本發(fā)明涉及一種污水處理系統(tǒng)，尤其涉及一種多級(jí)外置式正滲透MBR處理船舶生活污水的系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

進(jìn)入21世紀(jì)以后，海洋開(kāi)發(fā)和全球經(jīng)貿(mào)開(kāi)始迅猛發(fā)展，不僅是航運(yùn)業(yè)還有造船業(yè)都有著空前的發(fā)展，但在發(fā)展的同時(shí)對(duì)海洋和內(nèi)河、湖泊等水域的污染也在日益加重。如果大量的船舶生活污水未經(jīng)過(guò)有效處理排入水域中，會(huì)對(duì)水環(huán)境和人類(lèi)造成了嚴(yán)重的影響。船舶生活污水由于時(shí)變化系數(shù)較大，比城市污水更為新鮮(不經(jīng)過(guò)化糞池)，污染負(fù)荷高，同時(shí)受到船體運(yùn)動(dòng)和顛簸效應(yīng)的影響，直接采用陸地常規(guī)的生活污水處理工藝難以達(dá)到指標(biāo)要求。

國(guó)際海事組織(IMO)及許多國(guó)家針對(duì)船舶生活污水制定了一系列嚴(yán)格的公約和法規(guī)，一些發(fā)達(dá)國(guó)家甚至要求在一些特定海域和港口禁止船舶排放任何生活污水，都是為了防止船舶生活污水對(duì)海洋、河流、湖泊等水域環(huán)境的污染。特別是當(dāng)前船舶生活污水處理相對(duì)落后的國(guó)家在國(guó)際貿(mào)易、航運(yùn)業(yè)發(fā)展等方面受到了越來(lái)越多的限制。我國(guó)是世界第一造船大國(guó)，但在船舶生活污水污染防治方面相對(duì)落后，為促進(jìn)航運(yùn)業(yè)發(fā)展，開(kāi)發(fā)新型高效船用生活污水處理裝置勢(shì)在必行。

膜生物反應(yīng)器(Membrane Bioreactor，MBR)集膜的高效分離和生物處理技術(shù)于一體，因體積小、受船體運(yùn)動(dòng)和顛簸效應(yīng)影響小，有效實(shí)現(xiàn)了固液分離等優(yōu)點(diǎn)，受到了各國(guó)學(xué)者的廣泛關(guān)注，在船舶生活污水處理領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。然而，廣泛應(yīng)用的MBR裝置中嚴(yán)重的膜污染及其導(dǎo)致的頻繁膜清洗與更換大大增加了能耗和運(yùn)行費(fèi)用；并且MBR對(duì)生活污水中的總氮、總磷控制能力有限，很難達(dá)到IMO制定的新標(biāo)準(zhǔn)MEPC.227(64)對(duì)出水水質(zhì)的規(guī)定。這些問(wèn)題在一定程度上限制了船用MBR的進(jìn)一步推廣和應(yīng)用。

相比于一般的膜組件，正滲透膜具有一定的耐酸堿腐蝕能力，能夠在較寬的pH范圍內(nèi)使用，并且能夠經(jīng)受酸堿清洗液的沖擊，不僅高效還低污染、低能耗，已有少量研究表明其在處理效能上可與MBR相當(dāng)，并對(duì)生活污水中總氮和總磷表現(xiàn)出很強(qiáng)的控制能力。因此，發(fā)展以正滲透膜為核心的正滲透膜生物反應(yīng)器處理船舶生活污水可實(shí)現(xiàn)有效控制污染物指標(biāo)及減緩膜污染、降低運(yùn)行成本的目的。但現(xiàn)在的一些正滲透膜生物反應(yīng)器難以長(zhǎng)周期連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，正滲透膜將截留廢水中的鹽，使得生物反應(yīng)池中的鹽不斷地累積，濃度越來(lái)越高，正滲透膜兩側(cè)的鹽濃度差逐步縮小，滲透動(dòng)力和排水通量逐漸降低，降低膜分離效率；同時(shí)，生物反應(yīng)池中累積的高濃度鹽也會(huì)抑制微生物活動(dòng)，降低有機(jī)物的處理效率。這些問(wèn)題限制了正滲透膜生物反應(yīng)器的應(yīng)用，阻礙了其發(fā)展，亟待創(chuàng)新。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為了處理船舶生活污水、回收廢水中淡水、且減緩膜污染以及實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)液高效循環(huán)與利用、而提供一種多級(jí)外置式正滲透MBR處理船舶生活污水的系統(tǒng)及方法。

本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：一種多級(jí)外置式正滲透MBR處理船舶生活污水的系統(tǒng)，包括生物反應(yīng)池部分、外置式正滲透膜分離部分、驅(qū)動(dòng)液循環(huán)及濃縮部分，生物反應(yīng)池部分包括生物反應(yīng)區(qū)、泥水分離區(qū)，生物反應(yīng)區(qū)內(nèi)設(shè)置有曝氣裝置，且生物反應(yīng)區(qū)的底端通過(guò)管路依次連接污泥泵、出水閥門(mén)后與泥水分離區(qū)的底端連接，生物反應(yīng)區(qū)的側(cè)面通過(guò)管路依次連接蠕動(dòng)泵、進(jìn)水閥門(mén)后與泥水分離區(qū)的進(jìn)水口連接，所述泥水分離區(qū)還設(shè)置有排水口，所述生物反應(yīng)區(qū)還設(shè)置有排泥管；

外置式正滲透膜分離部分至少有兩級(jí)，每級(jí)外置式正滲透膜分離部分均包括進(jìn)水罐、進(jìn)水側(cè)蠕動(dòng)泵與出水側(cè)蠕動(dòng)泵、進(jìn)水側(cè)閥門(mén)與出水側(cè)閥門(mén)、進(jìn)水側(cè)流量計(jì)與出水側(cè)流量計(jì)、進(jìn)水側(cè)進(jìn)水壓力表、正滲透膜組件；驅(qū)動(dòng)液循環(huán)及濃縮部分包括驅(qū)動(dòng)液罐、與驅(qū)動(dòng)液罐連接的高效蒸發(fā)器，且驅(qū)動(dòng)液罐和高效蒸發(fā)器的個(gè)數(shù)與正滲透膜分離部分的級(jí)數(shù)相等，且在泥水分離區(qū)與一級(jí)進(jìn)水罐之間設(shè)置有起溢流作用的擋板；

