随着人们环境保护意识的日益增强和国际法规、地方法令的日趋完善,新的设计和理念在航行船舶具体设备设施上得以广泛应用,为满足当前各方更加严格的排放和控制要求发挥了重要作用。本文以实船为例,就船舶生活污水处理装置的膜分离系统进行介绍,希望对大家有所参考和借鉴意义。
一、船舶生活污水处理装置的组成
以13800TEU集装箱船——“中远海运××”轮为例,其生活污水处理装置型号为STC-3,日处理能力为3.15立方米/天,有机负荷为1.58千克/天。该型号装置由四个水密箱体——曝气箱、沉淀箱、初级处理水箱及处理水箱组成(见图1)。其工作原理是:①生活污水进入曝气箱,通过需氧细菌和微生物(由生活污水中曝入氧气后繁殖起来的)进行分解;②生活污水从曝气箱进入沉淀箱,并在其内将好氧细菌的絮体(一般称作活性污泥)沉淀出来;③澄清的液体进到初级处理水箱,经过陶瓷膜分离系统得到合格水并进入处理水箱直至排出舷外。同时,循环泵将初级处理水箱内的二级生化处理水抽到膜组件进行自动反冲洗。详细说明如下:
图1STC-3生活污水处理装置组成
1.曝气箱
在曝气箱内需氧细菌吸收污水中氧气,分解出污水中的污染物质,主要有由碳/氢/氮/硫变成的二氧化碳、水和新鲜的细菌群。二氧化碳通过逸气口逸出,而水和细菌群则一起进入沉淀箱。空气由空气压缩机通过安装在箱体底部的空气扩散器均匀地分布在污水中,不仅提供细菌氧气,而且也把刚进入装置的污水和箱内的污水有效地混合起来。
另外,空气也可用于活性污泥返送及表面撇渣。空气扩散器可从侧面人孔处取出,以便维修。
2.沉淀箱
细菌(活性污泥)通过滤网进入沉淀箱澄清,澄清的液体进入初级处理水箱,而细菌群(活性污泥)又通过空气提升管返回到曝气箱(可通过透明的尼龙管来检查返送情况)。沉淀箱呈漏斗形,可以防止沉淀的污泥堆积,且可直接进入空气提升管吸入口。表面浮渣,则通过表面撇渣器及另一个空气提升器返送到曝气箱。
3.初级处理水箱
经重力沉降后的上清液进入到初级处理水箱,经过陶瓷膜分离系统得到合格水。初级处理水箱内装有三个浮子开关,以控制循环泵启动和停止、液位超高报警及取样考克(阀门)。
4.处理水箱
处理水箱用于暂时存贮处理水,并在高液位时由排放泵将合格的处理水抽至舷外。处理水箱内装有三个浮子开关,以控制排放泵启动和停止、液位超高报警及取样考克和一个溢流口。
5.膜分离系统
循环泵将初级处理水箱内的二级生化处理水抽到膜组件后,少量的液体经膜系统增压过滤进到处理水箱,大部分液体则回流至初级处理水箱或曝气箱(每24小时自动启动运行,循环泵第一次启动时液体将同时返送至曝气箱和初级处理水箱)。
二、膜组件分离系统
图2无机陶瓷膜组件分离系统
1.停止原污水进水,清洗初级处理水箱并排空。
2.向初级处理水箱中加入清水至高液位浮子处,启动循环泵,循环10分钟后停泵并排空。
3.向初级处理水箱中加入1%的NaOH溶液至高液位浮子处,启动循环泵,循环15分钟后停泵并排空。
4.向初级处理水箱中加入清水至高液位浮子处,启动循环泵,循环10分钟后停泵并排空。
5.向初级处理水箱中加入1%的草酸(HOOC-COOH·2H2O)溶液至高液位浮子处,启动循环泵,循环15分钟后停泵并排空。
6.向初级处理水箱中加入清水至高液位浮子处,启动循环泵,循环10分钟后停泵并排空。
三、生活污水处理指标
处理水的理论指标为:大肠菌群(Coliform)≤100个/100毫升,总悬浮固体(TSS)≤35毫克/升,五日生化需氧量(BOD5)≤25毫克/升,化学需氧量(COD)≤12535毫克/升,PH6~8.5,余氯(Cl-)<0.535毫克/升。然而,实际效果往往受生活污水水源(是否含杀菌剂,稀释水比例大小)、曝气空气供给(空压机状况)、活性污泥返送情况等影响较大。
四、日常检查及周期
1.每周
检查空气压缩机的压力表读数(应为0.015~0.054MPa)、膜组件出口压力表读数(应为0.1MPa)、膜组件反冲洗供气压力表读数(应为0.4MPa)、污泥返送管内的污泥返送情况。
2.每月
转换使用备用的空气压缩机,并在转换使用前确保其出口阀已打开,然后关闭已停止工作的压缩机出口阀;利用随机供应的量筒,检查生化反应器的活性污泥量,并在量筒内灌注100毫升的水样,静止30分钟;假如沉淀污泥高度已超过60毫升,必须部分排放污泥。
3.每半年
检查压缩机的滤桶是否堵塞、供给空气管路上的止回阀是否完好,并对滤桶进行调换或清洗。
4.每年
排空并清洗所有的箱体,检查排放泵和压缩机的磨损情况。如果压力表空气压力上升到0.054MPa,就要清洗或更换空气扩散元件。
新设计、新技术和新理念的应用,在满足日益严格的排放控制要求上常能起到非常好的效果。文中所述的“中远海运××”轮生活污水处理装置膜组件分离系统的使用也是如此。