船用膜法生活污水处理装置简介PPT课件

1 船用膜法生活污水处理装置简介 2 目录1 公约及标准2 污水的定义3 污水处理系统分类4 污水处理工艺5 WCMBR型装置简介 3 1 公约及标准 随着人们对海洋环境保护的日益重视 从1973年起国际海事组织 IMO 下属的海洋环境保护委员会 MEPC 就通过各项公约和决议 不断提高船舶生活污水排放指标 这些公约包括 MARPOL73 78公约 1973年制定 1978年修订 MEPC 2 决议 1976年通过 MEPC 88 44 2000年通过 MEPC 115 51 2004年通过 MEPC 159 55 2006年通过 2010年1月1日起实施 我国也制订了相应标准 对排放水指标提出了要求 各标准请见下表所示 4 各公约及标准对照表 5 2 污水的定义 根据国际公约的定义 生活污水主要分成两个部分 2 1黑水2 1 1任何型式的厕所 小便池的排出物和其他废弃物 2 1 2医务室 药房 病房等 的面盆 洗澡盆和这些处所排水孔的排出物 2 1 3装有活的动物处所排出的废水 2 1 4混有上述排出物的其他废水 根据船检相关规定 采用重力收集方式时 水力负荷定为平均每人每天1次大便 6次小便 每次冲洗水量为10L 共70L d p 升 天 人 计算 如采用真空收集方式时 每次冲洗水量为1 2升 共10L d p 升 天 人 计算 6 2 2灰水2 2 1厨房灰水 2 2 2洗浴灰水 2 2 3洗衣灰水 国际公约和国家相关标准中只对黑水有严格处理要求 而对灰水没有强制性要求进行处理 水量需根据各自船舶所规定的淡水消耗量 7 3 污水处理系统 根据MEPC115 51 决议的规定 船舶在距离最近陆地3海里外 生活污水可经粉碎和消毒后排放 在距离最近陆地12海里以外可排放未粉碎和消毒的生活污水 但在任何情况下 不得将集污舱中储存的生活污水顷刻排光 而应在航行途中 船舶以不小于4节的船速航行时 以中等速率排放 在距离最近陆地3海里以内 生活污水需进行处理 达到排放标准后才能排放 针对上述要求 目前存在着下列三种污水处理系统 8 3 1污水处理系统是指按 国际排放标准和试验准则 进行型式认可的装置 适用于3海里以内 主要有我厂生产的WCB型装置 WCX型装置 WCMBR型装置 3 2粉碎消毒系统采用粉碎 消毒方式对污水进行处理的装置 适用于3海里以外 主要有我厂生产的WCH型装置 3 3集污舱系统将污水收集至集污舱内 在12海里以外进行排放 9 4 污水处理工艺 4 1生物分解工艺生活污水属于有机污染物质 所谓有机物 即同时存在碳 氢 氧 氮 磷等元素的有机体 它们会在活性污泥的作用 通过好氧与厌氧反应 分解成无害的CO2 N2 H2O P会在固磷菌的作用下 吸附在活性污泥中 所以生化反应是最终能彻底消解有机物的方法 其他如加药杀菌 物理化学法 稀释法 储存法 电解法都不能最终去除有机污染 活性污泥是微生物群体及它们所依附的有机物质和无机物质的总称 微生物群体主要包括细菌 原生动物和后生动物等 它们与废水中的有机营养物形成了复杂的食物链 具有很强的吸附性和很好的沉降性 对有机物质进行分解的同时自身得到繁殖 变种 适应污水的种类 10 4 2序批式处理工艺 SBR 4 2 1推流式处理工艺目前 不管是陆上处理工程还是船舶污水处理装置大多采用推流式处理工艺 流程如下图所示 11 推流式处理工艺的缺点 沉淀柜内沉降的污泥需手动气提返送至曝气柜内 冲击负荷较大时 会影响沉淀效果 沉淀效果不好时 会增加活性污泥的流失 减少活性污泥的浓度 降低分解效率 12 4 2 2序批式处理工艺序批式处理工艺又称为间歇式工艺 它最根本的特点是处量工序不是连续的 而是间歇的 周期性的 污水一批一批地顺序经过 进水期 曝气期 沉淀期 排水期 休闲期 然后又周而复始 在同一柜内进行 13 序批式处理工艺的优点 可以克服活性污泥膨胀这个活性污泥系统中人们遇到的最棘手的问题之一 