所述正滲透膜組件為方形框架結(jié)構(gòu)，且在方形框架結(jié)構(gòu)內(nèi)設(shè)置有正滲透膜，正滲透膜組件的進(jìn)水側(cè)壁上設(shè)置有進(jìn)水側(cè)進(jìn)水管和進(jìn)水側(cè)出水管，正滲透膜組件的出水側(cè)壁上設(shè)置有出水側(cè)進(jìn)水管和出水側(cè)出水管；

相鄰兩級(jí)的進(jìn)水罐之間設(shè)置有一號(hào)泵，每級(jí)的進(jìn)水罐的第一接口依次連接進(jìn)水側(cè)蠕動(dòng)泵、進(jìn)水側(cè)閥門(mén)、進(jìn)水側(cè)流量計(jì)、進(jìn)水側(cè)進(jìn)水壓力表后與對(duì)應(yīng)的正滲透膜組件的進(jìn)水側(cè)進(jìn)水管連接，每個(gè)正滲透膜組件的進(jìn)水側(cè)出水管與對(duì)應(yīng)的進(jìn)水罐的第二接口連接，每個(gè)正滲透膜組件的出水側(cè)出水管與對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)液罐的下端接口連接，驅(qū)動(dòng)液罐的上端接口依次連接出水側(cè)蠕動(dòng)泵、出水側(cè)閥門(mén)、出水側(cè)流量計(jì)后與對(duì)應(yīng)的正滲透膜組件的出水側(cè)進(jìn)水管連接，

一級(jí)驅(qū)動(dòng)液罐的底端與一級(jí)高效蒸發(fā)器的進(jìn)液口連接且兩者之間的管路上設(shè)置有二號(hào)泵，二級(jí)驅(qū)動(dòng)液罐以及二級(jí)以上的驅(qū)動(dòng)液罐的底端分別通過(guò)管路依次連接三號(hào)泵、第一加熱恒溫裝置后與對(duì)應(yīng)級(jí)的高效蒸發(fā)器的進(jìn)液口連接，第一加熱恒溫裝置還與上一級(jí)的高效蒸發(fā)器的出液口連接，末級(jí)的高效蒸發(fā)器的出液口通過(guò)管路分別與所有驅(qū)動(dòng)液罐的上端連接，每級(jí)的高效蒸發(fā)器的出氣口與第二加熱恒溫裝置連接后與下一級(jí)高效蒸發(fā)器的蒸汽入口連接，末級(jí)的高效蒸發(fā)器的出氣口依次連接有冷凝器和淡水收集裝置。

本發(fā)明還包括這樣一些結(jié)構(gòu)特征：

1.所述正滲透膜分離部分有三級(jí)，對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)液罐和高效蒸發(fā)器個(gè)數(shù)為三個(gè)。

2.一種多級(jí)外置式正滲透MBR處理船舶生活污水的方法，包括所述的一種多級(jí)外置式正滲透MBR處理船舶生活污水的系統(tǒng)，首先，將經(jīng)過(guò)預(yù)處理及調(diào)節(jié)pH值后的生活污水注入生物反應(yīng)池內(nèi)，在曝氣條件下于生物反應(yīng)區(qū)用活性污泥對(duì)生活污水進(jìn)行處理，污泥泵、泥水蠕動(dòng)泵、排泥管及排水口間歇式運(yùn)行，之后在泥水分離區(qū)進(jìn)行泥水分離，分離出的水經(jīng)溢流進(jìn)入一級(jí)進(jìn)水罐內(nèi)，一級(jí)進(jìn)水罐內(nèi)的水經(jīng)進(jìn)水側(cè)蠕動(dòng)泵打入一級(jí)正滲透膜組件，形成進(jìn)水側(cè)循環(huán)；出水側(cè)蠕動(dòng)泵將一級(jí)驅(qū)動(dòng)液罐中的驅(qū)動(dòng)液打入正滲透膜組件，形成出水側(cè)循環(huán)，由于正滲透膜兩側(cè)的液體存在滲透壓差，水會(huì)自發(fā)的從進(jìn)水側(cè)進(jìn)入出水側(cè)；二號(hào)泵工作并將一級(jí)驅(qū)動(dòng)液罐里的液體經(jīng)一級(jí)高效蒸發(fā)器的進(jìn)液口打入一級(jí)高效蒸發(fā)器，液體經(jīng)過(guò)一級(jí)高效蒸發(fā)器后，蒸汽經(jīng)一級(jí)高效蒸發(fā)器的出氣口進(jìn)入二級(jí)蒸汽入口，一級(jí)高效蒸發(fā)器中的剩余液體經(jīng)一級(jí)高效蒸發(fā)器的出液口進(jìn)入二級(jí)高效蒸發(fā)器的進(jìn)液口，經(jīng)二級(jí)高效蒸發(fā)器蒸發(fā)后，蒸汽經(jīng)二級(jí)高效蒸發(fā)器的出氣口進(jìn)入三級(jí)蒸汽入口，二級(jí)高效蒸發(fā)器中的剩余液體經(jīng)二級(jí)高效蒸發(fā)器的出液口進(jìn)入三級(jí)高效蒸發(fā)器的進(jìn)液口，三級(jí)高效蒸發(fā)器的出氣口依次連接冷凝器和淡水收集裝置；

