一種同步反硝化除磷的膜生物法處理船舶生活污水的裝置及方法
【專利摘要】本發(fā)明提供的是一種同步反硝化除磷的膜生物法處理船舶生活污水的裝置及方法。裝置主要包括旋流沉砂器、調(diào)節(jié)池、SBR池、膜組件和消毒柜；方法主要包括進(jìn)水；預(yù)處理；厭氧；好氧；缺氧；靜置；SBR池出水；膜分離；消毒；出水。本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：1)通過(guò)厭氧?好氧?缺氧交替運(yùn)行的方式使得反硝化聚磷菌在活性污泥中成為優(yōu)勢(shì)菌；2)外置膜不易堵塞，更換方便；3)進(jìn)水先經(jīng)過(guò)粉碎泵和旋流沉砂器，有效降低來(lái)水中的懸浮固體濃度，降低負(fù)荷以利于生物降解；4)所需設(shè)備少，十分適用于船舶上的生活污水處理；5)AOA?MBR反應(yīng)器中以厭氧段開始處理過(guò)程，對(duì)沖擊負(fù)荷的抵抗能力極強(qiáng)，且無(wú)污泥膨脹之虞。
【專利說(shuō)明】
一種同步反硝化除磷的膜生物法處理船舶生活污水的裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及的是一種處理船舶生活污水的裝置。本發(fā)明也涉及的是一種處理船舶生活污水的方法。【背景技術(shù)】
[0002]隨著航運(yùn)業(yè)和海洋開發(fā)的空前發(fā)展，大量含有氮、磷等營(yíng)養(yǎng)元素的船舶生活污水排入海洋，導(dǎo)致水體中藻類和某些微生物的過(guò)量繁殖生長(zhǎng)，極易形成赤潮現(xiàn)象，引起水體變色，威脅海洋中其他生物的生存，對(duì)海洋生態(tài)平衡造成嚴(yán)重危害。海洋環(huán)境的污染越來(lái)越嚴(yán)重，引起人類對(duì)海洋生態(tài)環(huán)境保護(hù)的重視，近年來(lái)國(guó)際海事組織(頂〇)對(duì)船舶污水排放標(biāo)準(zhǔn)作了大幅度的提高。然而船舶生活污水有其獨(dú)特的特點(diǎn):B0D、SS較城市生活污水要高得多， 又因船舶上人數(shù)少，負(fù)荷變化明顯，負(fù)荷沖擊大，處理難度較大，這使得傳統(tǒng)的污水處理裝置使用工藝已很難達(dá)到新標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的要求。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，處理效果好且穩(wěn)定的同步反硝化除磷的膜生物法處理船舶生活污水的裝置。本發(fā)明的目的還在于提供一種處理效果好且穩(wěn)定的同步反硝化除磷的膜生物法處理船舶生活污水的方法。
[0004]本發(fā)明的同步反硝化除磷的膜生物法處理船舶生活污水的裝置包括旋流沉砂器 12、調(diào)節(jié)池1、SBR池10、膜組件14和消毒柜13,船舶生活污水經(jīng)過(guò)管道系統(tǒng)收集后由進(jìn)水粉碎栗2抽送至旋流沉砂器12，旋流沉砂器12連接調(diào)節(jié)池1，調(diào)節(jié)池與下方的SBR池10連通，SBR 池出水口與膜組件14連通，膜組件出水口經(jīng)抽吸栗6與消毒柜13相連，消毒柜出水口連接排水管，消毒柜與膜組件之間設(shè)置有反沖洗管路，所述SBR池10內(nèi)設(shè)有曝氣栗8和攪拌器16， SBR池的一個(gè)周期內(nèi)包括攪拌器工作的厭氧段、曝氣栗工作的好氧段、曝氣栗停止攪拌器工作的缺氧段。
[0005]本發(fā)明的同步反硝化除磷的膜生物法處理船舶生活污水的裝置還可以包括:
[0006] 1、所述SBR池分為兩格。
