船用生活污水處理裝置介紹

船舶防污染設(shè)備檢查

技能專題講座江陰海事局主辦CCS江陰辦事處

江蘇南極機(jī)械有限責(zé)任公司協(xié)辦1完整版課件ppt船用生活污水處理裝置

產(chǎn)品介紹江蘇南極機(jī)械有限責(zé)任公司二Ｏ一三年五月2完整版課件ppt產(chǎn)品介紹大綱一、國(guó)際公約的演變二、船舶生活污水的處理工藝三、WCMBR型船用膜法生活污水處理裝置3完整版課件ppt一、國(guó)際公約的演變4完整版課件ppt國(guó)際公約的演變聯(lián)合國(guó)國(guó)際海事組織（IMO）于1973年起通過(guò)防污染公約《MARPOL73/78》，其中附則IV是關(guān)于防止船舶生活污水污染的規(guī)則。1976年由海洋環(huán)境保護(hù)委員會(huì)頒布MEPC2（VI）決議規(guī)定了其性能試驗(yàn)準(zhǔn)則和排放標(biāo)準(zhǔn)；至2006年又頒布MEPC159（55）決議，將排放標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格了近一倍。此決議2010年1月1日起實(shí)施。2012年10月3日MEPC64次會(huì)議上又頒布了MEPC227（64）決議，增加了總氮和總磷的排放指標(biāo)，2016年1月1日起實(shí)施。我們把1976年的裝置稱為第一代的話，2006年的稱為第二代，2016年的則可稱為第三代新型生活污水處理裝置。明顯的國(guó)際上對(duì)船舶引起的海洋污染的關(guān)注日益加劇，同時(shí)也給造船行業(yè)帶來(lái)挑戰(zhàn)。5完整版課件ppt國(guó)際公約的演變以前，一般認(rèn)為水體的污染主要是由有機(jī)碳污染引起的，因此稱為有機(jī)污染，因而對(duì)排放水的BOD、COD的要求比較嚴(yán)格?，F(xiàn)在進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)氮磷的污染也不容忽視，海洋赤潮和浮苔的頻現(xiàn)是由氮磷的富營(yíng)養(yǎng)造成的。從2008年起由美國(guó)等提案開(kāi)始討論，至2012年通過(guò)增加氮磷的最新要求，提案開(kāi)始只是要求氮磷不大于10mg/L。最終頒布的決議是總氮不大于20（Qi/Qe）mg/L。還要求總磷不大于1.0（Qi/Qe）mg/L，或者以去除率來(lái)考核，氮和磷相應(yīng)為70%和80%。6完整版課件ppt國(guó)際公約的演變雖然目前三代生活污水處理裝置的排放要求都還沒(méi)有包括灰水，但是新型生活污水處理裝置應(yīng)考慮灰水的處理，因?yàn)楦鞲劭趪?guó)已提出灰水的要求。生活污水（sewage，黑水）的定義是以廁所糞便污水為主的，其它洗滌水、廚房污水等在船上稱為灰水，更廣義的加入如冷卻水又稱廢水。如果廢水也加入生活污水處理裝置，它的排放標(biāo)準(zhǔn)就要乘以Qi/Qe（黑水/黑水+廢水），明顯嚴(yán)格多了。目前氮磷的去除要求僅限于客輪（例如阿拉斯加公約的范疇）。要到2014年10月再開(kāi)會(huì)決定，是否擴(kuò)大？國(guó)際公約還有不確定性，所以跟蹤和研究國(guó)際公約有一定的必要性。7完整版課件ppt各主要排放標(biāo)準(zhǔn)匯總表排放標(biāo)準(zhǔn)MEPC.2(VI)MEPC.159(55)MEPC.227(64)USCG*33CFRAlaska阿拉斯加公約TSS(mg/L)503535(Qi/Qe)15030BOD5(mg/L)502525(Qi/Qe)無(wú)要求30COD(mg/L)無(wú)要求125125(Qi/Qe)無(wú)要求無(wú)要求大腸菌群數(shù)(個(gè)/100ml)250100100(Qi/Qe)20020PH6～96～8.56～8.5無(wú)要求6～9余氯(mg/L)盡可能低＜0.5--無(wú)要求0.01氨氮(mg/L)無(wú)要求無(wú)要求--無(wú)要求10總氮(mg/L)----20(Qi/Qe)----總磷(mg/L)----1.0(Qi/Qe)----*美國(guó)海岸警衛(wèi)隊(duì)現(xiàn)已向IMO靠攏8完整版課件ppt二、船舶生活污水的處理工藝

