电极板低端并与反应器底面相连，阳极电极板顶端高于阴极电极板顶端并高出水面，直流电源向阳极电极板和阴极电极板提供电压，粒子电极放置于阴阳电极板间。4.根据权利要求3所述的船舶黑水和灰水处理装置，其特征是：阴阳电极板顶端的高度差为30～50mm，相邻两极板间的距离为5...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱丽楠，陈秋，刘琪，王鹤璇，王春丽，施悦，刘桂芳，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23