污泥膨胀主要由稳定的连续曝气产生不好的丝状菌而引起的 被称为 活性污泥法的癌症 序批式工艺利用厌氧 好氧控制丝状菌的生长 繁殖 而对多数菌胶团细菌不会产生不利的影响 序批式处理过程有厌氧阶段 污水中的氨氮NH3 N在经过硝化和反硝化的反应后 会转化成氮气和水 序批式的污泥负荷率高 去除有机污染物速率大 序批式没有手动气提返送污泥过程 可减少曝气量 序批式沉降过程不受干扰 沉降效果好 为后续的膜法处理创造了较好的运行条件 延长膜的使用寿命 14 15 4 3膜生物反应器工艺 MBR 随着国际公约对排放指标要求的提高 传统的活性污泥污水处理法由于存在出水水质不稳定 生化效率不高 占地面积大等不足 探索高效 经济可行的污水处理工艺一直是环保工作者的一个努力方向 膜 生物反应器 MembraneBio Reactor MBR 是将膜和活性污泥相结合的一种污水处理技术 同传统的活性污泥法相比 MBR具有以下优点 固液分离效果好 生化效率高 出水水质优 设备集中 占地面积小 污泥浓度高 便于管理和自动控制等优点 基本解决了传统的活性污泥法存在的污泥膨胀 污泥浓度低等因素造成的出水水质达不到要求的问题 MBR技术在污水处理中的应用开始于20世纪60年代末 80年代以前 由于制膜水平的限制 造成了膜使用寿命较短 很难进行大规模的应用 进入20世纪80年代以后 随着材料科学的发展与制膜水平的提高 推动了膜生物反应器 MBR 技术向前发展 在污水处理中的应用也日趋成熟 16 特别是日本 英国 美国等发达国家已非常广泛地应用于污水处理厂 据有关统计 目前在世界范围内 实际运行的MBR系统已经超过500多套 处理效果较好 我国于1991年开始将研究和实验将超滤膜应用到污水处理中 取得了很好的效果 MBR在陆上很多成功的应用方案 为船用提供了很多有益的 成功的借鉴 17 4 3 1膜的分类膜分离技术一般可分为以下四类 反渗透 RO 纳滤 NF 超滤 UF 微滤 MF 反渗透 它能截留水中所有溶解性盐及分子量大于100道尔顿 1道尔顿 一氧原子质量的十六分之一 的有机物 反渗透膜主要用于海水淡化等方面 纳滤 它的过滤性能介于超滤和反渗透之间 能截留直径大于0 001 m 1nm 的颗粒 一般应用于去除地表水的有机物和色度 脱除井水的硬度及放射性镭 部分去除溶解性盐 用于饮用水处理 浓缩食品以及分离药品等方面 超滤 它能截留直径在0 002 0 1 m的颗粒 一般应用于反渗透预处理 大分子浓缩 梯度浓缩以及盐类纯化等方面 本公司新开发的新型生活污水处理装置就是应用了此类膜 微滤 它能截留直径在0 1 10 m的颗粒 一般用来分离液体或气体中悬浮物 胶体 细菌等 18 4 3 2MBR工艺分类膜生物反应器主要是由膜组件和生物反应器两部分组成 根据膜组件与生物反应器的组合方式可将膜生物反应器分为以下三种类型 外置式膜生物反应器 内置式膜生物反应器和复合式膜生物反应器 外置式膜生物反应器外置式膜生物反应器是指膜组件与生物反应器分开设置 相对独立 膜组件与生物反应器通过泵与管路相连接 该工艺膜组件和生物反应器各自分开 独立运行 因而相互干扰较小 易于调节控制 而且膜组件置于生物反应器之外 更易于清洗更换 但其动力消耗较大 加压泵提供较高的压力 造成膜表面高速错流 延缓膜污染 19 内置式膜生物反应器内置式膜生物反应器是将膜组件直接安置在生物反应器内部 有时又称为淹没式膜生物反应器 SMBR 依靠重力或水泵抽吸产生的负压或真空泵作为出水动力 由于膜组件浸没在生物反应器的混合液中 污染较快 而且清洗起来较为麻烦 需要将膜组件从反应器中取出 20 复合式膜生物反应器复合式膜生物反应器可将膜组件置于生物反应器之中或之外 通过负压或加压力泵出水 但生物反应器的型式不同是在生物反应器中安装填料 形成复合式处理系统 21 在复合式膜生物反应器中安装填料的目的有两个 一是提高处理系统的抗冲击负荷 保证系统的处理效果 二是降低反应器中悬浮性活性污泥浓度 减小膜污染的程度 保证较高的膜通量 