[0007] 2、所述SBR池上設(shè)置PH計(jì)、溫度計(jì)和溶解氧測(cè)定儀。
[0008] 3、調(diào)節(jié)池1與SBR池10之間的連通管上設(shè)置SBR進(jìn)水電磁閥3，SBR池10與膜組件14 之間的連通管上設(shè)置SBR出水電磁閥4，抽吸栗6的進(jìn)出口均設(shè)置抽吸電磁閥5。[〇〇〇9] 4、所述反沖洗管路包括帶有反沖洗進(jìn)水電磁閥11的連接于消毒柜與抽吸栗6之間的進(jìn)水管路，和帶有反沖洗出水電磁閥15的連接于抽吸栗6與膜組件14之間的出水管路。
[0010]本發(fā)明的同步反硝化除磷的膜生物法處理船舶生活污水的方法為:船舶生活污水經(jīng)過(guò)管道系統(tǒng)收集后由進(jìn)水粉碎栗2抽送至旋流沉砂器12進(jìn)行預(yù)處理，然后送至調(diào)節(jié)池1再進(jìn)入SBR池10,在SBR池10內(nèi)經(jīng)過(guò)厭氧、好氧、缺氧和靜置四個(gè)階段后出水進(jìn)入外置的膜組件 14中并由抽吸栗6提供過(guò)膜壓差，經(jīng)過(guò)膜過(guò)濾的的水進(jìn)入消毒柜13中，消毒后排出。
[0011]本發(fā)明的同步反硝化除磷的膜生物法處理船舶生活污水的方法還可以包括:
[0012]1、所述在SBR池10內(nèi)經(jīng)過(guò)厭氧、好氧、缺氧和靜置四個(gè)階段具體包括:SBR池10進(jìn)水后攪拌器工作2.5h、為厭氧段，之后曝氣栗工作6.5h、為好氧段，之后曝氣栗停止、攪拌器工作1.5h、為缺氧段，之后攪拌器停止運(yùn)行，靜置0.5h排水。[〇〇13] 2、SBR池分為兩格，交替或同時(shí)運(yùn)行。
[0014]為適應(yīng)當(dāng)前排放標(biāo)準(zhǔn)的要求，也為解決傳統(tǒng)生物除磷脫氮工藝固有的矛盾，研究人員提出了反硝化除磷技術(shù)。即指利用反硝化聚磷菌在缺氧條件下，以硝酸鹽為電子受體， 同步完成反硝化(脫氮)和過(guò)量攝磷(除磷)過(guò)程的一種處理技術(shù)。與傳統(tǒng)生物脫氮除磷技術(shù)相比，其避免或削弱了上述常規(guī)生物脫氮除磷中常見的矛盾，同時(shí)還可以使好氧量和污泥產(chǎn)量分別下降30%和50%，并減少運(yùn)行復(fù)雜性。本發(fā)明以反硝化除磷理論為依據(jù)研究的厭氧-好氧-缺氧SBR工藝，將SBR工藝的運(yùn)行周期分為厭氧-好氧-缺氧的運(yùn)行模式。該同步脫氮除磷工藝具有如下優(yōu)點(diǎn):①采用單污泥系統(tǒng)，較雙污泥系統(tǒng)可以節(jié)省能源消耗和反應(yīng)器的占地;②中間設(shè)好氧段，較厭氧-缺氧方式運(yùn)行的反硝化除磷工藝來(lái)說(shuō)，污泥活性高且不易老化;③好氧段硝化細(xì)菌可以產(chǎn)生充足的硝酸氮供給缺氧段反硝化聚磷，較傳統(tǒng)除磷工藝來(lái)說(shuō)，消除了硝酸氮對(duì)聚磷反應(yīng)的影響。
[0015]根據(jù)已應(yīng)用在船舶上的生活污水處理裝置的處理效果來(lái)看，生物處理因船舶搖晃、顛簸導(dǎo)致沉淀效果不好，出水水質(zhì)欠佳。本發(fā)明在生物處理之后再進(jìn)行膜分離，則既保證了出水水質(zhì)，又避免了膜組件的頻繁堵塞。
