淺析船用生活污水處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)

林光鉛

DOI：10.16660/j.cnki.1674-098X.2017.11.150

摘 要：在船舶上的生活污水必須嚴(yán)格按照國(guó)際相關(guān)組織進(jìn)行設(shè)計(jì)、制造是至關(guān)重要的。該文主要闡述生活污水處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)，通過(guò)污水中的有機(jī)物被活性污泥吸附，粉碎污物、擾動(dòng)污泥以提高生化處理的效率，以及紫外線消毒器有效地殺死幾乎所有的有害細(xì)菌，滿足IMO等相關(guān)組織要求的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，船舶防污染和保護(hù)海洋生態(tài)環(huán)境的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：生化處理 有害細(xì)菌 排放值

中圖分類號(hào)：U664 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2017）04（b）-0150-02

1 概述

近年來(lái)，海洋污染日益成為世界各國(guó)嚴(yán)重關(guān)切的問(wèn)題，在我國(guó)由于污染使海水水質(zhì)惡化，海洋生態(tài)系統(tǒng)受到破壞，大面積赤潮爆發(fā)等事件時(shí)有發(fā)生，一些地區(qū)的海水污染成為制約海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要因素。國(guó)際海事組織（IMO）制定相關(guān)規(guī)定，《1973年國(guó)際防止船舶造成污染公約》由國(guó)際海事組織（IMO）在1973年10月8日至11月2日召開的國(guó)際海洋污染會(huì)議上通過(guò)。海上環(huán)境保護(hù)委員會(huì)（MEPC）自其1974年成立以來(lái)，已審議了《防污公約》的許多規(guī)定，其中有些被認(rèn)為需要澄清而有些則難于付諸實(shí)施。為了統(tǒng)一解決這些模棱兩可和難以實(shí)施的問(wèn)題，MEPC制定統(tǒng)一解釋。MEPC認(rèn)識(shí)到有必要修正現(xiàn)有規(guī)則或引入新規(guī)則，其目的在于進(jìn)一步減少船舶造成的操作性和事故性污染。船舶上必須有生活污水處理裝置根據(jù)Marpol 73/78 annex IV， IMO Resolution MEPC 2（VI）和MEPC.159（55）條約進(jìn)行設(shè)計(jì)、測(cè)試和生產(chǎn)。

1.1 生活污水處理系統(tǒng)描述

系統(tǒng)包括兩個(gè)曝氣柜（No.Ⅰ&No.Ⅱ），No.Ⅲ為沉淀柜。NoⅠ柜裝有一臺(tái)粉碎泵，以便快速?gòu)氐椎胤鬯楹谒械奈畚?，No.Ⅰ&No.Ⅱ之間有較小面積的對(duì)流，可使No.Ⅱ柜既增加了曝氣時(shí)間，也改善了溢流沉淀柜的水質(zhì)。系統(tǒng)頂部安裝有渦流風(fēng)機(jī)，通過(guò)布置在曝氣柜底部的曝氣管為生化菌的生長(zhǎng)和有機(jī)物的分解提供充足的氧氣。系統(tǒng)的主操作面安裝有一臺(tái)排放泵，用于將處理水排放到舷外。原污水通過(guò)格柵后進(jìn)入No.Ⅰ和No.Ⅱ柜，原污水進(jìn)入生化處理柜，污水中的有機(jī)物被活性污泥吸附，有效提高了有機(jī)物在生化處理柜的停留時(shí)間，粉碎泵粉碎原污水中的大體積的污物和體積過(guò)大的活性污泥，能有效防止系統(tǒng)被阻塞，還能粉碎污物、擾動(dòng)污泥以提高生化處理的效率。

在此過(guò)程中，經(jīng)風(fēng)機(jī)壓縮過(guò)的空氣將被注入No.Ⅰ&Ⅱ柜，通過(guò)曝氣、生化分解反應(yīng)后的水將流入No.Ⅲ沉淀柜。底層沉淀物和上層浮沫經(jīng)氣動(dòng)噴射器返回生化處理柜No.Ⅰ再次進(jìn)行粉碎和曝氣，然后進(jìn)入新的生化處理循環(huán)。在船用污水處理裝置中采用了鼓風(fēng)曝氣法，用曝氣器將空氣分散到水中。曝氣管采用軟性管狀曝氣器，軟管周徑表面都有氣孔，都能曝氣。在水中產(chǎn)生微氣泡，氣泡上升速度慢，布?xì)饩鶆?，氧氣利用率提高。所采用的曝氣器氣道短而直，氣壓損失小，且避免污泥倒灌。長(zhǎng)時(shí)間停止曝氣不會(huì)產(chǎn)生堵塞。船用生活污水處理裝置的優(yōu)勢(shì)在于：提高曝氣過(guò)程中氧轉(zhuǎn)移的動(dòng)力效率，降低動(dòng)力消耗，減少了污水處理的成本。第Ⅲ柜內(nèi)裝有水過(guò)濾裝置，處理水將流過(guò)過(guò)濾單元，然后流入紫外線消毒器，過(guò)濾裝置由若干個(gè)自清濾袋組成，壓縮空氣對(duì)其定時(shí)地進(jìn)行反吹自清洗。同時(shí)，反清洗后的污物，將被撇沫器收集，并被抽吸噴射到第一柜再次進(jìn)入新的生化處理循環(huán)。

