船舶生活污水處理裝置

1、<p><b>　　大連海事大學</b></p><p><b>　　畢業(yè)論文</b></p><p><b>　　二0一二年六月</b></p><p>　　船舶生活污水處理裝置瓶頸問題的研究</p><p>　　專業(yè)班級：輪機管理08-2</p>&

2、lt;p>　　姓 名： 張 健 </p><p>　　指導教師： 劉立國 </p><p><b>　　輪機工程學院</b></p><p><b>　　內容摘要</b></p><p>　　針對當前船舶采用的主要生活污水處理技術---好氧性微生物法，在實船應用過程

3、中由于水溫變化、鹽度變化、負荷變化等造成的好氧性微生物群消化分解污水中的有機物能力下降，以及在惡劣天氣狀況下由于船舶的搖晃造成的沉淀柜內泥水分離困難，致使生活污水處理裝置出水超標的瓶頸問題進行分析、研究，取得實船條件下解決問題的簡易方案。并結合當前先進的超濾膜水處理技術提出一套船舶生活污水處理方案，以期解決當前船舶生活污水處理裝置運行過程中碰到的瓶頸問題，滿足《MARPOL73/78公約》附則IV---“防止船舶生活污水污染規(guī)則”最新修

4、改案的排放要求。</p><p>　　關鍵詞：船舶；污水處理裝置；超濾膜</p><p><b>　　Abstract </b></p><p>　　Currently, the aerobic microbiological technology is widely used in sewage treatment on ship. In a

5、ctual situation, water temperature changes, salinity changes, load changes etc frequently caused the ability of aerobic microorganisms decomposing organic matter in sewage reduced. Due to the shaking on ship in evil clim

6、ate make the separation of activated sludge hardly, the outlet water of sewage treatment plant do not meet standards, and obtained a simple program to solve the problem .In order to </p><p>　　Key words: ship

7、; the sewage treatment plant; ultra-filtration membrane </p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　0引言7</b></p><p>　　1船舶生活污水性質簡介7</p><p>　　1.1船舶生活污水的來源7

8、</p><p>　　1.2船舶生活污水的性質指標7</p><p>　　1.2.1船舶生活污水物理性質指標7</p><p>　　1.2.2生活污水化學指標8</p><p>　　1.2.3生活污水生物學性質指標8</p><p>　　1.3船舶生活污水的危害8</p><p>　　

9、1.3.1對水環(huán)境的影響8</p><p>　　1.3.2對人體健康的影響9</p><p>　　2公約關于防止生活污水污染的要求9</p><p>　　2.1排船舶生活污水排放控制9</p><p>　　2.2生活污水處理裝置的排放標準9</p><p>　　3當前國內船舶污水處理方法及裝置主要類型10&

10、lt;/p><p>　　3.1船舶生活污水處理裝置分類10</p><p>　　3.2船舶生活污水處理裝置的處理方式10</p><p>　　3.3生化處理方式簡介10</p><p>　　3.4當前國內船舶污水處理裝置的主要類型11</p><p>　　4 WCB型船舶污水處理裝置實例11</p>

11、<p>　　4.1WCB150型污水處理裝置的性能12</p><p>　　4.2WCB150型污水處理裝置的工作原理12</p><p>　　4.3WCB150型污水處理裝置的主要設備14</p><p>　　4.3.1風機14</p><p>　　4.3.2粉碎泵15</p><p>　　4.

12、3.3定量泵15</p><p>　　4.4生活污水處理裝置操作規(guī)程16</p><p>　　4.4.1初次運轉的準備16</p><p>　　4.4.2培養(yǎng)菌種16</p><p>　　4.4.3正常運轉17</p><p>　　4.4.4污泥排放17</p><p>　　4.4.

