一种仿海浪的船舶污水处理及资源化回用系统及方法技术方案

一种仿海浪的船舶污水处理及资源化回用系统及方法，系统包括：通过管路水力折流联通形成回形结构的综合预处理池(1)、仿海浪预降解床(2)、仿海浪生物床(3)、浅层沉淀池(4)、仿自然过滤池(5)和清水消毒池(6)，系统的横截面为矩形，优选为正方形，尤其符合舱体空间狭窄的船舶自身使用需求，高效集约利用有限空间，受船体晃动影响小，又能保证各池体之间将预沉、除油、降解、吸附、后沉、过滤、消毒等工艺彼此衔接、分工协作发挥各自优势，显著提升污水处理效果。能够实现对船舶运行产生的各类污水进行综合处理，避免各类污水分质处理一起系统复杂、投资高的困难，彻底解决船舶水污染问题，达到耐冲击、高效率、低成本、少养护的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种仿海浪的船舶污水处理及资源化回用系统及方法
本专利技术属于交通环保
，具体涉及内河及沿海的船舶污水处理及资源化回用系统及方法。
技术介绍
随着中国国家标准《船舶水污染物排放控制标准》(GB3552—2018)的颁布实施，对船舶排放污水的五日生化需氧量(生化需氧量，Biochemicaloxygendemand，简称BOD，如果进行生物氧化的时间为五天就称为五日生化需氧量，简称BOD5)、悬浮物(SuspendedSolids，简称SS)、耐热大肠菌群数等污染物的排放要求越来越严格，又增加了化学需氧量(ChemicalOxygenDemand，简称COD)、总氮(TotalNitrogen，简称TN)、氨氮、总磷(TotalPhosphorus，简称TP)等指标要求，在指标数量及浓度排放限值上均严于国际防止船舶造成污染公约MARPOL73/78附则Ⅳ的国际公约规定。船舶污水一般划分为淋浴室、医务室、厨房、住舱生活污水等灰水，卫生间排水和船底含油污水等，主要含有机物、无机悬浮颗粒、氮、磷、油类等污染物，尤其是含有清洁剂、发泡剂、溶剂等难降解物质，直接排放很容易影响水体生态环境破坏。而且船舶种类很多，例如巡逻艇、散货运输船、军舰、游艇等，人员编制的不同导致污水生产量差距较大，也将直接影响污水处理工艺的选择。不同于城市生活污水，船舶污水处理受船舶自身环境影响，存在诸多限制。船舶生活污水的产生和排放受人类活动影响，波动性大，流量不稳定，如停泊、夜间时间设备一般在低负荷或零负荷运行，中午、晚间时间污水产量会较大；船舶空间有限，处理设施高度一般要小于2m，限制了装置结构、技术方案、设计参数、供氧传递等，而且还要考虑设备安装、维修维护的空间限制；在航行过程中的震动、颠簸、转弯等均会产生倾斜和摇晃，将影响污水处理装置的沉淀、静置效果，而且容易机电设备机械故障；船舶在行使过程可能跨越不同海域，容易引起水温变化，而且船舶各舱室的温度都比较高，也会影响微生物处理效果；一些船舶交替地在淡水区域和海水区域航行，污水的盐分浓度发生变化，影响污水处理微生物活性，成为处理设施出水超标的瓶颈问题；船舶一般不会设有负责管理污水处理的专职人员，污水处理设施管理养护一定要简单；船舶用电来自于自发电，因此设备在满足处理要求的条件下电耗应尽可能低，船舶所用淡水均为陆上运输，淡水使用成本高。