其次，一級(jí)進(jìn)水罐與二級(jí)進(jìn)水罐之間的一號(hào)泵工作并將一級(jí)進(jìn)水罐中的水打入二級(jí)進(jìn)水罐中，二級(jí)進(jìn)水罐內(nèi)的生物預(yù)處理的生活污水經(jīng)過(guò)進(jìn)水側(cè)進(jìn)水蠕動(dòng)泵打入二級(jí)正滲透膜組件，經(jīng)進(jìn)水側(cè)出水管接回二級(jí)進(jìn)水罐，形成進(jìn)水側(cè)循環(huán)，出水側(cè)進(jìn)水蠕動(dòng)泵將二級(jí)驅(qū)動(dòng)液罐中的驅(qū)動(dòng)液打入二級(jí)正滲透膜組件，經(jīng)出水側(cè)出水管管接回二級(jí)驅(qū)動(dòng)液罐，形成出水側(cè)循環(huán)，二級(jí)驅(qū)動(dòng)液罐底端連接的三號(hào)泵工作并將二級(jí)驅(qū)動(dòng)液罐里的液體與一級(jí)高效蒸發(fā)器的出液口管接后接入一起第一加熱恒溫裝置，然后經(jīng)二級(jí)高效蒸發(fā)器的進(jìn)液口接入二級(jí)高效蒸發(fā)器，蒸汽經(jīng)二級(jí)高效蒸發(fā)器的出氣口進(jìn)入三級(jí)高效蒸發(fā)器，二級(jí)高效蒸發(fā)器中的剩余液體經(jīng)二級(jí)高效蒸發(fā)器的出液口進(jìn)入三級(jí)高效蒸發(fā)器的進(jìn)液口，

再次，二級(jí)進(jìn)水罐與三級(jí)進(jìn)水罐之間的一號(hào)泵工作并將二級(jí)進(jìn)水罐中的水打入三級(jí)進(jìn)水罐中，三級(jí)進(jìn)水罐中的生物預(yù)處理的生活污水經(jīng)過(guò)進(jìn)水側(cè)進(jìn)水蠕動(dòng)泵打入三級(jí)正滲透膜組件，經(jīng)進(jìn)水側(cè)出水管接回三級(jí)進(jìn)水罐，形成進(jìn)水側(cè)循環(huán)，出水側(cè)進(jìn)水蠕動(dòng)泵將三級(jí)驅(qū)動(dòng)液罐中的驅(qū)動(dòng)液打入三級(jí)正滲透膜組件，經(jīng)出水側(cè)出水管管接回三級(jí)驅(qū)動(dòng)液罐，形成出水側(cè)循環(huán)，三級(jí)驅(qū)動(dòng)液罐底端連接的四號(hào)泵工作并將三級(jí)驅(qū)動(dòng)液罐里的液體與二級(jí)高效蒸發(fā)器的出液口管接后接入至第二恒溫裝置，然后經(jīng)三級(jí)蒸發(fā)器的進(jìn)液口接入三級(jí)蒸發(fā)器；

最后，三級(jí)高效蒸發(fā)器的出液口將濃度高的液體分別通過(guò)管路接回至一級(jí)驅(qū)動(dòng)液罐、二級(jí)驅(qū)動(dòng)液罐和三級(jí)驅(qū)動(dòng)液罐，三級(jí)高效蒸發(fā)器的出氣口依次連接冷凝器和淡水收集裝置完成淡水的收集。

3.生物反應(yīng)池部分中的污泥泵、泥水蠕動(dòng)泵、排泥管及排水口采取間歇式運(yùn)行，即先運(yùn)行泥水蠕動(dòng)泵30min，關(guān)閉泥水蠕動(dòng)泵，20min后運(yùn)行污泥泵10min，關(guān)閉污泥泵，同時(shí)再次運(yùn)行泥水蠕動(dòng)泵，24小時(shí)不間斷循環(huán)進(jìn)行；排泥管為每8h進(jìn)行一次排泥，排水口為每12小時(shí)進(jìn)行一次排水。

4.各級(jí)進(jìn)水罐之間的一號(hào)泵依次每隔11小時(shí)運(yùn)行1小時(shí)；各級(jí)驅(qū)動(dòng)液罐底端連接的二號(hào)泵、三號(hào)泵、四號(hào)泵也是依次每隔11小時(shí)運(yùn)行1小時(shí)。