9完整版課件ppt1、生化法利用生物化學(xué)的傳統(tǒng)活性污泥法成了主宰，目前90%左右的裝船產(chǎn)品為生化法。英國(guó)名牌產(chǎn)品至今已有6000臺(tái)生化法產(chǎn)品裝在航行于全世界的船上；中國(guó)的名牌WCB型生化法產(chǎn)品也約4000臺(tái)產(chǎn)品裝船，同時(shí)引領(lǐng)“風(fēng)向”25年?；驹硎抢没钚晕勰嗑z團(tuán)在酶的作用下將有機(jī)污染物消解成二氧化碳和水。這種二氧化碳的排放在“碳排放公約”中不屬于碳指標(biāo)范疇內(nèi)，從長(zhǎng)遠(yuǎn)的目光看，其他化學(xué)品的制備都會(huì)計(jì)算碳指標(biāo)。10完整版課件ppt2、傳統(tǒng)問(wèn)題然而陸上產(chǎn)生的污泥膨脹的問(wèn)題在船上也同樣出現(xiàn)。傳統(tǒng)推流式不停氣好氧工藝會(huì)滋長(zhǎng)絲狀菌、抑制正常菌膠團(tuán)的發(fā)育，時(shí)不時(shí)會(huì)發(fā)生污泥膨脹，影響出水水質(zhì)，稱為活性污泥法的“癌癥”。對(duì)付過(guò)度好氧的措施是增加厭氧段工藝，又稱A/O系統(tǒng)，在厭氧段，絲狀菌得到抑制，菌膠團(tuán)得到正常的發(fā)育，同時(shí)，硝化反硝化的出現(xiàn)，解決了“脫氮除磷”的目標(biāo)。流程1，A/O系統(tǒng)：

