一种同步反硝化除磷的膜生物法处理船舶生活污水的装置及方法
【专利摘要】本发明提供的是一种同步反硝化除磷的膜生物法处理船舶生活污水的装置及方法。装置主要包括旋流沉砂器、调节池、SBR池、膜组件和消毒柜；方法主要包括进水；预处理；厌氧；好氧；缺氧；静置；SBR池出水；膜分离；消毒；出水。本发明具有以下优点：1)通过厌氧?好氧?缺氧交替运行的方式使得反硝化聚磷菌在活性污泥中成为优势菌；2)外置膜不易堵塞，更换方便；3)进水先经过粉碎泵和旋流沉砂器，有效降低来水中的悬浮固体浓度，降低负荷以利于生物降解；4)所需设备少，十分适用于船舶上的生活污水处理；5)AOA?MBR反应器中以厌氧段开始处理过程，对冲击负荷的抵抗能力极强，且无污泥膨胀之虞。
【专利说明】
一种同步反硝化除磷的膜生物法处理船舶生活污水的装置及方法
技术领域
[0001]本发明涉及的是一种处理船舶生活污水的装置。本发明也涉及的是一种处理船舶生活污水的方法。【背景技术】
[0002]随着航运业和海洋开发的空前发展，大量含有氮、磷等营养元素的船舶生活污水排入海洋，导致水体中藻类和某些微生物的过量繁殖生长，极易形成赤潮现象，引起水体变色，威胁海洋中其他生物的生存，对海洋生态平衡造成严重危害。海洋环境的污染越来越严重，引起人类对海洋生态环境保护的重视，近年来国际海事组织(頂〇)对船舶污水排放标准作了大幅度的提高。然而船舶生活污水有其独特的特点:B0D、SS较城市生活污水要高得多， 又因船舶上人数少，负荷变化明显，负荷冲击大，处理难度较大，这使得传统的污水处理装置使用工艺已很难达到新标准规定的要求。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供一种结构简单，处理效果好且稳定的同步反硝化除磷的膜生物法处理船舶生活污水的装置。本发明的目的还在于提供一种处理效果好且稳定的同步反硝化除磷的膜生物法处理船舶生活污水的方法。
[0004]本发明的同步反硝化除磷的膜生物法处理船舶生活污水的装置包括旋流沉砂器 12、调节池1、SBR池10、膜组件14和消毒柜13,船舶生活污水经过管道系统收集后由进水粉碎栗2抽送至旋流沉砂器12，旋流沉砂器12连接调节池1，调节池与下方的SBR池10连通，SBR 池出水口与膜组件14连通，膜组件出水口经抽吸栗6与消毒柜13相连，消毒柜出水口连接排水管，消毒柜与膜组件之间设置有反冲洗管路，所述SBR池10内设有曝气栗8和搅拌器16， SBR池的一个周期内包括搅拌器工作的厌氧段、曝气栗工作的好氧段、曝气栗停止搅拌器工作的缺氧段。
[0005]本发明的同步反硝化除磷的膜生物法处理船舶生活污水的装置还可以包括:
[0006] 1、所述SBR池分为两格。
[0007] 2、所述SBR池上设置PH计、温度计和溶解氧测定仪。
[0008] 3、调节池1与SBR池10之间的连通管上设置SBR进水电磁阀3，SBR池10与膜组件14 之间的连通管上设置SBR出水电磁阀4，抽吸栗6的进出口均设置抽吸电磁阀5。[〇〇〇9] 4、所述反冲洗管路包括带有反冲洗进水电磁阀11的连接于消毒柜与抽吸栗6之间的进水管路，和带有反冲洗出水电磁阀15的连接于抽吸栗6与膜组件14之间的出水管路。