本發(fā)明原理為：

將經(jīng)過(guò)預(yù)處理及調(diào)節(jié)pH值后的生活污水注入生物反應(yīng)池內(nèi)，在曝氣條件下利用好氧條件下的活性污泥對(duì)生活污水進(jìn)行處理，之后在生物反應(yīng)池泥水分離區(qū)進(jìn)行泥水分離，以減輕膜污染。泥水分離區(qū)和一級(jí)正滲透膜分離系統(tǒng)的進(jìn)水管之間設(shè)置擋板，防止鹽溶液的反滲影響污泥活性。泥水分離區(qū)中的水經(jīng)溢流后進(jìn)入一級(jí)正滲透膜分離系統(tǒng)的進(jìn)水罐，期間污泥泵與泥水蠕動(dòng)泵間歇式運(yùn)行，排泥管間歇式排泥，排水口間歇式排水。溢流后進(jìn)水罐內(nèi)的水經(jīng)過(guò)一級(jí)外置式正滲透膜分離系統(tǒng)的進(jìn)水側(cè)進(jìn)水蠕動(dòng)泵打入正滲透膜組件，經(jīng)進(jìn)水側(cè)出水管接回進(jìn)水罐，形成進(jìn)水側(cè)循環(huán)。一級(jí)外置式正滲透膜分離系統(tǒng)出水側(cè)進(jìn)水蠕動(dòng)泵將驅(qū)動(dòng)液罐中的驅(qū)動(dòng)液打入正滲透膜組件，出水側(cè)出水管管接回一級(jí)驅(qū)動(dòng)液罐，形成出水側(cè)循環(huán)。由于正滲透膜兩側(cè)的水流不斷反向循環(huán)，使得依靠選擇性滲透膜兩側(cè)的滲透壓差為驅(qū)動(dòng)力自發(fā)實(shí)現(xiàn)水傳遞的膜分離過(guò)程更為容易。隨著正滲透膜分離系統(tǒng)的不斷運(yùn)行，驅(qū)動(dòng)液濃度下降，為保持驅(qū)動(dòng)液濃度與驅(qū)動(dòng)液循環(huán)，多效蒸發(fā)器系統(tǒng)的每級(jí)蒸發(fā)罐與每級(jí)正滲透膜分離系統(tǒng)串聯(lián)使用。即運(yùn)行期間泵將一級(jí)驅(qū)動(dòng)液罐里的驅(qū)動(dòng)液經(jīng)一級(jí)蒸發(fā)器的進(jìn)液口打入一級(jí)蒸發(fā)器，驅(qū)動(dòng)液經(jīng)過(guò)一級(jí)蒸發(fā)器后，蒸汽經(jīng)一級(jí)蒸汽出口進(jìn)入二級(jí)蒸汽入口，剩余液體經(jīng)一級(jí)出液口進(jìn)入二級(jí)蒸發(fā)器的進(jìn)液口。一級(jí)正滲透膜分離系統(tǒng)的進(jìn)水罐中的水經(jīng)過(guò)泵打入二級(jí)正滲透膜分離系統(tǒng)的進(jìn)水罐，二級(jí)正滲透膜分離系統(tǒng)的進(jìn)水罐內(nèi)的水經(jīng)過(guò)二級(jí)外置式正滲透膜分離系統(tǒng)的進(jìn)水側(cè)進(jìn)水蠕動(dòng)泵打入二級(jí)正滲透膜組件，經(jīng)進(jìn)水側(cè)出水管接回二級(jí)進(jìn)水罐，形成進(jìn)水側(cè)循環(huán)。二級(jí)外置式正滲透膜分離系統(tǒng)出水側(cè)進(jìn)水蠕動(dòng)泵將驅(qū)動(dòng)液罐中的驅(qū)動(dòng)液打入正滲透膜組件，出水側(cè)出水管管接回二級(jí)驅(qū)動(dòng)液罐，形成出水側(cè)循環(huán)。期間泵將二級(jí)驅(qū)動(dòng)液罐里的驅(qū)動(dòng)液與一級(jí)蒸發(fā)器的出液口管接后，經(jīng)過(guò)加熱恒溫裝置，保證一定的溫度后，經(jīng)二級(jí)蒸發(fā)器的進(jìn)液口接入二級(jí)蒸發(fā)器，驅(qū)動(dòng)液經(jīng)過(guò)二級(jí)蒸發(fā)器后，蒸汽經(jīng)二級(jí)蒸汽出口進(jìn)入三級(jí)蒸發(fā)器，剩余液體經(jīng)二級(jí)出液口進(jìn)入三級(jí)蒸發(fā)器的進(jìn)液口。三級(jí)正滲透膜分離系統(tǒng)與三級(jí)驅(qū)動(dòng)液循環(huán)及濃縮系統(tǒng)的運(yùn)行方法同理，區(qū)別在于三級(jí)蒸發(fā)器的出液口所排出的液體已是較高濃度的驅(qū)動(dòng)液，保證了驅(qū)動(dòng)液濃度的相對(duì)穩(wěn)定，故管接回一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)驅(qū)動(dòng)液管使用，另三級(jí)蒸發(fā)器的蒸汽出口管接冷凝器，蒸汽遇冷凝結(jié)后即為收集的淡水。

隨著系統(tǒng)的不斷運(yùn)行，進(jìn)水罐中生活污水中的淡水會(huì)被驅(qū)動(dòng)液汲取出來(lái)，進(jìn)水罐中生活污水濃度勢(shì)必上升，驅(qū)動(dòng)液的濃度勢(shì)必下降。然而經(jīng)過(guò)每?jī)蓚€(gè)進(jìn)水罐之間的蠕動(dòng)泵的運(yùn)行，且每級(jí)正滲透膜分離系統(tǒng)的不斷運(yùn)行，最終達(dá)到的結(jié)果是：三級(jí)進(jìn)水罐中污水濃度>二級(jí)進(jìn)水罐中污水濃度>一級(jí)進(jìn)水罐中污水濃度。由于每級(jí)進(jìn)水罐中的驅(qū)動(dòng)液濃度的不同，其汲取能力不同，故相同濃度的驅(qū)動(dòng)液汲取到的淡水是不同的，結(jié)果會(huì)導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)液的濃度不同，故可對(duì)應(yīng)多效蒸發(fā)器進(jìn)行驅(qū)動(dòng)液的處理，因每一級(jí)蒸發(fā)器的出液口的濃度也不同，故把每級(jí)驅(qū)動(dòng)液與對(duì)應(yīng)蒸發(fā)器出液口管接后接入下一級(jí)的蒸發(fā)器。每級(jí)驅(qū)動(dòng)液罐的驅(qū)動(dòng)液濃度由末級(jí)蒸發(fā)罐出液口驅(qū)動(dòng)液進(jìn)行補(bǔ)給，保持了驅(qū)動(dòng)液濃度的相對(duì)穩(wěn)定，使得驅(qū)動(dòng)液可以循環(huán)使用。最終的末級(jí)蒸發(fā)器，其蒸氣出口經(jīng)冷凝器即為淡水，其出液口即為較高濃度的驅(qū)動(dòng)液。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明提供了一種以正滲透膜分離技術(shù)為核心的生活污水處理系統(tǒng)和方法，采用多級(jí)的外置式正滲透膜分離系統(tǒng)，輔以多效蒸發(fā)器為核心的驅(qū)動(dòng)液循環(huán)及濃縮系統(tǒng)，并將二者分級(jí)對(duì)應(yīng)，實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)液驅(qū)動(dòng)下的膜高效分離凈化過(guò)程，結(jié)合生活污水的好氧預(yù)處理系統(tǒng)從系統(tǒng)設(shè)計(jì)及運(yùn)行角度達(dá)到高效處理船舶生活污水、減輕膜污染及降低能耗的目的。也即本發(fā)明不僅達(dá)到了船舶生活污水處理的目的，而且采用多級(jí)外置式的運(yùn)行方式，降低了膜污染問(wèn)題，保持了驅(qū)動(dòng)液的穩(wěn)定濃度和高效循環(huán)，同時(shí)可有效降低能耗，不但可用于船舶上的生活污水處理還可用于處理日常生活污水。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。