[0016]船舶生活污水的B0D、SS較城市生活污水要高得多，又因船舶上人數(shù)少，負(fù)荷變化明顯，負(fù)荷沖擊大。本發(fā)明使用SBR工藝，并加之以預(yù)處理，大大減小了沖擊負(fù)荷帶來(lái)的影響，處理效果穩(wěn)定，與其他污水處理裝置比較有很大優(yōu)勢(shì)。[〇〇17] SBR活性污泥處理工藝自問(wèn)世以來(lái)就表現(xiàn)出占地面積小、耐沖擊負(fù)荷、處理效果穩(wěn)定等優(yōu)勢(shì)，然而由于當(dāng)時(shí)的自動(dòng)化水平限制未能得到廣泛應(yīng)用。本發(fā)明可以采用計(jì)算機(jī)對(duì)水栗、攪拌器和曝氣器等實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制，無(wú)需專業(yè)人員管理，及其適合船舶上的生活污水處理。
[0018]本發(fā)明通過(guò)將反硝化脫氮除磷生物處理法與膜分離技術(shù)結(jié)合起來(lái)，并設(shè)置進(jìn)水粉碎栗、旋流沉砂器加以預(yù)處理，對(duì)船舶生活污水將會(huì)有一個(gè)較好較穩(wěn)定的處理效果，出水各指標(biāo)均能穩(wěn)定在排放標(biāo)準(zhǔn)之下，并且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)備較少，維修方便，操作自動(dòng)化，十分適用于船舶生活污水處理。【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1是本發(fā)明的同步反硝化除磷的膜生物法處理船舶生活污水的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0020]下面舉例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0021]結(jié)合圖，本發(fā)明的同步反硝化除磷的膜生物法處理船舶生活污水的裝置包括調(diào)節(jié)池1、進(jìn)水粉碎栗2、SBR進(jìn)水電磁閥3、SBR出水電磁閥4、抽吸電磁閥5、抽吸栗6、出水電磁閥 7、曝氣栗8、SBR排泥電磁閥9、SBR池10、反沖洗進(jìn)水電磁閥11、旋流沉砂器12、消毒柜13、膜組件14、SBR出水柜15、反沖洗出水電磁閥15。其中，船舶生活污水經(jīng)過(guò)管道系統(tǒng)收集后由進(jìn)水粉碎栗2抽送至旋流沉砂器12進(jìn)行預(yù)處理，然后送至調(diào)節(jié)池1，調(diào)節(jié)池與下方的SBR池10連通，其間裝有SBR進(jìn)水電磁閥3，SBR池10設(shè)有曝氣栗8和攪拌器16，SBR池出水口與膜組件14 連通，其間裝有SBR池出水電磁閥4，膜組件出水口與消毒柜13相連，其間裝有兩個(gè)抽吸電磁閥5和抽吸栗6,消毒柜出水口連接排水管，排水管上裝有出水電磁閥7;另外，為實(shí)現(xiàn)膜組件的反沖洗，反沖洗管路上設(shè)置有反沖洗進(jìn)水電磁閥11和反沖洗出水電磁閥15,當(dāng)二者及抽吸栗6同時(shí)開啟時(shí)，可實(shí)現(xiàn)膜組件的反沖洗，此時(shí)抽吸栗提供反沖洗所需要的壓力，反沖洗水進(jìn)入SBR池10中。所有電磁閥和電器均與時(shí)間繼電器電連，以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制。[〇〇22]本發(fā)明還可以包括一下改進(jìn)方案:[〇〇23]1、采用外置膜組件。[〇〇24]2、調(diào)節(jié)池、SBR池、膜組件、消毒柜和相應(yīng)的曝氣栗、抽吸栗等設(shè)備及管路上各個(gè)電磁閥，所有設(shè)備和電磁閥均與時(shí)間繼電器電連，由計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制。
[0025]3、膜組件的反沖洗水由消毒柜提供，并排放至SBR池。