進(jìn)水→A→O→A→O→C→排水

厭氧好氧

厭氧

好氧

沉淀

流程2，傳統(tǒng)推流式不停氣好氧系統(tǒng)：

進(jìn)水→O→O→C→排水

好氧

好氧

沉淀

11完整版課件ppt流程3，傳統(tǒng)的推流式活性污泥法流程4，序批式處理工藝示意：12完整版課件ppt3、SBR新工藝近20年來(lái)，陸上重現(xiàn)“序批式”SBR處理工藝，“方興未艾”，其顯著優(yōu)點(diǎn)是省去沉淀池，在一個(gè)池內(nèi)實(shí)現(xiàn)進(jìn)水-曝氣-沉淀-撇水-休閑五個(gè)功能。污水是一批一批處理的，不是推流式，在高峰負(fù)荷時(shí)，推流式會(huì)失控，而序批式由PLC控制。大大節(jié)約了尺寸，從這一點(diǎn)看，序批式處理工藝在船上的推廣使用比陸上更為有意義。同時(shí)，其曝氣是斷續(xù)的，不是連續(xù)的，所以又稱“間隙式曝氣”處理工藝，猶如A/O系統(tǒng)，不同的是由PLC控制不讓其達(dá)到厭氧狀態(tài)，而僅是“缺氧”狀態(tài)，在同一池內(nèi)呈現(xiàn)“同步硝化反硝化反應(yīng)”，達(dá)到“脫氮除磷”的目標(biāo)。同時(shí)，看到序批式中沒(méi)有“污泥返送”這一動(dòng)作。經(jīng)到船上調(diào)查發(fā)現(xiàn)，船員不大可能隨時(shí)去看管污水處理裝置和去觀察沉淀柜玻璃觀察窗，見(jiàn)到有污泥，就開(kāi)一下返送空氣閥；見(jiàn)不到污泥，就關(guān)住返送空氣閥。如常年不開(kāi)返送空氣閥，則污泥堆積，滿出至清水柜，污泥流失，水質(zhì)變壞。如常年開(kāi)著返送空氣閥，則，污泥提送完后就返送沉淀水，前后混流，沉淀柜也起不到作用。序批式工藝，毋須“氣提”，無(wú)此弊病，還減少了空氣量。13完整版課件ppt4、膜法工藝高分子聚合物加上“揮發(fā)劑”像發(fā)泡沫海綿那樣的工藝可以生產(chǎn)出微米級(jí)的滲透膜?？刂瓢l(fā)泡劑可以控制膜的孔徑，分為：微濾、超濾、納濾、反滲透RO,分別約為0.1、0.01、0.001、0.0001μm級(jí),納濾孔徑是0.001μm=1nm(納米)，納濾因此而得名。物質(zhì)到了納米分子級(jí)，其性能發(fā)生意想不到的變化。RO膜已不能稱為濾膜了，只有在一定滲透壓下讓分子量為18的H2O水分子遷移，大于此分子量的NaCl，分子量40.5，溶解性鹽也透不過(guò)?？讖教”厝粚?duì)水的預(yù)處理要求非常苛刻，所以，RO和納濾都不適用于原污水處理工藝，超濾是比較合適的選擇。14完整版課件ppt5、MBR在生活污水處理中，膜不僅僅是清濁分離，還參與生化反應(yīng),因此有了生物反應(yīng)器的工藝（MBR）。超濾材料有PP、PVDF、PSF、PAN等，其傳質(zhì)機(jī)理沒(méi)有根本的不同。15完整版課件ppt6、膜的在線清洗膜的濃度極化，原水被萃取后濃度增加。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，金屬氧化物（Fe，Mn）、鈣鎂鹽類（CaCO3、MgSO4）、膠體、細(xì)菌、陽(yáng)離子性聚合物（洗滌劑）會(huì)在膜表面沉淀，其濃度達(dá)到無(wú)法清洗回復(fù)到原來(lái)的膜通量時(shí)，稱濃度極化現(xiàn)象。因此，在船上使用此新技術(shù)時(shí)必須考慮膜的使用條件，濃縮液的回流，在線清洗等措施是必不可少的。流程5，膜法MBR工藝：

污水入口

曝氣

接觸氧化

沉淀

膜法

消毒

排放回流

回流16完整版課件ppt7、SBR+MBR成為最佳組合SBR具有緊湊、高效和能為MBR創(chuàng)造優(yōu)越的條件，利用上清液供給膜又被稱為“干凈的MBR”,極適用于船上。污水入口→緩沖柜→序批柜→清水柜→膜組→消毒→排放回流17完整版課件ppt三、WCMBR型

船用膜法生活污水處理裝置18完整版課件ppt概述WCMBR型膜法生活污水處理裝置是采用“序批+外置膜法”工藝，序批式更能適應(yīng)變負(fù)荷的污水量，也是近年來(lái)陸上的最先進(jìn)技術(shù)；外置膜法是本公司的專利技術(shù)，處理后的排放水指標(biāo)可達(dá)到世界上海洋船舶污水排放的最高標(biāo)準(zhǔn)。經(jīng)處理過(guò)的排放水應(yīng)指標(biāo)滿足IMO.MEPC159（55）決議的要求：TSS≯35mg/lBOD5≯25mg/lCOD≯125mg/l大腸菌≯100個(gè)/100mlPH6～8.5余氯≯0.5mg/l19完整版課件pptWCMBR型船用生活污水處理裝置明細(xì)表型