結(jié)合圖1，本發(fā)明的一種多級(jí)外置式正滲透MBR處理船舶生活污水的系統(tǒng)包括生物反應(yīng)池系統(tǒng)，多級(jí)外置式正滲透膜分離系統(tǒng)和驅(qū)動(dòng)液循環(huán)及濃縮系統(tǒng)；生物反應(yīng)池系統(tǒng)包括生物反應(yīng)區(qū)2、泥水分離區(qū)5，泥水分離區(qū)5與一級(jí)進(jìn)水罐6之間設(shè)置擋板17；多級(jí)外置式正滲透膜分離系統(tǒng)的每一級(jí)正滲透膜分離系統(tǒng)包括進(jìn)水罐6、進(jìn)水側(cè)蠕動(dòng)泵22與出水側(cè)蠕動(dòng)泵12、進(jìn)水側(cè)閥門(mén)23與出水側(cè)閥門(mén)11、進(jìn)水側(cè)流量計(jì)24與出水側(cè)流量計(jì)10、進(jìn)水側(cè)進(jìn)水壓力表25、正滲透膜組件27。正滲透膜組件27由進(jìn)水側(cè)進(jìn)水管26與進(jìn)水側(cè)出水管7、正滲透膜8和出水側(cè)進(jìn)水管9與出水側(cè)出水管28加裝在高強(qiáng)度材料的部件上制成。進(jìn)水罐6、進(jìn)水側(cè)流量計(jì)24、進(jìn)水側(cè)閘閥23、進(jìn)水側(cè)壓力表25與進(jìn)水側(cè)進(jìn)水管26依次管接，進(jìn)水側(cè)出水管28管接進(jìn)水罐6，出水側(cè)流量計(jì)10、出水側(cè)閘閥11與出水側(cè)進(jìn)水管9依次管接，出水側(cè)出水管28與驅(qū)動(dòng)液罐13管接；

驅(qū)動(dòng)液循環(huán)及濃縮系統(tǒng)的核心為多效蒸發(fā)器系統(tǒng)，包括與外置式正滲透膜分離系統(tǒng)出水側(cè)出水管連接的驅(qū)動(dòng)液罐13，43，56、與驅(qū)動(dòng)液罐13，43，56連接的高效蒸發(fā)器，高效蒸發(fā)器其特征在于包括多級(jí)蒸發(fā)罐和一個(gè)冷凝器39，每級(jí)蒸發(fā)罐均設(shè)置蒸汽入口33、進(jìn)液口32、出液口46、冷凝水排出口49和蒸汽出口33。蒸汽出口33經(jīng)蒸汽管35連接入加熱恒溫裝置34，之后管接入相鄰的蒸發(fā)罐上的蒸汽入口，進(jìn)入相鄰的蒸發(fā)罐。出液口46與相鄰的蒸發(fā)罐上的進(jìn)液口47連接，末級(jí)蒸發(fā)罐的蒸汽出口38連接冷凝器39，冷凝器39后接淡水收集裝置40。每個(gè)前級(jí)蒸發(fā)罐上設(shè)置加熱恒溫裝置，如：45，52。末級(jí)蒸發(fā)罐的出液口54經(jīng)管路14，58，59管接回多級(jí)外置式正滲透膜分離系統(tǒng)的各級(jí)驅(qū)動(dòng)液罐13、43、56(圖中未畫(huà)出管接線(xiàn)路)；

多級(jí)外置式正滲透膜分離系統(tǒng)的每一級(jí)驅(qū)動(dòng)液罐與每一級(jí)的蒸發(fā)罐出液口管接，經(jīng)加熱恒溫裝置后接入下一級(jí)蒸發(fā)罐，如：二級(jí)驅(qū)動(dòng)液罐43與一級(jí)蒸發(fā)罐出液口46管接后經(jīng)加熱恒溫裝置45后接入二級(jí)蒸發(fā)罐的進(jìn)液口47。每一級(jí)的外置式正滲透膜分離系統(tǒng)的進(jìn)水罐依次管接，每?jī)蛇M(jìn)水罐間設(shè)置泵。如：泵21將一級(jí)進(jìn)水罐6中的水打入二級(jí)進(jìn)水罐41，泵42將二級(jí)進(jìn)水罐41中的水打入三級(jí)進(jìn)水罐55；

本發(fā)明所述生物反應(yīng)區(qū)2與泥水分離區(qū)5設(shè)置污泥循環(huán)泵18與蠕動(dòng)泵3，進(jìn)水閥門(mén)4與出水閥門(mén)19，生物反應(yīng)區(qū)設(shè)有排泥管1，泥水分離區(qū)設(shè)有排水口16，并用管路20連接。

本發(fā)明所述正滲透膜的材質(zhì)為醋酸纖維素膜、三乙酸纖維素膜，所用膜的形式為平板膜；驅(qū)動(dòng)液是具有高濃度的氯化鈉或其他高濃度的易蒸餾的中性無(wú)機(jī)鹽溶液。