[0026] 4、抽吸管路上可設(shè)置真空表，反沖洗管道上可設(shè)置壓力表，用以檢測(cè)膜分離時(shí)的真空度和反沖洗時(shí)的壓力。[〇〇27]5、SBR池上可設(shè)置PH計(jì)、溫度計(jì)和溶解氧測(cè)定儀，用以檢測(cè)處理過(guò)程中的各種理化指標(biāo)。[〇〇28] 6、SBR分為兩格，交替或同時(shí)運(yùn)行，并且SBR池壁上設(shè)有取樣口，池頂部設(shè)有出氣孔。[〇〇29] 7、SBR池中可設(shè)置液位計(jì)，利用計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制池內(nèi)的液位高度。[〇〇3〇]上述實(shí)施方式中各部分的功能如下:[0031 ]粉碎栗:粉碎進(jìn)水中的大顆粒物質(zhì)，防止堵塞；[〇〇32]旋流沉砂器:降低污水中的懸浮固體濃度，以便于生物處理；[〇〇33]調(diào)節(jié)池:對(duì)來(lái)水進(jìn)行水量調(diào)節(jié)；[〇〇34]SBR池:利用微生物的降解作用，使各項(xiàng)污染指標(biāo)大幅降低；
[0035]膜組件:確保出水各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到排放要求；
[0036]消毒柜:消毒，使大腸桿菌等指標(biāo)達(dá)到出水要求。
[0037]膜組件可以選用中空纖維超濾膜組件。抽吸栗可以真空栗或者自吸栗，并且所形成的真空度應(yīng)達(dá)到膜組件的壓力差要求。消毒柜可以選用紫外線消毒柜。[〇〇38]本發(fā)明的同步反硝化除磷的膜生物法處理船舶生活污水的方法主要包括以下步驟:S1、進(jìn)水;S2、預(yù)處理;S3、厭氧;S4、好氧;S5、缺氧;S6、靜置;S7、SBR池出水;S8、膜分離； S9、消毒;S10、出水。[〇〇39]SBR池厭氧-好氧-缺氧膜生物處理的調(diào)試方法為:厭氧段，PH下降直至趨于穩(wěn)定約7.5，溶解氧下降直至趨于穩(wěn)定約Omg/L，0RP下降直至趨于穩(wěn)定約-220mv，即可結(jié)束厭氧段； 好氧段，PH先降低后又升高至穩(wěn)定約8.0，溶解氧上升直至趨于穩(wěn)定約2.5mg/L，0RP上升直至趨于穩(wěn)定約130mv，即可結(jié)束好氧段;缺氧段，PH升高直至趨于穩(wěn)定約8.1，溶解氧直線下降至約0.2mg/L，0RP下降至約-50mv，即可結(jié)束缺氧段。
[0040]SBR池的一個(gè)周期內(nèi)，進(jìn)水0.5h，然后攪拌器工作2.5h，此為厭氧段，之后曝氣栗工作6.5h，此為好氧段，之后曝氣栗停止，攪拌器工作1.5h，此為缺氧段，之后攪拌器停止運(yùn)行，靜置0.5h，最后SBR出水電磁閥打開，排水0.5h;通過(guò)此種運(yùn)行方式，一方面可以抑制絲狀菌的生長(zhǎng)，污泥沉降性能好，另一方面可以使SBR池中反硝化聚磷菌大量繁殖，極大地緩解了反硝化菌和聚磷菌的對(duì)碳源的競(jìng)爭(zhēng)及污泥齡矛盾，使得其對(duì)氨氮和總磷有較好的去除率，實(shí)驗(yàn)證明，穩(wěn)定后SBR出水氨氮低于4.7mg/L,去除率達(dá)到95.6%，出水總磷低于0.38mg/ L，去除率達(dá)到98.7%，明顯由于其他類型的生物反應(yīng)器，出水COD低于82mg/L，去除率達(dá)到 91.8%，可以達(dá)到船舶生活污水的排放要求。