13、5長期不用時的管理17</p><p>　　4.4.6加藥操作17</p><p>　　5生活污水處理裝置運行過程中碰到的瓶頸問題及實船解決方案17</p><p>　　5.1溫度變化18</p><p>　　5.1.1溫度變化對船舶生活污水處理裝置的影響18</p><p>　　5.1.2實船解決方案19

14、</p><p>　　5.2鹽度變化20</p><p>　　5.2.1鹽度變化對污水處理裝置運行的影響20</p><p>　　5.2.2實船解決方案20</p><p>　　5.3負荷變化20</p><p>　　5.3.1負荷變化對微生物的影響21</p><p>　　5.3.2

15、實船解決方案21</p><p>　　5.4 船舶搖晃對裝置出水的影響21</p><p>　　6氯消毒存在的毒副作用22</p><p>　　7超濾膜水處理技術在船舶污水處理中的應用探討22</p><p><b>　　8結束語23</b></p><p><b>　　0引言

16、</b></p><p>　　2007年2月2日起《MARPOL73/78公約》附則IV—“防止船舶生活污水污染規(guī)則”正式對我國生效，但是由于長期以來國內對船舶生活污水處理監(jiān)管的缺失，實船安裝的生活污水處理裝置很少按要求運營，只是流于形式。國內也很少有關船舶生活污水處理裝置實船運營過程中遇到問題解決辦法的經驗可循。本文通過在大連海事大學教學實習船“育鯤”輪畢業(yè)實習期間對生活污水處理裝置的理論學習與觀察

17、研究。就當前船舶污水處理裝置運行過程中存在的瓶頸問題進行分析和研究，取得實船條件下解決問題的簡易方案，并結合當前先進的超濾膜水處理技術，提出一套船舶生活污水處理方案，以期解決實船生活污水處理裝置運行中存在的瓶頸問題和傳統(tǒng)消毒工藝帶來的毒副作用問題，使處理過的污水滿足《MARPOL73/78公約》附則IV---“防止船舶生活污水污染規(guī)則”最新修改案的排放要求。</p><p>　　1船舶生活污水性質簡介</p

18、><p>　　1.1船舶生活污水的來源</p><p>　　船舶生活污水是指任何形式的廚房和盥洗室等處的廢水廢物、廁所、小便池的排出物和其他廢棄物，醫(yī)務室（藥房，病房等）的面盆，洗澡盆和這些處所排水孔排出物，裝有活的動物的處所的排出物，或混有上述排出物的其他廢水。</p><p>　　船舶生活污水的日產量隨船舶的類型、用途、新舊程度、管理水平等不同會存在一定的差別，通常

19、遠洋船舶的生活污水產量為50~200L/(人.天)。船舶生活污水不僅含有有機物和礦物質，而且還含有大量的細菌、寄生蟲，有時還含有危害人體及水生物的病毒，如不經處理而將其任意排放的話，就可能造成周圍水域的污染。</p><p>　　MARPOL73/78附則IV-防止船舶生活污水對水域的污染規(guī)則于2003年9月27日起正式生效。隨著航運業(yè)的 進一步發(fā)展，船舶生活污水對水域的污染也日趨嚴重，目前世界各國及國際海事組織

20、已采取各種措施防止船舶生活污水對環(huán)境造成影響。</p><p>　　1.2船舶生活污水的性質指標</p><p>　　船舶生活污水性質指標可分為物理性質指標、化學性質指標和生物學性質指標。</p><p>　　1.2.1船舶生活污水物理性質指標</p><p>　　主要是以懸浮固體（Suspended Solids,簡稱SS）量作為水質指標，

21、其表示單位為mg/L。污水中污染物質按其顆粒大小分為可濾過物質和不可濾過物質，凡是粒徑小于1μm的污染物質，以溶解態(tài)或以膠體狀態(tài)存在于水中，成為可濾過物質；粒徑大于1μm的污染物質通常是不可濾過的物質，成為懸浮固體。測定前，通常是先將所采集的污水水樣劇烈搖動，使其混合均勻，還需除去水樣中漂浮著的大顆粒物質或浸沒在水中的非均勻物質（如樹葉、棍棒、魚、糞塊等），然后用一定的過濾器將水樣過濾，再將剩留在濾器上的物質于103~105℃烘干至質量