船舶污水处理其主要方法有物理法、化学法和生物法，因处理成本和稳定性等方面的优势，生物法成为主流，主要有接触式生物氧化法、活性污泥法、序批式活性污泥法(SequencingBatchReactorActivatedSludgeProcess，简称SBR)、膜生物反应器(MembraneBio-Reactor，简称MBR)等。随着污水生物处理技术的发展，船舶污水处理一些创新技术专利技术也多是以MBR法为核心，如现有技术文件1(谢磊等.一种船舶生活污水处理系统[P].CN110482784A,2019-11-22.)、现有技术文件2(王洪琪等.一种新型船用生活污水处理装置[P].CN110255831A,2019-09-20.)、现有技术文件3(向华.船载式生活污水处理系统[P].CN109694155A,2019-04-30.)、现有技术文件4(朱锦洪等.一种船舶污水处理系统[P].CN109354345A,2019-02-19.)、现有技术文件5(郑涛等.一种船舶生活污水处理系统[P].CN109293128A,2019-02-01.)、现有技术文件6(吴泰峰等.一种船用污水处理系统[P].CN109231687A,2019-01-18.)等。虽然MBR技术具有出水水质好、处理负荷高等优点，但是膜清洗等复杂的管理养护、活性污泥需要良好的固液分离外界环境、运行电耗高等问题，限制了其在船舶污水处理的工程应用。
技术实现思路
本专利技术人针对上述问题，结合船舶污水水质负荷波动性大、空间受限、船体摇晃干扰、温度变化、盐度影响、管理养护简单和运行成本低等特异性需求，进行深入的研究开发，遵循自然规律，从船舶运行的海洋自然环境得到启发，提出一种仿海浪的船舶污水处理及资源化回用系统及方法。本专利技术的目的在于，提供一种能够适应船舶污水处理专属需求的船舶污水处理及资源化回用系统及方法，具有空间设计紧凑，温度适应范围大，耐受油类、盐度等冲击负荷能力强，在船体摇晃等条件下出水水质优良、稳定，可实现船内回用，管理养护简单，运行成本低等显著优势，经本系统处理的船舶综合污水可达到《船舶水污染物排放控制标准》(GB3552—2018)各类水质指标要求。本专利技术采用如下的技术方案：一种仿海浪的船舶污水处理及资源化回用系统，包括：通过管路水力折流联通形成回形结构的综合预处理池、仿海浪预降解床、仿海浪生物床、浅层沉淀池、仿自然过滤池和清水消毒池，综合预处理池包括：设置在综合预处理池进水区的隔油除渣篮和垂向设置在综合预处理池空间内的折流挡水模块；仿海浪预降解床包括：第一孔径兼性生物海绵、载体拦网和滤板，载体拦网和滤板水平地设置在仿海浪预降解床的空间内，第一孔径兼性生物海绵填充在载体拦网与滤板之间，第一专属微生物固定在第一孔径兼性生物海绵内部；仿海浪预降解床的顶部设有防浪盖板；仿海浪生物床包括：载体拦网、滤板和第二孔径复合生物海绵，载体拦网和滤板水平地设置在仿海浪预降解床的空间内，第二孔径复合生物海绵填充在载体拦网与滤板之间，第二专属微生物固定在第二孔径复合生物海绵内部；仿海浪生物床的顶部设有防浪盖板，所述第一孔径大于第二孔径；浅层沉淀池内倾斜设置斜管，将沉淀池分为多层；仿自然过滤池内填充仿珊瑚多孔陶粒；仿海浪是指，曝气时，第一孔径兼性生物海绵和第二孔径复合生物海绵及固定在其内部的第一专属微生物和第二专属微生物在载体拦网和滤板之间的空间内呈海浪式翻滚状态；仿海浪预降解床和仿海浪生物床运行操作模拟海洋潮汐起落，分为进水、曝气、沉淀与空载4个阶段，依次在同一反应池中周期往复运行；第一孔径兼性生物海绵和第二孔径复合生物海绵模仿海洋中天然海绵的弹性多孔结构；仿珊瑚多孔陶粒模仿海洋中天然珊瑚的疏松多孔结构，模拟海洋自身净化过程；清水消毒池采用消毒剂消毒，并储存中水。