船舶 生活污水 处理工艺研究

第２６卷第３期２０１１年９月安徽工程大学学报ＪｏｕｒｎａｌｏｆＡｎｈｕｉＰｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＶｏｌ．２６．Ｎｏ．３Ｓｅｐ．，２０１１文章编号：１６７２２－４７７（２０１１）０３－０００４－０３收稿日期：２０１１－０２－２３作者简介：张先超（１９８７－），男，安徽芜湖人，硕士研究生．通讯作者：徐建平（１９５６－），男，江苏如皋人，教授，硕导．船舶生活污水处理工艺研究张先超，徐建平＊，周福来（安徽工程大学生物与化学工程学院，安徽芜湖２４１０００）摘要：根据船舶生活污水的特点，选择生物法＋ＭＢＲ膜生物反应器作为主要处理工艺，介绍了该工艺在船用污水处理设备的应用．根据该工艺制备的样机结果表明污水的ＣＯＤ去除率、ＢＯＤ５去除率和ＳＳ去除率分别达到９２％、９８％和９７％以上，其耐热大肠杆菌个数经送检测定值为零，完全达到ＩＭＯ规定的排放标准．关键词：生物法；ＭＢＲ；ＩＭＯ；船舶生活污水；去除率中图分类号：Ｘ７３６．３文献标识码：Ａ随着航运业和海洋开发的空前发展，海洋环境的污染越来越严重，人类对海洋环境的保护也日益受到重视．同时，船舶污水作为一种流动性污染源，其排放对海洋、内河水环境及湖泊、水库的影响，随着船舶数量的增加不容忽视．众所周知，船舶生活污水有其独特的特点：ＢＯＤ、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．另外，近年来国际海事组织（ＩＭＯ）对船舶污水排放标准作了大幅度的提高，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．１船舶生活污水处理设备的工艺确定活性污泥法是一种应用广泛而行之有效的传统污水处理工艺，也是一项极具发展前景的污水处理技术．其原理是在氧气充足的条件下，利用耗氧菌微生物进行生物降解，再通过沉淀进行固液分离．优点是有机物除去率高，但受船舶航行摇晃限制，固液分离效果不好．膜生物反应器（ＭｅｍｂｒａｎｅＢｉｏ－Ｒｅａｃｔｏｒ），是一种由膜分离单元与生物处理单元相结合的新型水处理技术．因为完全不受诸如泥龄、菌落聚集能力等因素的限制，有着自己独特的优势：（１）高效的固液分离，其分离效果远好于传统的沉淀池，出水水质良好，出水悬浮物和浊度接近于零；（２）膜的高效截留作用，使微生物完全截留在膜生物反应器内，防止污泥的流失；（３）有利于硝化细菌的截留和繁殖，系统硝化效率高．通过运行方式改变有脱氨和除磷功能；（４）由于泥龄可以非常长，从而大大提高难降解有机物的降解效率．但受ＭＢＲ膜易污染、损伤、清洗复杂等因素的影响，限制了其广泛应用．对于船舶生活污水比城市生活污水ＢＯＤ和ＳＳ要高很多问题，污水经生物法处理后再经ＭＢＲ膜生物法进一步处理，就可以使难以除去的大分子有机物得到有效控制．同时ＭＢＲ膜柜中采用间歇曝气，存在硝化和反硝化反应，对Ｎ、Ｐ也有一定的去除效果．对于船上人少，水力、污染负荷冲击大及不稳定等问题，我们通过资料分析和前期试验，发现可以通过在曝气室内悬挂软性生物膜填料来解决．由于大部分原生物会附着在软性生物填料上形成生物膜，生物填料能有效吸附污水中的有机物，与附着在填料上的微生物参与反应，可以有效抗击负荷冲击，即使停机一段时间再启动的话，由于生物膜中尚有细菌的胞子存活．图１船舶污水处理工艺流程图比传统的活性污泥法启动要快得多．另外对于船舶运行的动力效应而造成的出水ＳＳ不稳定，因ＭＢＲ膜具有超滤性能，可有效拦截悬浮物．综合利用接触氧化与ＭＢＲ膜生物法的组合，可有效实现对船舶生活污水的处理．通过研究分析，拟采用的工艺流程图如图１所示．２拟定的工艺在船舶污水处理设备中的应用船舶污水的处理工艺在装置中的应用主要通过３大模块来实现，具图２船舶污水工艺在装置中的工作原理图体工作原理可参考图２．第１模块：污水经格栅进入培养有活性污泥的曝气柜，进行接触氧化反应．曝气柜中安装有生物填料完全淹没在污水中，填料上布满微生物，污水与填料接触过程中，水中的有机物被微生物吸附、氧化分解．消解有机物质变成无害的二氧化碳和水，粪便污水中９５％以上是易消解的有机物质，可以完全被氧化．氧气通过曝气机、曝气装置进入水流，随气泡上升时间向微生物提供氧气，由于填料有很大的表面积，可以保证池内有很好的充氧条件．另外，有机物吸附在填料上，可以有效抗击负荷变化．第２模块：污水经第一级曝气处理后进入沉淀柜沉淀，活性污泥沉淀物自动定期用“气提”法被返送到第一级曝气柜内进行循环利用．第３模块：即ＭＢＲ膜生物反应器，沉淀后的上清液流入膜反应室，反应室内置有浸没式膜组，通过间歇曝气参与生化反应，消除第一级未完全分解的有机物以及难降解的大分子有机物．反应室内采用间歇式曝气方式，在反应室内就存在硝化和反硝化反应，可有效去除氮