號(hào)WCMBR-20(U)30(U)40(U)50(U)60(U)80(U)90(U)100(U)120(U)150(U)200(U)250(U)300(U)400(U)500(U)550(U)額定使用人數(shù)20304050608090100120150200250300400500550水力負(fù)荷(m3/d)1.542.313.083.784.486.026.587.709.1011.2014.7018.2023.1030.8035.038.5有機(jī)負(fù)荷(Kg/d)0.771.1551.541.892.243.013.293.854.555.67.359.1011.5515.419.2521.175原污水懸浮固體(SS)≥500mg/L處理后水質(zhì)總懸浮固體(TSS):≤35毫克/升五日生化需氧量(BOD5)≤25毫克/升化學(xué)需氧量(COD)≤125毫克/升熱敏性大腸菌群數(shù)≤100個(gè)/100毫升PH：6～8.5工作條件環(huán)境相對(duì)濕度：≤90％處理水溫度：8℃～，處理水鹽度：≤35000ppm傾斜角度：≤22.5°20完整版課件pptWCMBR(U)型膜法生活污水處理裝置

系統(tǒng)原理裝置主要由緩沖柜、序批柜、（清水柜）、氣泵、粉碎泵、（流程泵）、排放泵、電控箱、紫外線消毒裝置、電動(dòng)閥、膜組、加藥泵等組成。采用SBR+MBR處理工藝消解有機(jī)污染物質(zhì)，其處理流程為：污水入口→緩沖柜→序批柜→清水柜→膜組→消毒→排放→↑

回流廁所污水首先進(jìn)入緩沖柜，以適應(yīng)生化處理，當(dāng)柜內(nèi)液位達(dá)到啟動(dòng)液位后，轉(zhuǎn)駁至置有軟性填料的序批柜，進(jìn)行序批式生物接觸氧化處理，處理后的上清液進(jìn)入清水柜內(nèi)，當(dāng)清水柜內(nèi)達(dá)到一定液位后，泵入膜組進(jìn)行處理，排放水經(jīng)紫外線消毒后排出舷外，排放水質(zhì)達(dá)到IMOMEPC.159（55）規(guī)范的要求。清水柜內(nèi)水也可不經(jīng)膜而直接排至舷外，但這種操作僅適用于公海或非規(guī)則海區(qū)。雖然排放水不能達(dá)到新標(biāo)準(zhǔn)要求，但比直接排放污水要好得多，這種操作對(duì)節(jié)約膜的使用壽命大有脾益。21完整版課件pptWCMBR型船用生活污水處理裝置系統(tǒng)流程圖22完整版課件ppt