优选地，所述隔油除渣篮包括：上支板、提拉扶手、底栅板和篮筐侧壁，底栅板和篮筐侧壁合围形成篮筐主体结构，上支板设置在篮筐侧壁上部向筐主体结构外伸出，提拉扶手设置在上支板上；优选地，底栅板采用筛网结构，篮筐侧壁和底栅板采用能够随水位上升而向上浮起的轻体材质。优选地，所述折流挡水模块包括：彼此平行且垂向设置在综合预处理池空间内的折流板、第一挡水墙和第二挡水墙，第一挡水墙和第二挡水墙底部封闭连接；优选地，折流板设置在隔油除渣篮下方，第一挡水墙设置在折流板与第二挡水墙之间；优选地，在第一挡水墙与第二挡水墙之间的半封闭空间内设置与仿海浪预降解床的预降解进水管相连接的提升泵。优选地，第一孔径兼性生物海绵采用裁剪为边长为8-12mm的正方体形状改性聚氨酯，第一专属微生物固定在第一孔径兼性生物海绵内部，优选地，第一专属微生物至少包含枯本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种仿海浪的船舶污水处理及资源化回用系统，包括：通过管路水力折流联通形成回形结构的综合预处理池(1)、仿海浪预降解床(2)、仿海浪生物床(3)、浅层沉淀池(4)、仿自然过滤池(5)和清水消毒池(6)，其特征在于，/n综合预处理池(1)包括：设置在综合预处理池(1)进水区的隔油除渣篮(19)和垂向设置在综合预处理池(1)空间内的折流挡水模块；/n仿海浪预降解床(2)包括：第一孔径兼性生物海绵(28)、载体拦网(29)和滤板(30)，载体拦网(29)和滤板(30)水平地设置在仿海浪预降解床(2)的空间内，第一孔径兼性生物海绵(28)填充在载体拦网(29)与滤板(30)之间，第一专属微生物固定在第一孔径兼性生物海绵(28)内部；仿海浪预降解床(2)的顶部设有防浪盖板(31)；/n仿海浪生物床(3)包括：载体拦网(29)、滤板(30)和第二孔径复合生物海绵(32)，载体拦网(29)和滤板(30)水平地设置在仿海浪预降解床(2)的空间内，第二孔径复合生物海绵(32)填充在载体拦网(29)与滤板(30)之间，第二专属微生物固定在第二孔径复合生物海绵(32)内部；仿海浪生物床(3)的顶部设有防浪盖板(31)，所述第一孔径大于第二孔径；/n浅层沉淀池(4)内倾斜设置斜管，将沉淀池分为多层；/n仿自然过滤池(5)内填充仿珊瑚多孔陶粒；/n仿海浪是指，曝气时，第一孔径兼性生物海绵(28)和第二孔径复合生物海绵(32)及固定在其内部的第一专属微生物和第二专属微生物在载体拦网(29)和滤板(30)之间的空间内呈海浪式翻滚状态；仿海浪预降解床(2)和仿海浪生物床(3)运行操作模拟海洋潮汐起落，分为进水、曝气、沉淀与空载4个阶段，依次在同一反应池中周期往复运行；第一孔径兼性生物海绵(28)和第二孔径复合生物海绵(32)模仿海洋中天然海绵的弹性多孔结构；仿珊瑚多孔陶粒模仿海洋中天然珊瑚的疏松多孔结构，模拟海洋自身净化过程；/n清水消毒池(6)采用消毒剂消毒，并储存中水。/n...