本發(fā)明的具體工作過(guò)程是：

一、將含有COD為450～500mg/L，NH4-N為39～43mg/L，TP 5～8mg/L，TN40～50mg/L的生活污水用NaOH調(diào)節(jié)pH后，注入生物反應(yīng)區(qū)2內(nèi)，在曝氣裝置15曝氣的條件下，在生物反應(yīng)區(qū)2用活性污泥對(duì)生活污水進(jìn)行處理，之后在泥水分離區(qū)5進(jìn)行泥水分離，水經(jīng)溢流后進(jìn)入一級(jí)正滲透膜分離系統(tǒng)的進(jìn)水罐6，期間污泥泵18與泥水蠕動(dòng)泵3間歇式運(yùn)行，排泥管1間歇式排泥，排水口16間歇式排水。溢流后進(jìn)水罐6內(nèi)的水經(jīng)過(guò)一級(jí)外置式正滲透膜分離系統(tǒng)的進(jìn)水側(cè)進(jìn)水蠕動(dòng)泵22打入正滲透膜組件27，經(jīng)進(jìn)水側(cè)出水管7接回進(jìn)水罐6，形成進(jìn)水側(cè)循環(huán)。驅(qū)動(dòng)液采用120g/L的氯化鈉，一級(jí)外置式正滲透膜分離系統(tǒng)出水側(cè)進(jìn)水蠕動(dòng)泵12將驅(qū)動(dòng)液罐13中的驅(qū)動(dòng)液打入正滲透膜組件，出水側(cè)出水管28管接回一級(jí)驅(qū)動(dòng)液罐13，形成出水側(cè)循環(huán)。正滲透膜兩側(cè)兩種具有不同滲透壓的溶液不斷反向循環(huán)，使得水更容易的自發(fā)地從原料液一側(cè)透過(guò)膜到達(dá)驅(qū)動(dòng)液一側(cè)。運(yùn)行時(shí)泵30間斷地將一級(jí)驅(qū)動(dòng)液罐13里的驅(qū)動(dòng)液經(jīng)一級(jí)蒸發(fā)器的進(jìn)液口32打入一級(jí)蒸發(fā)器，驅(qū)動(dòng)液經(jīng)過(guò)一級(jí)蒸發(fā)器后，蒸汽經(jīng)一級(jí)蒸汽出口33進(jìn)入加熱恒溫裝置34后接入二級(jí)蒸發(fā)罐的蒸汽入口50，剩余液體經(jīng)一級(jí)蒸發(fā)罐的出液口46進(jìn)入二級(jí)蒸發(fā)器的進(jìn)液口47，同理，緊接著通過(guò)三級(jí)蒸發(fā)器，三級(jí)蒸發(fā)器的出液口所出的液體已是較高濃度的驅(qū)動(dòng)液，保證了驅(qū)動(dòng)液濃度的相對(duì)穩(wěn)定，故可管接回一級(jí)驅(qū)動(dòng)液罐13重復(fù)使用。此外，三級(jí)蒸發(fā)器的蒸汽出口管接冷凝器39，蒸汽遇冷凝結(jié)后即為收集的淡水，由淡水收集裝置40收集。整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，出水水質(zhì)的COD在0～10mg/L，NH4-N、TP、TN、SS未檢出，出水水質(zhì)可滿(mǎn)足IMO新標(biāo)準(zhǔn)MEPC.227(64)和生活污水排放標(biāo)準(zhǔn)。

二、一級(jí)正滲透膜分離系統(tǒng)的進(jìn)水罐6中的水經(jīng)過(guò)泵21打入二級(jí)正滲透膜分離系統(tǒng)的進(jìn)水罐41，二級(jí)正滲透膜分離系統(tǒng)的進(jìn)水罐41內(nèi)的水經(jīng)過(guò)二級(jí)外置式正滲透膜分離系統(tǒng)的進(jìn)水側(cè)進(jìn)水蠕動(dòng)泵打入正滲透膜組件，經(jīng)進(jìn)水側(cè)出水管接回進(jìn)水罐，形成進(jìn)水側(cè)循環(huán)。二級(jí)外置式正滲透膜分離系統(tǒng)出水側(cè)進(jìn)水蠕動(dòng)泵將驅(qū)動(dòng)液罐中的驅(qū)動(dòng)液打入正滲透膜組件，出水側(cè)出水管管接回二級(jí)驅(qū)動(dòng)液罐，形成出水側(cè)循環(huán)。運(yùn)行期間泵將二級(jí)驅(qū)動(dòng)液罐43里的驅(qū)動(dòng)液與一級(jí)蒸發(fā)器的出液口46管接后接入加熱恒溫裝置45，然后經(jīng)二級(jí)蒸發(fā)器的進(jìn)液口47接入二級(jí)蒸發(fā)器，驅(qū)動(dòng)液經(jīng)過(guò)二級(jí)蒸發(fā)器后，蒸汽經(jīng)二級(jí)蒸汽出口36進(jìn)入三級(jí)蒸發(fā)器的蒸汽入口53，剩余液體經(jīng)二級(jí)出液口51進(jìn)入三級(jí)蒸發(fā)器的進(jìn)液口48。緊接著通過(guò)三級(jí)蒸發(fā)器的處理。處理后，三級(jí)蒸發(fā)器的出液口54所出的液體已是較高濃度的驅(qū)動(dòng)液，保證了驅(qū)動(dòng)液濃度的相對(duì)穩(wěn)定，故可管接回一級(jí)驅(qū)動(dòng)液罐13和二級(jí)驅(qū)動(dòng)液罐43重復(fù)使用。此外，三級(jí)蒸發(fā)器的蒸汽出口管接冷凝器39，蒸汽遇冷凝結(jié)后即為收集的淡水，由淡水收集裝置40收集。整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，出水水質(zhì)的COD在0～10mg/L，NH4-N、TP、TN、SS未檢出，出水水質(zhì)可滿(mǎn)足IMO新標(biāo)準(zhǔn)MEPC.227(64)和生活污水排放標(biāo)準(zhǔn)。