[0010]本发明的同步反硝化除磷的膜生物法处理船舶生活污水的方法为:船舶生活污水经过管道系统收集后由进水粉碎栗2抽送至旋流沉砂器12进行预处理，然后送至调节池1再进入SBR池10,在SBR池10内经过厌氧、好氧、缺氧和静置四个阶段后出水进入外置的膜组件 14中并由抽吸栗6提供过膜压差，经过膜过滤的的水进入消毒柜13中，消毒后排出。
[0011]本发明的同步反硝化除磷的膜生物法处理船舶生活污水的方法还可以包括:
[0012]1、所述在SBR池10内经过厌氧、好氧、缺氧和静置四个阶段具体包括:SBR池10进水后搅拌器工作2.5h、为厌氧段，之后曝气栗工作6.5h、为好氧段，之后曝气栗停止、搅拌器工作1.5h、为缺氧段，之后搅拌器停止运行，静置0.5h排水。[〇〇13] 2、SBR池分为两格，交替或同时运行。
[0014]为适应当前排放标准的要求，也为解决传统生物除磷脱氮工艺固有的矛盾，研究人员提出了反硝化除磷技术。即指利用反硝化聚磷菌在缺氧条件下，以硝酸盐为电子受体， 同步完成反硝化(脱氮)和过量摄磷(除磷)过程的一种处理技术。与传统生物脱氮除磷技术相比，其避免或削弱了上述常规生物脱氮除磷中常见的矛盾，同时还可以使好氧量和污泥产量分别下降30%和50%，并减少运行复杂性。本发明以反硝化除磷理论为依据研究的厌氧-好氧-缺氧SBR工艺，将SBR工艺的运行周期分为厌氧-好氧-缺氧的运行模式。该同步脱氮除磷工艺具有如下优点:①采用单污泥系统，较双污泥系统可以节省能源消耗和反应器的占地;②中间设好氧段，较厌氧-缺氧方式运行的反硝化除磷工艺来说，污泥活性高且不易老化;③好氧段硝化细菌可以产生充足的硝酸氮供给缺氧段反硝化聚磷，较传统除磷工艺来说，消除了硝酸氮对聚磷反应的影响。
[0015]根据已应用在船舶上的生活污水处理装置的处理效果来看，生物处理因船舶摇晃、颠簸导致沉淀效果不好，出水水质欠佳。本发明在生物处理之后再进行膜分离，则既保证了出水水质，又避免了膜组件的频繁堵塞。
[0016]船舶生活污水的B0D、SS较城市生活污水要高得多，又因船舶上人数少，负荷变化明显，负荷冲击大。本发明使用SBR工艺，并加之以预处理，大大减小了冲击负荷带来的影响，处理效果稳定，与其他污水处理装置比较有很大优势。[〇〇17] SBR活性污泥处理工艺自问世以来就表现出占地面积小、耐冲击负荷、处理效果稳定等优势，然而由于当时的自动化水平限制未能得到广泛应用。本发明可以采用计算机对水栗、搅拌器和曝气器等实现自动化控制，无需专业人员管理，及其适合船舶上的生活污水处理。
[0018]本发明通过将反硝化脱氮除磷生物处理法与膜分离技术结合起来，并设置进水粉碎栗、旋流沉砂器加以预处理，对船舶生活污水将会有一个较好较稳定的处理效果，出水各指标均能稳定在排放标准之下，并且结构简单，设备较少，维修方便，操作自动化，十分适用于船舶生活污水处理。【附图说明】
[0019]图1是本发明的同步反硝化除磷的膜生物法处理船舶生活污水的装置的结构示意图。【具体实施方式】
[0020]下面举例对本发明进行详细说明。