產(chǎn)品特點(diǎn)23完整版課件ppt采用序批式處理方式相對(duì)以前推流式處理工藝，序批式（SBR）處理工藝不是連續(xù)的，而是間歇的，周期性的，污水一批一批地順序經(jīng)過(guò)“進(jìn)水期”、“曝氣期”、“沉淀期”、“排水期”、“休閑期”，然后又周而復(fù)始，在同一柜內(nèi)進(jìn)行，它具有如下優(yōu)點(diǎn)：⑴可以克服被稱為“活性污泥法癌癥”的污泥膨脹問(wèn)題，污泥膨脹主要是由于穩(wěn)定的連續(xù)曝氣產(chǎn)生大量的絲狀菌所致，而序批式工藝?yán)没|(zhì)濃度在時(shí)間和空間上的變化，選擇性的控制絲狀菌的生長(zhǎng)，缺氧、厭氧、好氧狀態(tài)交替運(yùn)行，能抑制專性好氧絲狀菌的過(guò)量繁殖，而對(duì)多數(shù)菌膠團(tuán)細(xì)菌不會(huì)產(chǎn)生不利的影響。⑵脫氮除磷，序批式程序中有厭氧階段，符合A/O系統(tǒng)脫氮的原則，傳統(tǒng)陸上推流式工藝有的會(huì)設(shè)置厭氧段，好氧段，A/O、A/O交替進(jìn)行，序批式就類似有這樣一種功能，污水中形成的氨-氮（NH3-N），經(jīng)過(guò)硝化和反硝化的反應(yīng)，轉(zhuǎn)化成氮和水，可以看到傳統(tǒng)推流式活性污泥法，出水色度呈黃色，序批式的出水色度明顯較白。⑶序批式的活性污泥濃度高，去除有機(jī)污染物的效率也就高，而且排泥量極少。由于無(wú)“氣提”污泥返送過(guò)程，耗氣量少，理論計(jì)算和試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，氣泵規(guī)格比常規(guī)的連續(xù)曝氣裝置省三分之一左右。又由于有了供氣“停歇”時(shí)間，也有利于克服以往“冒泡”現(xiàn)象。24完整版課件ppt采用外置式MBR的方式MBR處理工藝大體上可分為兩種：一是內(nèi)置式MBR，就是將膜組置于柜體內(nèi)部，通過(guò)抽吸泵將水抽出，這種方式膜容易污染，清洗、更換不便；二是外置式MBR，將膜組置于柜體外，通過(guò)泵將水壓入膜組內(nèi)進(jìn)行過(guò)濾處理，此種方式可靈活使用壓縮空氣、反沖洗水、化學(xué)清洗液多種方式對(duì)膜進(jìn)行清洗，延長(zhǎng)了膜的使用壽命，特別是對(duì)于船用條件，更換非常方便。經(jīng)過(guò)我們反復(fù)試驗(yàn)、研究，又對(duì)常規(guī)的外置式膜進(jìn)行了不少改進(jìn)，使它能更好地適合船用條件。25完整版課件ppt

序批式工藝的應(yīng)用近年來(lái)陸上發(fā)展的“序批式”工藝是將“進(jìn)水-曝氣-沉淀-排放-閑置”五個(gè)程序集中在一個(gè)池子內(nèi)進(jìn)行，這樣就可以省去沉淀柜，騰出空間來(lái)添置膜組等設(shè)備而使裝置尺寸不會(huì)太大。序批式工藝有如下優(yōu)越性：減少尺寸。傳統(tǒng)工藝的污泥量不會(huì)很大，太大會(huì)使出水帶泥，影響出水水質(zhì)；序批式可增加污泥負(fù)荷率，污泥量大，處理的負(fù)荷也高，沉淀時(shí)絕對(duì)靜止，污泥沉降有保障?！吧锨逡骸鼻?，給后續(xù)的膜處理帶來(lái)好的運(yùn)行條件。“好氧-缺氧”過(guò)程有利于氨氮的消化。船上采用厭氧工藝比較危險(xiǎn)，而采用序批式形成短暫缺氧，消化污泥比較適合。研究表明，在序批式柜內(nèi)可產(chǎn)生“同步硝化反硝化”現(xiàn)象：傳統(tǒng)工藝連續(xù)曝氣，脫氮除磷效果差，容易引起冒泡問(wèn)題。傳統(tǒng)工藝的一大所謂“癌癥”是絲狀菌的產(chǎn)生，引起“污泥膨脹”，即污泥泛濫，會(huì)引起水質(zhì)變壞，序批式“好氧-缺氧”產(chǎn)生菌種全面的菌膠團(tuán)，可以抑制單純的絲狀菌，避免了污泥膨脹問(wèn)題.26完整版課件ppt

更大的高峰負(fù)荷一般船舶要求有3小時(shí)的高峰負(fù)荷設(shè)計(jì)，本設(shè)計(jì)考慮到人員的流動(dòng)性大，設(shè)計(jì)有24小時(shí)的高峰負(fù)荷，特別是采用“序批式”設(shè)計(jì)，使這個(gè)設(shè)計(jì)理念得以實(shí)現(xiàn)。如果沒(méi)有污水再進(jìn)入，裝置的3個(gè)柜，緩沖柜，序批柜，清水柜都處于低水位。也就是說(shuō)，未來(lái)24小時(shí)內(nèi)即使把排水閥鎖死，也不至于“憋死”！27完整版課件ppt