三、二級(jí)正滲透膜分離系統(tǒng)的進(jìn)水罐41中的水經(jīng)過(guò)泵42打入三級(jí)正滲透膜分離系統(tǒng)的進(jìn)水罐55，三級(jí)正滲透膜分離系統(tǒng)的進(jìn)水罐55內(nèi)的水經(jīng)過(guò)三級(jí)外置式正滲透膜分離系統(tǒng)的進(jìn)水側(cè)進(jìn)水蠕動(dòng)泵打入正滲透膜組件，經(jīng)進(jìn)水側(cè)出水管接回進(jìn)水罐，形成進(jìn)水側(cè)循環(huán)。三級(jí)外置式正滲透膜分離系統(tǒng)出水側(cè)進(jìn)水蠕動(dòng)泵將驅(qū)動(dòng)液罐56中的驅(qū)動(dòng)液打入正滲透膜組件，出水側(cè)出水管管接回三級(jí)驅(qū)動(dòng)液罐，形成出水側(cè)循環(huán)。運(yùn)行期間泵57將三級(jí)驅(qū)動(dòng)液罐56里的驅(qū)動(dòng)液與二級(jí)蒸發(fā)器的出液口51管接后接入加熱恒溫裝置52，然后經(jīng)三級(jí)蒸發(fā)器的進(jìn)液口48接入三級(jí)蒸發(fā)器，驅(qū)動(dòng)液經(jīng)過(guò)三級(jí)蒸發(fā)器后，蒸汽經(jīng)冷凝器39后即為淡水，由淡水收集裝置40收集。處理后，三級(jí)蒸發(fā)器的出液口所出的液體已是較高濃度的驅(qū)動(dòng)液，保證了驅(qū)動(dòng)液濃度的相對(duì)穩(wěn)定，故可管接回一級(jí)驅(qū)動(dòng)液罐13、二級(jí)驅(qū)動(dòng)液罐43和三級(jí)驅(qū)動(dòng)液罐56重復(fù)使用。整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，出水水質(zhì)的COD在0～10mg/L，NH4-N、TP、TN、SS未檢出，出水水質(zhì)可滿(mǎn)足IMO新標(biāo)準(zhǔn)MEPC.227(64)和生活污水排放標(biāo)準(zhǔn)。

污泥泵18與泥水蠕動(dòng)泵3間歇式運(yùn)行，排泥管1間歇式排泥，排水口16間歇式排水。分離出的活性污泥在生物反應(yīng)區(qū)2與泥水分離區(qū)5之間污泥循環(huán)泵18的作用下，間歇地將污泥打回生物反應(yīng)區(qū)，實(shí)施過(guò)程為先運(yùn)行泥水蠕動(dòng)泵30min，之后泥水蠕動(dòng)泵關(guān)閉，20min后運(yùn)行污泥泵10min，污泥泵關(guān)閉，之后立即運(yùn)行泥水蠕動(dòng)泵，24小時(shí)不間斷循環(huán)進(jìn)行下去；排泥管為每8h進(jìn)行一次排泥，排水口為每12小時(shí)進(jìn)行一次排水。經(jīng)過(guò)處理的生活污水最終可達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)排水口排出。

初始運(yùn)行階段，泥水蠕動(dòng)泵3可以持續(xù)運(yùn)行，污泥泵18可以持續(xù)關(guān)閉并關(guān)閉排泥管。

本發(fā)明包括生物反應(yīng)池系統(tǒng)，多級(jí)外置式正滲透膜分離系統(tǒng)和驅(qū)動(dòng)液循環(huán)及濃縮系統(tǒng)；生物反應(yīng)池系統(tǒng)包括生物反應(yīng)區(qū)、泥水分離區(qū)。多級(jí)外置式正滲透膜分離系統(tǒng)的每一級(jí)正滲透膜分離系統(tǒng)包括進(jìn)水罐、進(jìn)水側(cè)蠕動(dòng)泵與出水側(cè)蠕動(dòng)泵、進(jìn)水側(cè)閥門(mén)與出水側(cè)閥門(mén)、進(jìn)水側(cè)流量計(jì)與出水側(cè)流量計(jì)、進(jìn)水側(cè)進(jìn)水壓力表、正滲透膜組件。驅(qū)動(dòng)液循環(huán)及濃縮系統(tǒng)的核心為多效蒸發(fā)器系統(tǒng)，包括與外置式正滲透膜分離系統(tǒng)出水側(cè)出水管連接的驅(qū)動(dòng)液罐、與驅(qū)動(dòng)液罐連接的高效蒸發(fā)器、加熱恒溫裝置。每一級(jí)的外置式正滲透膜分離系統(tǒng)的進(jìn)水罐相互依次管接，每?jī)蛇M(jìn)水罐間設(shè)置泵。

本系統(tǒng)還可以包括：

所述的多級(jí)外置式正滲透膜分離系統(tǒng)中正滲透膜的材質(zhì)為醋酸纖維素膜、三乙酸纖維素膜，形式為平板膜；系統(tǒng)所用驅(qū)動(dòng)液為高濃度的氯化鈉或其他高濃度的易蒸餾的中性無(wú)機(jī)鹽溶液。

所述的多級(jí)外置式正滲透膜分離系統(tǒng)中膜組件為多級(jí)外置式，每級(jí)分為進(jìn)水側(cè)和出水側(cè)，兩側(cè)液體反向循環(huán)運(yùn)行，分別管接進(jìn)水罐和驅(qū)動(dòng)液罐。

所述的多效蒸發(fā)器系統(tǒng)中每個(gè)前級(jí)蒸發(fā)罐上設(shè)置加熱恒溫裝置，每個(gè)蒸發(fā)罐的出液口后設(shè)置加熱恒溫裝置。多級(jí)外置式正滲透膜分離系統(tǒng)的每一級(jí)驅(qū)動(dòng)液罐與每一級(jí)的蒸發(fā)罐出液口管接，經(jīng)加熱恒溫裝置后接入下一級(jí)蒸發(fā)罐。