1.2 水過(guò)濾裝置功能

水過(guò)濾裝置又稱為自凈裝置，通過(guò)PLC控制電磁閥，使得兩個(gè)濾袋進(jìn)行自動(dòng)更替地反吹。使用了納米技術(shù)的濾袋，將懸浮顆粒全部截留在濾袋的表面，在反沖過(guò)程中懸浮顆粒被自動(dòng)地排除濾袋表面，并經(jīng)過(guò)沉淀后被污泥回收裝置噴射回No.Ⅰ或（No.Ⅱ）柜，形成活性污泥。灰水和No.Ⅲ柜的處理水將一同流入No.Ⅳ清水柜內(nèi)的紫外線消毒器。紫外線消毒器將有效地殺死幾乎所有的大腸桿菌、病毒及其他有害細(xì)菌，以保證污物的排放低于新條約MEPC.159（55）所規(guī)定的排放值。同時(shí)，由于減少了加氯消毒的量，故在保證排放菌數(shù)低于條約規(guī)定值時(shí)，排放物余氯的含量也低于0.5 mg/L的要求。經(jīng)紫外線消毒器消毒后的處理水將自流入第四柜。大腸桿菌和細(xì)菌將被抑制到規(guī)定以下，最后被合格排放。紫外線消毒是十分有效和環(huán)保的消毒方式，并且不消耗消毒藥品。加藥處理只是輔助的消毒方式。清水柜的水經(jīng)由浮子開關(guān)自動(dòng)控制的排出泵排至舷外。

1.3 紫外線消毒器功能

紫外線消毒器通過(guò)細(xì)菌吸收紫外線的能量后，引起DNA 鏈的斷裂，導(dǎo)致細(xì)胞死亡。在消毒后不增加任何化學(xué)添加物，也不產(chǎn)生任何新的化學(xué)添加物。紫外線消毒后的過(guò)濾水被定義為“已過(guò)濾消毒的再生水”，基本上不含病原體（這里指脊髓灰質(zhì)炎病毒5log10滅活和大腸桿菌7 d中濃度值為2.2個(gè)/100 mL）。

1.4 加藥泵功能：

生活污水處理裝置采用自動(dòng)加藥系統(tǒng)，在每次排放污水之后，將自動(dòng)加藥。藥劑采用新型藥劑，在同等濃度的情況下殺菌效果是余氯的10倍，接觸時(shí)間更短，消毒劑投加量更少；且能夠有效殺滅細(xì)菌繁殖體、細(xì)菌芽孢、真菌、病毒、原生動(dòng)物、藻類和浮游生物等有害微生物；還可以去除還原性無(wú)機(jī)物和部分致色、致臭、致突變的有機(jī)物。

2 安裝指導(dǎo)

（1）整個(gè)生活污水處理裝置已經(jīng)完成了內(nèi)部的管路和線路的連接，并進(jìn)行了車間試驗(yàn)，并出具相應(yīng)的車間試驗(yàn)報(bào)告。

（2）現(xiàn)場(chǎng)定位：生活污水處理裝置應(yīng)該布置在機(jī)艙合適的位置，應(yīng)該有充足的維修空間。各側(cè)邊保持600 mm左右的維修空間，以確保所有的維修道門能方便地打開。整個(gè)裝置可以以底座鉚接和焊接在機(jī)艙的底座上，并把生活污水處理裝置的連接口，連接到船廠的管路系統(tǒng)。

（3）電氣連接：整個(gè)生活污水處理裝置設(shè)有一個(gè)主電源連接：3×440 V/380 V AC；60 Hz/50 Hz。控制電源由控制箱內(nèi)部的變壓器提供電源。

（4）報(bào)警延伸：整個(gè)裝置提供一個(gè)公共的無(wú)源報(bào)警延伸，報(bào)警可以延伸到機(jī)艙集控室。

（5）紫外線消毒器及加氯消毒：系統(tǒng)配置有紫外線消毒器，其對(duì)舷外排放水進(jìn)行徹底消毒。同時(shí)，系統(tǒng)也配置了加氯消毒裝置作為消毒的選項(xiàng)。其詳細(xì)的操作方法可參考以下步驟。

①氯裝置的啟動(dòng)：生活污水處理裝置在No.Ⅳ柜配備了加氯裝置和化學(xué)藥桶。運(yùn)行前，請(qǐng)?jiān)谒幫皟?nèi)注入適量的消毒藥劑，按面板上啟動(dòng)加藥泵，No.Ⅳ柜的液位開關(guān)觸發(fā)運(yùn)行排放泵，且在排放泵自動(dòng)停止后，加藥泵自動(dòng)運(yùn)行，在設(shè)定時(shí)間后自動(dòng)停止。

②紫外線消毒器啟動(dòng)：紫外線消毒器是對(duì)舷外排放水進(jìn)行最后消毒的裝置，也是生活污水處理的關(guān)鍵，此裝置是特殊處理，用于舷外處理污水排放的要求，整個(gè)裝置包括不銹鋼柜體、紫外線燈管、石英套管、清洗刷。

（6）生活污水處理裝置柜體殘留物的排放和清潔：請(qǐng)注意，在港口和排放限制地區(qū)進(jìn)行污水排放是被嚴(yán)格禁止的，此排放形式可以在被允許的未限制區(qū)域和用通岸連接口進(jìn)行排放。

3 結(jié)語(yǔ)

船上生活污水應(yīng)通過(guò)生活污水系統(tǒng)處理后，嚴(yán)格按照MARPOL公約相關(guān)要求進(jìn)行操作。船舶在距最近陸地3海里以外，使用主管機(jī)關(guān)按照MARPOL公約附則所認(rèn)可的系統(tǒng)，排放作業(yè)經(jīng)粉碎和消毒的生活污水，或在距最近陸地12海里以外排放未經(jīng)粉碎和消毒的生活污水。但在任何情況下，不得將污水艙儲(chǔ)存的生活污水頃刻排光，而應(yīng)在航行途中，船舶以不小于4節(jié)航速航行時(shí)，以中等速率排放。

參考文獻(xiàn)

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