22、不再變化，此時的固體的質量G（mg）除以該水樣體積V（L）即為水樣中懸浮固體含量G/V（mg/L）。</p><p>　　1.2.2生活污水化學指標</p><p>　　通常以生化需氧量和化學需氧量作為水質指標。</p><p>　　生化需氧量（BOD）表示水中的氧化物質（特別是有機物）在微生物作用下氧化分解所消耗的溶解氧的量。生化需氧量測定時，首先在污水中加入能分

23、解有機物的微生物，再通入稀釋水將其稀釋。稀釋水一般是經過曝氣（或通入氧氣）處理后的氧飽和水，有時稀釋水中還加入一定量的無機營養(yǎng)鹽和緩沖物質（磷酸鹽、鈣、鎂和鐵鹽等）來保證微生物生長的需要；然后在20℃的溫度的條件下使有機物氧化分解，測定水中溶解氧的減少量，即為生化需氧量。但是在20℃的溫度條件下，使有機物基本氧化分解需要20天以上的時間，這在實際操作上是不方便的。目前國內外普遍規(guī)定于20±1℃的溫度條件下，以5天的時間作為標準

24、進行測定。因為5天的時間里，大部分有機物已進行了氧化分解，測得的數值具有一定的代表性。將在20±1℃的溫度條件下，5天的時間里有機物氧化分解所消耗的溶解氧量，稱為5天生化需氧量，即BOD5，其單位是毫克/升（mg/L）。生化需氧量越大，表明水中含有的有機污染物越多。</p><p>　　化學需氧量（COD）表示有機污染物用化學氧化劑氧化所消耗的氧量。因有機物基本上屬于還原性物質，能被化學氧化劑分解，而有

25、機物越多，消耗的氧化劑量就越多。因此，將所消耗的氧化劑量換算成氧量即可反映出有機物的含量多少。測定COD常用重鉻酸鉀做氧化劑，反應時間約為2h，其單位是毫克/升（mg/L）。</p><p>　　1.2.3生活污水生物學性質指標</p><p>　　通常以水中大腸桿菌群的數量作為指標。糞便中蓄除含有大腸桿菌外，還含有一部分性質相同的好氣性桿菌，因測定時同時被檢出，所以總的生物學指標成為大腸

26、桿菌群（主要包括埃希氏菌屬、檸檬酸桿菌屬、腸桿菌屬、克雷伯氏菌屬等菌屬的細菌）。其測定方法是將水樣稀釋后，放入加有營養(yǎng)液的發(fā)酵管內培養(yǎng)，然后按發(fā)酵管變色和產氣情況確定大腸桿菌的最大可能數（MPN，Most Probable Number），單位用每100mL水中的MPN(個/100mL)來表示。</p><p>　　1.3船舶生活污水的危害</p><p>　　1.3.1對水環(huán)境的影響&l

27、t;/p><p>　　船舶生活污水未經處理任意排放入水，會發(fā)生一些列生化作用。水環(huán)境的自然凈化過程是細菌及其他生物利用水中溶解氧將有機物分解為無機物和二氧化碳的過程。水藻吸收二氧化碳，通過光合作用使其自身生長，同時放出氧氣。這種自然凈化過程雖然非常緩慢，但該過程仍然是一種平衡過程，而維持該平衡的決定因素是溶解氧的含量。如果大量的生活污水排入水環(huán)境中，就會造成水中溶解氧的含量降低，破壞了水環(huán)境的自然凈化過程和生態(tài)平衡，

