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、調節池、SBR池、膜組件和消毒柜；方法主要包括進水；預處理；厭氧；好氧；缺氧；靜置；SBR池出水；膜分離；消毒；出水。本發明具有以下優點：1)通過厭氧?好氧?缺氧交替運行的方式使得反硝化聚磷菌在活性污泥中成為優勢菌；2)外置膜不易堵塞，更換方便；3)進水先經過粉碎泵和旋流沉砂器，有效降低來水中的懸浮固體濃度，降低負荷以利于生物降解；4)所需設備少，十分適用于船舶上的生活污水處理；5)AOA?MBR反應器中以厭氧段開始處理過程，對沖擊負荷的抵抗能力極強，且無污泥膨脹之虞。
【專利說明】
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
技術領域
[0001]本發明涉及的是一種處理船舶生活污水的裝置。本發明也涉及的是一種處理船舶生活污水的方法。【背景技術】
[0002]隨著航運業和海洋開發的空前發展，大量含有氮、磷等營養元素的船舶生活污水排入海洋，導致水體中藻類和某些微生物的過量繁殖生長，極易形成赤潮現象，引起水體變色，威脅海洋中其他生物的生存，對海洋生態平衡造成嚴重危害。海洋環境的污染越來越嚴重，引起人類對海洋生態環境保護的重視，近年來國際海事組織(頂〇)對船舶污水排放標準作了大幅度的提高。然而船舶生活污水有其獨特的特點:B0D、SS較城市生活污水要高得多， 又因船舶上人數少，負荷變化明顯，負荷沖擊大，處理難度較大，這使得傳統的污水處理裝置使用工藝已很難達到新標準規定的要求。
【發明內容】
[0003]本發明的目的在于提供一種結構簡單，處理效果好且穩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。本發明的目的還在于提供一種處理效果好且穩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、調節池1、SBR池10、膜組件14和消毒柜13,船舶生活污水經過管道系統收集后由進水粉碎栗2抽送至旋流沉砂器12，旋流沉砂器12連接調節池1，調節池與下方的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置有反沖洗管路，所述SBR池10內設有曝氣栗8和攪拌器16， SBR池的一個周期內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池上設置PH計、溫度計和溶解氧測定儀。
[0008] 3、調節池1與SBR池10之間的連通管上設置SBR進水電磁閥3，SBR池10與膜組件14 之間的連通管上設置SBR出水電磁閥4，抽吸栗6的進出口均設置抽吸電磁閥5。[〇〇〇9] 4、所述反沖洗管路包括帶有反沖洗進水電磁閥11的連接于消毒柜與抽吸栗6之間的進水管路，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:船舶生活污水經過管道系統收集后由進水粉碎栗2抽送至旋流沉砂器12進行預處理，然后送至調節池1再進入SBR池10,在SBR池10內經過厭氧、好氧、缺氧和靜置四個階段后出水進入外置的膜組件 14中并由抽吸栗6提供過膜壓差，經過膜過濾的的水進入消毒柜13中，消毒后排出。
[0011]本發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內經過厭氧、好氧、缺氧和靜置四個階段具體包括:SBR池10進水后攪拌器工作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，之后攪拌器停止運行，靜置0.5h排水。[〇〇13] 2、SBR池分為兩格，交替或同時運行。
[0014]為適應當前排放標準的要求，也為解決傳統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。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)和過量攝磷(除磷)過程的一種處理技術。與傳統生物脫氮除磷技術相比，其避免或削弱了上述常規生物脫氮除磷中常見的矛盾，同時還可以使好氧量和污泥產量分別下降30%和50%，并減少運行復雜性。本發明以反硝化除磷理論為依據研究的厭氧-好氧-缺氧SBR工藝，將SBR工藝的運行周期分為厭氧-好氧-缺氧的運行模式。該同步脫氮除磷工藝具有如下優點:①采用單污泥系統，較雙污泥系統可以節省能源消耗和反應器的占地;②中間設好氧段，較厭氧-缺氧方式運行的反硝化除磷工藝來說，污泥活性高且不易老化;③好氧段硝化細菌可以產生充足的硝酸氮供給缺氧段反硝化聚磷，較傳統除磷工藝來說，消除了硝酸氮對聚磷反應的影響。
[0015]根據已應用在船舶上的生活污水處理裝置的處理效果來看，生物處理因船舶搖晃、顛簸導致沉淀效果不好，出水水質欠佳。本發明在生物處理之后再進行膜分離，則既保證了出水水質，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，又因船舶上人數少，負荷變化明顯，負荷沖擊大。本發明使用SBR工藝，并加之以預處理，大大減小了沖擊負荷帶來的影響，處理效果穩定，與其他污水處理裝置比較有很大優勢。[〇〇17] SBR活性污泥處理工藝自問世以來就表現出占地面積小、耐沖擊負荷、處理效果穩定等優勢，然而由于當時的自動化水平限制未能得到廣泛應用。本發明可以采用計算機對水栗、攪拌器和曝氣器等實現自動化控制，無需專業人員管理，及其適合船舶上的生活污水處理。
[0018]本發明通過將反硝化脫氮除磷生物處理法與膜分離技術結合起來，并設置進水粉碎栗、旋流沉砂器加以預處理，對船舶生活污水將會有一個較好較穩定的處理效果，出水各指標均能穩定在排放標準之下，并且結構簡單，設備較少，維修方便，操作自動化，十分適用于船舶生活污水處理。【附圖說明】
[0019]圖1是本發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構示意圖。【具體實施方式】
[0020]下面舉例對本發明進行詳細說明。