所述的多級(jí)外置式正滲透膜分離系統(tǒng)與多效蒸發(fā)器系統(tǒng)，相關(guān)級(jí)數(shù)的設(shè)置不局限于三級(jí)，可據(jù)實(shí)際處理水質(zhì)與水量情況進(jìn)行增減設(shè)置，但兩系統(tǒng)的級(jí)數(shù)設(shè)置對(duì)應(yīng)相等，并且末級(jí)蒸發(fā)器的裝置連接等同于所述的三級(jí)蒸發(fā)器的連接方式。

所述的生物反應(yīng)池系統(tǒng)中泥水分離區(qū)和一級(jí)進(jìn)水罐之間設(shè)置擋板，泥水分離區(qū)中的水采用溢流方式進(jìn)入一級(jí)進(jìn)水罐。

所述的生物反應(yīng)池系統(tǒng)兩區(qū)之間設(shè)置污泥泵與泥水蠕動(dòng)泵；生物反應(yīng)區(qū)設(shè)有排泥管，曝氣裝置；泥水分離區(qū)設(shè)有排水口。

本發(fā)明的一種多級(jí)外置式正滲透MBR處理船舶生活污水的方法，采用如下方案實(shí)現(xiàn)：

首先將經(jīng)過(guò)預(yù)處理及調(diào)節(jié)pH值后的生活污水注入生物反應(yīng)池內(nèi)，在曝氣條件下于生物反應(yīng)區(qū)用活性污泥對(duì)生活污水進(jìn)行處理，污泥泵、泥水蠕動(dòng)泵、排泥管及排水口間歇式運(yùn)行。之后在泥水分離區(qū)進(jìn)行泥水分離，水經(jīng)溢流進(jìn)入正滲透膜分離系統(tǒng)的進(jìn)水罐。進(jìn)水罐內(nèi)的水經(jīng)泵打入正滲透膜組件，形成進(jìn)水側(cè)循環(huán)。出水側(cè)泵將驅(qū)動(dòng)液罐中的驅(qū)動(dòng)液打入正滲透膜組件，形成出水側(cè)循環(huán)，由于正滲透膜兩側(cè)的液體存在滲透壓差，水會(huì)自發(fā)的從進(jìn)水側(cè)進(jìn)入出水側(cè)。每一級(jí)的外置式正滲透膜分離系統(tǒng)的進(jìn)水罐相互依次管接，通過(guò)泵使液體流動(dòng)。驅(qū)動(dòng)液循環(huán)及濃縮系統(tǒng)的核心為多效蒸發(fā)器，每級(jí)蒸發(fā)罐與每級(jí)正滲透膜分離系統(tǒng)串聯(lián)使用。三級(jí)蒸發(fā)器的出液口經(jīng)管路管接回一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)驅(qū)動(dòng)液罐，其蒸汽出口管接冷凝器，蒸汽遇冷凝結(jié)后即為收集的淡水。

本處理方法還可以包括：

所述的生物反應(yīng)池部分中的污泥泵、泥水蠕動(dòng)泵、排泥管及排水口采取間歇式運(yùn)行，即先運(yùn)行泥水蠕動(dòng)泵30min，關(guān)閉泥水蠕動(dòng)泵，20min后運(yùn)行污泥泵10min，關(guān)閉污泥泵，同時(shí)再次運(yùn)行泥水蠕動(dòng)泵(條件同上)，24小時(shí)不間斷循環(huán)進(jìn)行。排泥管為每8h進(jìn)行一次排泥，排水口為每12小時(shí)進(jìn)行一次排水。

所述的正滲透膜分離系統(tǒng)進(jìn)水側(cè)蠕動(dòng)泵及出水側(cè)蠕動(dòng)泵24小時(shí)不間斷運(yùn)行；各級(jí)進(jìn)水罐之間的泵每隔11小時(shí)運(yùn)行1小時(shí)。

所述的多效蒸發(fā)器系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)泵將一級(jí)驅(qū)動(dòng)液罐里的驅(qū)動(dòng)液經(jīng)一級(jí)蒸發(fā)器的進(jìn)液口打入一級(jí)蒸發(fā)器，驅(qū)動(dòng)液經(jīng)過(guò)一級(jí)蒸發(fā)器后，蒸汽經(jīng)一級(jí)蒸汽出口進(jìn)入二級(jí)蒸汽入口，剩余液體經(jīng)一級(jí)出液口進(jìn)入二級(jí)蒸發(fā)器的進(jìn)液口。運(yùn)行期間泵將二級(jí)驅(qū)動(dòng)液罐里的驅(qū)動(dòng)液與一級(jí)蒸發(fā)器的出液口管接后接入加熱恒溫裝置，然后經(jīng)二級(jí)蒸發(fā)器的進(jìn)液口接入二級(jí)蒸發(fā)器，驅(qū)動(dòng)液經(jīng)過(guò)二級(jí)蒸發(fā)器后，蒸汽經(jīng)二級(jí)蒸汽出口進(jìn)入三級(jí)蒸發(fā)器。二級(jí)及三級(jí)正滲透膜分離系統(tǒng)與二級(jí)及三級(jí)蒸發(fā)器的運(yùn)行方法同理。

所述的三級(jí)及多級(jí)正滲透膜分離系統(tǒng)的運(yùn)行方法同二級(jí)正滲透膜分離系統(tǒng)；三級(jí)及多級(jí)蒸發(fā)器系統(tǒng)的運(yùn)行方法同二級(jí)蒸發(fā)器系統(tǒng)。

所述的多效蒸發(fā)器系統(tǒng)中每級(jí)蒸發(fā)罐與每級(jí)正滲透膜分離系統(tǒng)串聯(lián)使用，即多級(jí)外置式正滲透膜分離系統(tǒng)的每一級(jí)驅(qū)動(dòng)液罐與每一級(jí)的蒸發(fā)罐出液口管接，管接后驅(qū)動(dòng)液經(jīng)泵每隔11小時(shí)運(yùn)行1小時(shí)，打入加熱恒溫裝置后進(jìn)入下一級(jí)蒸發(fā)罐。