28、改變了水環(huán)境的生態(tài)特征，造成水環(huán)境中的魚類等動物的死亡或遷移。船舶生活污水中的營養(yǎng)鹽進入水環(huán)境后，當其含量達到0.01mg/L時，便可使藻類過度的生長和繁殖，出現富營養(yǎng)化，是水中溶解氧的含量降低，產生厭氧條件，使海洋動、植物群眾的好氣性群體被低級的厭氧群體所取代。水環(huán)境的自然凈化過程的破壞再加上生活污水中懸浮固體的存在，將對海冰浴場和漁場的資源產生較嚴重影響。</p><p>　　1.3.2對人體健康的影響<

29、;/p><p>　　每1m/L未經處理的糞便污水中含有大約幾百萬個細菌，其中多數是致病細菌，傳染多種腸道傳染病。糞便污水如果不經過充分處理以殺滅致病細菌的話，它就會污染水源，并傳播這類疾病，對人類的健康產生威脅。</p><p>　　2公約關于防止生活污水污染的要求</p><p>　　MARPOL73/78附則VI-防止船舶生活污水污染規(guī)則主要包含如下：</p&

30、gt;<p>　　2.1排船舶生活污水排放控制</p><p>　　船舶可以在距最近陸地3n mile外，使用主管機關按照本附則規(guī)定所批準的系統(tǒng)，排放已經粉碎和消毒的生活污水，或在距最近陸地12n mile以外，排放未經粉碎和消毒的生活污水。但在任何情況下，不得將集污艙中儲存的生活污水頃刻排光，而應在船舶以不小于4kn的船速在途中航行時，以適當速率排放；排放率應經主管機關根據IMO指定的標準予以批準

31、；或船舶所設經批準的生活污水處理裝置正在運轉，該裝置已由主管機關驗證符合本附則所述的操作要求，并且該設備的試驗結果已寫入該船的“國際紡織生活污水污染證書”；并且排出的這種廢液，在其周圍的水中不應產生可見的漂浮固體，也不應使水變色。</p><p>　　如生活污水混有MARPOL73/78其他附則所包含的廢棄物或廢水時，則除應滿足本負責規(guī)定外，還應符合其他附則要求。</p><p>　　除非

32、符合以上規(guī)定，應禁止將生活污水排放入海。生活污水排放控制不適應于下列情況：</p><p>　　從船上排放生活污水，是為了保障船舶及海上人命安全或救護海上人命所必須者；</p><p>　　由于船舶或其他設備受損而排放生活污水，如果在發(fā)生損害以前和以后，已采取了一切合理的預防措施來防止排放或使其排放降至最低限度。</p><p>　　2.2生活污水處理裝置的排放標準

33、</p><p>　　MEPC于206年10月13日在其第55屆會議上以MEPC.159(55)決議的防止通過了《經修訂的實施生活污水處理裝置排出物標準和性能試驗導則》（稱為新標準），該決議代替了MEPC于1976年12月3日在其第6屆會議上以MEPC.2(VI)決議通過的《關于生活污水處理裝置國際排放標準和性能試驗導則》（稱為舊標準）。</p><p>　　新標準適用于2010年1月1日

34、或以后安裝上船的生活污水處理裝置，即在該日期后吊裝到不論新老船舶上的船用生活污水處理裝置都應滿足新標準的要求。新舊標準參見表1如下</p><p>　　表1 船舶生活污水處理裝置排放標準</p><p>　　3當前國內船舶污水處理方法及裝置主要類型</p><p>　　3.1船舶生活污水處理裝置分類</p><p>　　船舶生活污水處理裝置如

35、按照污水排放方式的不同可分為：無排放型生活污水處理裝置和排放型生活污水處理裝置。無排放型生活污水處理裝置通常包括有船舶貯存方式和再循環(huán)處理方式；而對于排放型生活污水處理裝置，由于國際公約和相關規(guī)定中對排放標準的要求，使得船舶生活污水必須經過相應的處理后才能按規(guī)定排放。所以，在船舶環(huán)境下必須對生活污水進行處理，通常船上采用的排放型生活污水處理方式按凈化方式不同可分為生物學方法、物理化學方法、電化學方法及混合處理方法等。</p>