根据船上复杂的使用条件 在膜污染的情况下将膜取出进行清洗和更换较为不便 而内置式膜在进行必需的化学在线清洗时 化学药品必然会影响到生物反应器内的菌种 因此外置式复合膜生物反应器就成为符合船用条件的优先考虑的方案 22 4 3 3膜的分类 浸没式 内置膜 帘式膜平板膜 外置膜 23 5 WCMBR型装置 5 1概述2006年10月13日 IMO通过了新的船用生活污水处理装置排放标准 即MEPC159 55 决议 作为国内船用生活污水处理装置专业生产厂家 为了保护海洋环境和为我国船舶配套产业 作出应有的贡献 以及公司的快速发展 我公司于2006年11月聘请了国内资深专家 组织了技术人员进行攻关 经过反复试验 2007年3月制造成功了首台样机 臭氧消毒 并于5月份通过了CCS组织的型式认可试验 取得了CCS型式认可证书和IMO证书 在型式认可期间 水样分别送上海环境监测中心 南京长江下游水环境监测中心进行化验 控制箱送中国船舶工业电工电子设备环境与可靠性试验检测中心进行性能试验 结果均满足MEPC159 55 决议要求 24 2007年12月 WCMBR型装置通过了由江苏省国防科工委组织的科学技术成果签定 其技术和性能达到国际同类产品先进水平 2008年1月又通过了USCG的认可试验 水样再次送上海环境监测中心进行化验 电控箱送上海704所船舶环境工程与可靠性实验室进行性能试验 结果均符合USCG MEPC159 55 决议相关要求 2009年4月 我们又进行WCMBR型装置 紫外线消毒 的CCS型式认可试验 经过18天的连续试验 各项指标均符合要求 试验程序如下 25 高温试验 黑水在进入受试装置前 首先由电加热器加热 使水温控制在32 受试装置放置在保温房内 通过15kW的暖风机将室温加热并控制在50 连续进行4天试验 常温试验 在此试验过程中 将黑水加热器 暖风机关闭 使受试装置处于常温条件运行2天 倾斜试验 按正常水力负荷 分别各进行了12个小时的前倾22 5 后倾22 5 左倾22 5 右倾22 5 试验 盐度试验 向黑水中加入食盐至35000PPm 进行2天的盐度试验 盐水试验的第二天将黑水温度加热至32 灰水试验 根据船检认可的试验大纲 将灰水进入受试装置进行2天的试验 零负荷试验 停止向装置内加入污水五天后 重新加入污水运行 取样分析 26 检测数据统计表 2007年5月CCS型式认可 27 2008年1月USCG型式认可 28 2009年4月CCS型式认可 29 5 1处理原理本系列装置采用序批式 膜法处理原理处理有机污染物质 生活污水首先进入缓冲柜 以适应生化处理 同时该柜能容纳三倍的水力高峰负荷 当柜内液位达到启动液位后 转驳至置有软性填料的序批柜 进行序批式生物接触氧化处理 处理后的水进入清水柜内 当达到一定液位后 进入膜组或直接排放 经膜组过滤后的排放水经消毒后排出舷外 排放水质达到IMO MEPC159 55 规范的要求 30 系统流程图 31 5 2装置特点5 2 1采用了外置膜 更换 维护方便 5 2 2采取多种措施延长膜的使用寿命 采用SBR工艺 使用上清液进入膜组 增加回流比 出水量与回流量为1 1 每排放一次 使用压缩空气反冲二次 定期使用压力水反冲 手动 采用化学清洗方法 5 2 3设置了缓冲柜 满足三倍高峰负荷的要求 5 2 4采用序批式工艺 污泥浓度高 处理更为彻底 排泥量少 5 2 5设置了自动休眠程序 以适应零负荷状态 5 2 6设置了多种处理方式 能满足不同海区的要求 32 5 3灰水处理5 3 1厨房灰水厨房灰水进入装置前 需增加隔油措施 主要有以下几原因 食用油中绝大部分是长链脂肪酸 碳的分子链长达12个以上 要想通过活性污泥分解成CO2 需要的停留时间超过48小时以上 而消解污水中的有机污染物停留时间只需十几个小时 这就需将反应柜的体积增加 在陆上完全可以通过增大反应池达到要求 而船上空间受到限制 增加体积较为困难 如含大量油脂的厨房灰水直接进入污水处理