[0021]結合圖，本發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節池1、進水粉碎栗2、SBR進水電磁閥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，船舶生活污水經過管道系統收集后由進水粉碎栗2抽送至旋流沉砂器12進行預處理，然后送至調節池1，調節池與下方的SBR池10連通，其間裝有SBR進水電磁閥3，SBR池10設有曝氣栗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，為實現膜組件的反沖洗，反沖洗管路上設置有反沖洗進水電磁閥11和反沖洗出水電磁閥15,當二者及抽吸栗6同時開啟時，可實現膜組件的反沖洗，此時抽吸栗提供反沖洗所需要的壓力，反沖洗水進入SBR池10中。所有電磁閥和電器均與時間繼電器電連，以實現自動化控制。[〇〇22]本發明還可以包括一下改進方案:[〇〇23]1、采用外置膜組件。[〇〇24]2、調節池、SBR池、膜組件、消毒柜和相應的曝氣栗、抽吸栗等設備及管路上各個電磁閥，所有設備和電磁閥均與時間繼電器電連，由計算機實現自動化控制。
[0025]3、膜組件的反沖洗水由消毒柜提供，并排放至SBR池。
[0026] 4、抽吸管路上可設置真空表，反沖洗管道上可設置壓力表，用以檢測膜分離時的真空度和反沖洗時的壓力。[〇〇27]5、SBR池上可設置PH計、溫度計和溶解氧測定儀，用以檢測處理過程中的各種理化指標。[〇〇28] 6、SBR分為兩格，交替或同時運行，并且SBR池壁上設有取樣口，池頂部設有出氣孔。[〇〇29] 7、SBR池中可設置液位計，利用計算機自動控制池內的液位高度。[〇〇3〇]上述實施方式中各部分的功能如下:[0031 ]粉碎栗:粉碎進水中的大顆粒物質，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]調節池:對來水進行水量調節；[〇〇34]SBR池:利用微生物的降解作用，使各項污染指標大幅降低；
[0035]膜組件:確保出水各項指標達到排放要求；
[0036]消毒柜:消毒，使大腸桿菌等指標達到出水要求。
[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達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、進水;S2、預處理;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試方法為:厭氧段，PH下降直至趨于穩定約7.5，溶解氧下降直至趨于穩定約Omg/L，0RP下降直至趨于穩定約-220mv，即可結束厭氧段； 好氧段，PH先降低后又升高至穩定約8.0，溶解氧上升直至趨于穩定約2.5mg/L，0RP上升直至趨于穩定約130mv，即可結束好氧段;缺氧段，PH升高直至趨于穩定約8.1，溶解氧直線下降至約0.2mg/L，0RP下降至約-50mv，即可結束缺氧段。
[0040]SBR池的一個周期內，進水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，之后攪拌器停止運行，靜置0.5h，最后SBR出水電磁閥打開，排水0.5h;通過此種運行方式，一方面可以抑制絲狀菌的生長，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碳源的競爭及污泥齡矛盾，使得其對氨氮和總磷有較好的去除率，實驗證明，穩定后SBR出水氨氮低于4.7mg/L,去除率達到95.6%，出水總磷低于0.38mg/ L，去除率達到98.7%，明顯由于其他類型的生物反應器，出水COD低于82mg/L，去除率達到 91.8%，可以達到船舶生活污水的排放要求。
【主權項】
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)、 調節池(1)、SBR池(10)、膜組件(14)和消毒柜(13)，其特征是:船舶生活污水經過管道系統 收集后由進水粉碎栗(2)抽送至旋流沉砂器(12)，旋流沉砂器(12)連接調節池(1)，調節池 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置有反沖洗管路，所述 SBR池(10)內設有曝氣栗(8)和攪拌器(16)，SBR池的一個周期內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.根據權利要求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.根據權利要求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池上設置PH計、溫度計和溶解氧測定儀。4.根據權利要求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:調節池(1)與SBR池(10)之間的連通管上設置SBR進水電磁閥(3)，SBR池(10)與膜組件 (14)之間的連通管上設置SBR出水電磁閥(4)，抽吸栗(6)的進出口均設置抽吸電磁閥(5)。5.根據權利要求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水電磁閥(11)的連接于消毒柜與抽吸栗(6)之間 的進水管路，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 水經過管道系統收集后由進水粉碎栗(2)抽送至旋流沉砂器(12)進行預處理，然后送至調 節池(1)再進入SBR池(10 )，在SBR池(10)內經過厭氧、好氧、缺氧和靜置四個階段后出水進 入外置的膜組件(14)中并由抽吸栗(6)提供過膜壓差，經過膜過濾的的水進入消毒柜(13) 中，消毒后排出。7.根據權利要求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)內經過厭氧、好氧、缺氧和靜置四個階段具體包括:SBR池(10)進水 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，之后攪拌器停止運行，靜置0.5h排水。8.根據權利要求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，交替或同時運行。
【文檔編號】C02F3/30GK105967332SQ201610487759
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年6月28日
【發明人】王春麗, 袁滿, 李佳欣, 邢睿磊, 梁研, 安寧, 蘭天宇
【申請人】哈爾濱工程大學