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種同步反硝化除磷的膜生物法處理船舶生活污水的裝置，包括旋流沉砂器(12)、 調(diào)節(jié)池(1)、SBR池(10)、膜組件(14)和消毒柜(13)，其特征是:船舶生活污水經(jīng)過(guò)管道系統(tǒng) 收集后由進(jìn)水粉碎栗(2)抽送至旋流沉砂器(12)，旋流沉砂器(12)連接調(diào)節(jié)池(1)，調(diào)節(jié)池 與下方的SBR池(10)連通，SBR池出水口與膜組件(14)連通，膜組件出水口經(jīng)抽吸栗(6)與消 毒柜(13)相連，消毒柜出水口連接排水管，消毒柜與膜組件之間設(shè)置有反沖洗管路，所述 SBR池(10)內(nèi)設(shè)有曝氣栗(8)和攪拌器(16)，SBR池的一個(gè)周期內(nèi)包括攪拌器工作的厭氧段、 曝氣栗工作的好氧段、曝氣栗停止攪拌器工作的缺氧段。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的同步反硝化除磷的膜生物法處理船舶生活污水的裝置，其特 征是:所述SBR池分為兩格。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的同步反硝化除磷的膜生物法處理船舶生活污水的裝置，其特 征是:所述SBR池上設(shè)置PH計(jì)、溫度計(jì)和溶解氧測(cè)定儀。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的同步反硝化除磷的膜生物法處理船舶生活污水的裝置，其特 征是:調(diào)節(jié)池(1)與SBR池(10)之間的連通管上設(shè)置SBR進(jìn)水電磁閥(3)，SBR池(10)與膜組件 (14)之間的連通管上設(shè)置SBR出水電磁閥(4)，抽吸栗(6)的進(jìn)出口均設(shè)置抽吸電磁閥(5)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的同步反硝化除磷的膜生物法處理船舶生活污水的裝置，其特 征是:所述反沖洗管路包括帶有反沖洗進(jìn)水電磁閥(11)的連接于消毒柜與抽吸栗(6)之間 的進(jìn)水管路，和帶有反沖洗出水電磁閥(15)的連接于抽吸栗(6)與膜組件(14)之間的出水 管路。6.—種同步反硝化除磷的膜生物法處理船舶生活污水的方法，其特征是:船舶生活污 水經(jīng)過(guò)管道系統(tǒng)收集后由進(jìn)水粉碎栗(2)抽送至旋流沉砂器(12)進(jìn)行預(yù)處理，然后送至調(diào) 節(jié)池(1)再進(jìn)入SBR池(10 )，在SBR池(10)內(nèi)經(jīng)過(guò)厭氧、好氧、缺氧和靜置四個(gè)階段后出水進(jìn) 入外置的膜組件(14)中并由抽吸栗(6)提供過(guò)膜壓差，經(jīng)過(guò)膜過(guò)濾的的水進(jìn)入消毒柜(13) 中，消毒后排出。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的同步反硝化除磷的膜生物法處理船舶生活污水的方法，其特 征是:所述在SBR池(10)內(nèi)經(jīng)過(guò)厭氧、好氧、缺氧和靜置四個(gè)階段具體包括:SBR池(10)進(jìn)水 后攪拌器工作2.5h、為厭氧段，之后曝氣栗工作6.5h、為好氧段，之后曝氣栗停止、攪拌器工 作1.5h、為缺氧段，之后攪拌器停止運(yùn)行，靜置0.5h排水。8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的同步反硝化除磷的膜生物法處理船舶生活污水的方法，其 特征是:SBR池分為兩格，交替或同時(shí)運(yùn)行。
【文檔編號(hào)】C02F3/30GK105967332SQ201610487759
【公開日】2016年9月28日
【申請(qǐng)日】2016年6月28日
【發(fā)明人】王春麗, 袁滿, 李佳欣, 邢睿磊, 梁研, 安寧, 蘭天宇
【申請(qǐng)人】哈爾濱工程大學(xué)