[0021]结合图，本发明的同步反硝化除磷的膜生物法处理船舶生活污水的装置包括调节池1、进水粉碎栗2、SBR进水电磁阀3、SBR出水电磁阀4、抽吸电磁阀5、抽吸栗6、出水电磁阀 7、曝气栗8、SBR排泥电磁阀9、SBR池10、反冲洗进水电磁阀11、旋流沉砂器12、消毒柜13、膜组件14、SBR出水柜15、反冲洗出水电磁阀15。其中，船舶生活污水经过管道系统收集后由进水粉碎栗2抽送至旋流沉砂器12进行预处理，然后送至调节池1，调节池与下方的SBR池10连通，其间装有SBR进水电磁阀3，SBR池10设有曝气栗8和搅拌器16，SBR池出水口与膜组件14 连通，其间装有SBR池出水电磁阀4，膜组件出水口与消毒柜13相连，其间装有两个抽吸电磁阀5和抽吸栗6,消毒柜出水口连接排水管，排水管上装有出水电磁阀7;另外，为实现膜组件的反冲洗，反冲洗管路上设置有反冲洗进水电磁阀11和反冲洗出水电磁阀15,当二者及抽吸栗6同时开启时，可实现膜组件的反冲洗，此时抽吸栗提供反冲洗所需要的压力，反冲洗水进入SBR池10中。所有电磁阀和电器均与时间继电器电连，以实现自动化控制。[〇〇22]本发明还可以包括一下改进方案:[〇〇23]1、采用外置膜组件。[〇〇24]2、调节池、SBR池、膜组件、消毒柜和相应的曝气栗、抽吸栗等设备及管路上各个电磁阀，所有设备和电磁阀均与时间继电器电连，由计算机实现自动化控制。
[0025]3、膜组件的反冲洗水由消毒柜提供，并排放至SBR池。
[0026] 4、抽吸管路上可设置真空表，反冲洗管道上可设置压力表，用以检测膜分离时的真空度和反冲洗时的压力。[〇〇27]5、SBR池上可设置PH计、温度计和溶解氧测定仪，用以检测处理过程中的各种理化指标。[〇〇28] 6、SBR分为两格，交替或同时运行，并且SBR池壁上设有取样口，池顶部设有出气孔。[〇〇29] 7、SBR池中可设置液位计，利用计算机自动控制池内的液位高度。[〇〇3〇]上述实施方式中各部分的功能如下:[0031 ]粉碎栗:粉碎进水中的大颗粒物质，防止堵塞；[〇〇32]旋流沉砂器:降低污水中的悬浮固体浓度，以便于生物处理；[〇〇33]调节池:对来水进行水量调节；[〇〇34]SBR池:利用微生物的降解作用，使各项污染指标大幅降低；
[0035]膜组件:确保出水各项指标达到排放要求；
[0036]消毒柜:消毒，使大肠杆菌等指标达到出水要求。
[0037]膜组件可以选用中空纤维超滤膜组件。抽吸栗可以真空栗或者自吸栗，并且所形成的真空度应达到膜组件的压力差要求。消毒柜可以选用紫外线消毒柜。[〇〇38]本发明的同步反硝化除磷的膜生物法处理船舶生活污水的方法主要包括以下步骤:S1、进水;S2、预处理;S3、厌氧;S4、好氧;S5、缺氧;S6、静置;S7、SBR池出水;S8、膜分离； S9、消毒;S10、出水。[〇〇39]SBR池厌氧-好氧-缺氧膜生物处理的调试方法为:厌氧段，PH下降直至趋于稳定约7.5，溶解氧下降直至趋于稳定约Omg/L，0RP下降直至趋于稳定约-220mv，即可结束厌氧段； 好氧段，PH先降低后又升高至稳定约8.0，溶解氧上升直至趋于稳定约2.5mg/L，0RP上升直至趋于稳定约130mv，即可结束好氧段;缺氧段，PH升高直至趋于稳定约8.1，溶解氧直线下降至约0.2mg/L，0RP下降至约-50mv，即可结束缺氧段。
[0040]SBR池的一个周期内，进水0.5h，然后搅拌器工作2.5h，此为厌氧段，之后曝气栗工作6.5h，此为好氧段，之后曝气栗停止，搅拌器工作1.5h，此为缺氧段，之后搅拌器停止运行，静置0.5h，最后SBR出水电磁阀打开，排水0.5h;通过此种运行方式，一方面可以抑制丝状菌的生长，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，极大地缓解了反硝化菌和聚磷菌的对碳源的竞争及污泥龄矛盾，使得其对氨氮和总磷有较好的去除率，实验证明，稳定后SBR出水氨氮低于4.7mg/L,去除率达到95.6%，出水总磷低于0.38mg/ L，去除率达到98.7%，明显由于其他类型的生物反应器，出水COD低于82mg/L，去除率达到 91.8%，可以达到船舶生活污水的排放要求。