【技术特征摘要】
1.一种仿海浪的船舶污水处理及资源化回用系统，包括：通过管路水力折流联通形成回形结构的综合预处理池(1)、仿海浪预降解床(2)、仿海浪生物床(3)、浅层沉淀池(4)、仿自然过滤池(5)和清水消毒池(6)，其特征在于，
综合预处理池(1)包括：设置在综合预处理池(1)进水区的隔油除渣篮(19)和垂向设置在综合预处理池(1)空间内的折流挡水模块；
仿海浪预降解床(2)包括：第一孔径兼性生物海绵(28)、载体拦网(29)和滤板(30)，载体拦网(29)和滤板(30)水平地设置在仿海浪预降解床(2)的空间内，第一孔径兼性生物海绵(28)填充在载体拦网(29)与滤板(30)之间，第一专属微生物固定在第一孔径兼性生物海绵(28)内部；仿海浪预降解床(2)的顶部设有防浪盖板(31)；
仿海浪生物床(3)包括：载体拦网(29)、滤板(30)和第二孔径复合生物海绵(32)，载体拦网(29)和滤板(30)水平地设置在仿海浪预降解床(2)的空间内，第二孔径复合生物海绵(32)填充在载体拦网(29)与滤板(30)之间，第二专属微生物固定在第二孔径复合生物海绵(32)内部；仿海浪生物床(3)的顶部设有防浪盖板(31)，所述第一孔径大于第二孔径；
浅层沉淀池(4)内倾斜设置斜管，将沉淀池分为多层；
仿自然过滤池(5)内填充仿珊瑚多孔陶粒；
仿海浪是指，曝气时，第一孔径兼性生物海绵(28)和第二孔径复合生物海绵(32)及固定在其内部的第一专属微生物和第二专属微生物在载体拦网(29)和滤板(30)之间的空间内呈海浪式翻滚状态；仿海浪预降解床(2)和仿海浪生物床(3)运行操作模拟海洋潮汐起落，分为进水、曝气、沉淀与空载4个阶段，依次在同一反应池中周期往复运行；第一孔径兼性生物海绵(28)和第二孔径复合生物海绵(32)模仿海洋中天然海绵的弹性多孔结构；仿珊瑚多孔陶粒模仿海洋中天然珊瑚的疏松多孔结构，模拟海洋自身净化过程；
清水消毒池(6)采用消毒剂消毒，并储存中水。


2.根据权利要求1所述的仿海浪的船舶污水处理及资源化回用系统，其特征在于，
所述隔油除渣篮(19)包括：上支板(24)、提拉扶手(25)、底栅板(26)和篮筐侧壁(27)，底栅板(26)和篮筐侧壁(27)合围形成篮筐主体结构，上支板(24)设置在篮筐侧壁(27)上部向筐主体结构外伸出，提拉扶手(25)设置在上支板(24)上；优选地，底栅板(26)采用筛网结构，篮筐侧壁(27)和底栅板(26)采用能够随水位上升而向上浮起的轻体材质。


3.根据权利要求1或2所述的仿海浪的船舶污水处理及资源化回用系统，其特征在于，
所述折流挡水模块包括：彼此平行且垂向设置在综合预处理池(1)空间内的折流板(20)、第一挡水墙(22)和第二挡水墙(23)，第一挡水墙(22)和第二挡水墙(23)底部封闭连接；优选地，折流板(20)设置在隔油除渣篮(19)下方，第一挡水墙(22)设置在折流板(20)与第二挡水墙(23)之间；优选地，在第一挡水墙(22)与第二挡水墙(23)之间的半封闭空间内设置与仿海浪预降解床(2)的预降解进水管(8)相连接的提升泵(38)。


4.根据权利要求1至3中任一项所述的仿海浪的船舶污水处理及资源化回用系统，其特征在于，
第一孔径兼性生物海绵(28)采用裁剪为边长为8-12mm的正方体形状改性聚氨酯，第一专属微生物固定在第一孔径兼性生物海绵(28)内部；优选地，第一专属微生物至少包含枯草芽孢杆菌、红细菌和链霉菌；
第二孔径复合生物海绵(32)采用裁剪为边长为4-8mm的正方体形状改性聚氨醚，第二专属微生物固定在第二孔径复合生物海绵(32)内部；优选地，第二专属微生物至少包含芽孢杆菌、微小杆菌和陶厄氏菌。


5.根据权利要求1至4中任一项所述的仿海浪的船舶污水处理及资源化回用系统，其特征在于，<...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘学欣，熊新竹，高硕晗，孔亚平，陶双成，
申请(专利权)人：交通运输部科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11