充分利用公約“國(guó)際公約”在3海里內(nèi)必須處理污水，在3～12海里間可以粉碎消毒，在12海里外不需要處理。本裝置設(shè)計(jì)了多種程序，包括“公海排放”滿足不同海區(qū)處理要求，完全自動(dòng)控制。28完整版課件pptPLC控制現(xiàn)代船舶都向“自動(dòng)化”目標(biāo)進(jìn)軍。本裝置采用PLC和模擬屏設(shè)計(jì)，各種程序加以智能化設(shè)計(jì)，可以應(yīng)對(duì)各種不可預(yù)測(cè)或可以預(yù)測(cè)的情況，控制系統(tǒng)經(jīng)過(guò)了嚴(yán)格的MEPC.107（49）船用條件試驗(yàn)，完全符合要求。29完整版課件ppt

運(yùn)行方式

WCMBR裝置設(shè)置了三個(gè)運(yùn)行程序，用以滿足不同海區(qū)的處理需要：⑴應(yīng)急排放：當(dāng)船舶航行于12海里以外時(shí)，可使用本程序。廁所污水進(jìn)入緩沖柜內(nèi)，將應(yīng)急排放轉(zhuǎn)向運(yùn)行，粉碎泵啟動(dòng)，可直接將污水排放至舷外，直至低位自動(dòng)停止；或者當(dāng)船舶靠岸時(shí)，可使用此程序?qū)⑽鬯D(zhuǎn)駁至岸上處理。⑵序批式排放：當(dāng)船舶航行于3海里以外，12海里以內(nèi)時(shí)，可使用本程序?qū)ξ鬯M(jìn)行序批式生化處理，處理過(guò)的排放水除大腸菌外，其它指標(biāo)能滿足老標(biāo)準(zhǔn)的要求。⑶正常運(yùn)行程序：當(dāng)船舶航行于3海里以內(nèi)時(shí)，就必須使用正常運(yùn)行程序，污水經(jīng)序批式生化處理后，再經(jīng)膜過(guò)濾處理，排放水達(dá)到MEPC159(55)的要求。在允許排放的海區(qū)，可以達(dá)標(biāo)排放；在不允許排放的特殊海區(qū)，可以暫時(shí)排放至船上的“清水艙”，達(dá)到“零排放”要求。30完整版課件ppt

膜的清洗程序⑴清水清洗

當(dāng)膜組參加裝置正常運(yùn)行15天左右，需對(duì)其進(jìn)行一次清水清洗。⑵化學(xué)清洗當(dāng)膜組參加裝置正常運(yùn)行3個(gè)月以后或流量降低時(shí)，需對(duì)其進(jìn)行一次化學(xué)清洗。1)向10升容量的塑料藥桶內(nèi)加入3%NaOH溶液或次氯酸鈉溶液。2)啟動(dòng)加藥泵，使藥閉式循環(huán)30分鐘后。3)3～8小時(shí)浸泡完成?；瘜W(xué)藥劑采用二種溶液：一是采用3%的NaOH溶液，二是采用次氯酸鈉溶液。a.3%NaOH溶液配制程序：本裝置配有10升容量的塑料帶蓋方桶，先加滿清水，然后加入0.75kg100%的NaOH固體粉劑，用木棒攪勻，讓其靜放2小時(shí)以上，蓋上蓋子，連接上加藥泵的硅膠管即可使用。b.次氯酸鈉溶液配制程序：每次向10升容量的塑料桶內(nèi)加入2kg65%漂粉精，然后加滿水，用木棒攪勻，蓋上蓋子，讓其靜放2小時(shí)以上，然后連上定量泵的硅膠管即可使用。注意：膜化學(xué)清洗程序必須是在采用“公海排放”運(yùn)行方式或根本不使用本裝置時(shí)進(jìn)行?！镒⒁猓好看握{(diào)試完畢后必須清洗膜組件，然后關(guān)閉膜組件地出口所有閥門，確保膜件處于保濕狀態(tài)下保存。31完整版課件ppt

故障及排除