【主权项】
1.一种同步反硝化除磷的膜生物法处理船舶生活污水的装置，包括旋流沉砂器(12)、 调节池(1)、SBR池(10)、膜组件(14)和消毒柜(13)，其特征是:船舶生活污水经过管道系统 收集后由进水粉碎栗(2)抽送至旋流沉砂器(12)，旋流沉砂器(12)连接调节池(1)，调节池 与下方的SBR池(10)连通，SBR池出水口与膜组件(14)连通，膜组件出水口经抽吸栗(6)与消 毒柜(13)相连，消毒柜出水口连接排水管，消毒柜与膜组件之间设置有反冲洗管路，所述 SBR池(10)内设有曝气栗(8)和搅拌器(16)，SBR池的一个周期内包括搅拌器工作的厌氧段、 曝气栗工作的好氧段、曝气栗停止搅拌器工作的缺氧段。2.根据权利要求1所述的同步反硝化除磷的膜生物法处理船舶生活污水的装置，其特 征是:所述SBR池分为两格。3.根据权利要求1所述的同步反硝化除磷的膜生物法处理船舶生活污水的装置，其特 征是:所述SBR池上设置PH计、温度计和溶解氧测定仪。4.根据权利要求1所述的同步反硝化除磷的膜生物法处理船舶生活污水的装置，其特 征是:调节池(1)与SBR池(10)之间的连通管上设置SBR进水电磁阀(3)，SBR池(10)与膜组件 (14)之间的连通管上设置SBR出水电磁阀(4)，抽吸栗(6)的进出口均设置抽吸电磁阀(5)。5.根据权利要求1所述的同步反硝化除磷的膜生物法处理船舶生活污水的装置，其特 征是:所述反冲洗管路包括带有反冲洗进水电磁阀(11)的连接于消毒柜与抽吸栗(6)之间 的进水管路，和带有反冲洗出水电磁阀(15)的连接于抽吸栗(6)与膜组件(14)之间的出水 管路。6.—种同步反硝化除磷的膜生物法处理船舶生活污水的方法，其特征是:船舶生活污 水经过管道系统收集后由进水粉碎栗(2)抽送至旋流沉砂器(12)进行预处理，然后送至调 节池(1)再进入SBR池(10 )，在SBR池(10)内经过厌氧、好氧、缺氧和静置四个阶段后出水进 入外置的膜组件(14)中并由抽吸栗(6)提供过膜压差，经过膜过滤的的水进入消毒柜(13) 中，消毒后排出。7.根据权利要求6所述的同步反硝化除磷的膜生物法处理船舶生活污水的方法，其特 征是:所述在SBR池(10)内经过厌氧、好氧、缺氧和静置四个阶段具体包括:SBR池(10)进水 后搅拌器工作2.5h、为厌氧段，之后曝气栗工作6.5h、为好氧段，之后曝气栗停止、搅拌器工 作1.5h、为缺氧段，之后搅拌器停止运行，静置0.5h排水。8.根据权利要求6或7所述的同步反硝化除磷的膜生物法处理船舶生活污水的方法，其 特征是:SBR池分为两格，交替或同时运行。
【文档编号】C02F3/30GK105967332SQ201610487759
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年6月28日
【发明人】王春丽, 袁满, 李佳欣, 邢睿磊, 梁研, 安宁, 兰天宇
【申请人】哈尔滨工程大学