36、<p>　　3.2船舶生活污水處理裝置的處理方式</p><p>　　無排放型處理方式分為：簡單貯存方式、真空收集貯存方式和再循環(huán)處理方式</p><p>　　排放型處理方式分為：生物學處理方式、物理—化學處理方式、電化學處理方式、蒸發(fā)處理方式、比重差分離處理方式以及高壓氧化方式</p><p><b>　　岸上接收處理方式等</b&g

37、t;</p><p>　　3.3生化處理方式簡介</p><p>　　生物化學處理方式是通過建立和保持微生物（細菌）生長的適宜條件，利用該生物群體來消化分解污水中的有機物，使之生成對環(huán)境無害的無機物二氧化碳和水，以此凈化污水的，而微生物在此過程中也得到繁殖。生化處理方式又好氧生物法和厭氧生物法兩大類。好氧生物又分為活性污泥發(fā)和生物膜法兩種。</p><p>　　活性

38、污泥法處理生活污水的工作流程圖2-1如下污水進入曝氣池，在不斷通入空氣的情況下，活性污泥在此消化分解有機物，離開曝氣池后的混合液進入沉淀池。在沉淀池中污泥沉淀分離，而澄清的水進入投有殺菌藥劑的殺菌室，經殺菌后的凈水排出舷外。從沉淀池中沉淀分離的污泥一部分回流到曝氣池，多余的部分定期排出舷外。</p><p>　　生物膜法中的接觸氧化法是利用微生物群體附著在其他物體（填料）表面上呈膜狀，讓其與污水接觸而使之凈化的方

39、法。生物膜法主要用來出去污水中溶解性和膠體性的有機物。</p><p>　　厭氧處理法是在無氧條件下，借助于兼性菌及專性厭氧細菌來分解有機污染物，達到凈化污水目的的一種方法。該方法分解的主要產物是甲烷為主的沼氣。</p><p>　　生化處理裝置結構簡單，凈化效果好，藥劑用量少，成本低；缺點是需要連續(xù)曝氣，否則微生物就會死亡。如果裝置停用時間較長，再次起動前需用至少1周左右的時間重新培養(yǎng)微

40、生物。此外，這種裝置對污水負荷的變化適應性較差，裝置的體積也較大。</p><p>　　3.4當前國內船舶污水處理裝置的主要類型</p><p>　　當前國內船舶上裝設的生活污水處理設備主要是利用好氧性微生物群，在污水氧分含量適宜的條件下消化分解污水中的有機物，生成對水體環(huán)境無害的二氧化碳和水的機理，開發(fā)生產的生物學法船用生活污水處理裝置，其中應用最為廣泛的是中船總公司704所設計生產的，

41、江蘇南極機械有限責任公司生產的，采用活性污泥與生物膜技術相結合來處理污水的WCB型系列船用生活污水處理裝置和南京綠洲機器廠引進英國哈姆沃西公司相關技術生產的，利用活性污泥法處理污水的ST型系列船用生活污水處理裝置。 </p><p>　　4 WCB型船舶污水處理裝置實例</p><p>　　在“育鯤”輪減搖鰭間，設置有江蘇南極機械有限責任公司生產的WCB100型和WCB150型生化式污水處

42、理裝置各一套。其外觀如圖所示。由于其裝置性能和工作原理相同，現對WCB150型污水處理裝置進行簡單介紹。 </p><p>　　圖2 WCB型生活污水處理裝置</p><p>　　4.1WCB150型污水處理裝置的性能</p><p>　　1.額定使用人數：150人；</p><p>　　最大使用人數：156人</p><

43、;p>　　2.排放水質：懸浮固體SS≤50mg/l</p><p>　　生化需氧量BOD5≤50mg/l</p><p>　　大腸桿菌群≤250個/100ml</p><p><b>　　PH值 6～9</b></p><p>　　3.排放壓力：0.1MPa</p><p>　　4.污泥排放

44、周期：約3個月</p><p>　　5.容量：約16m3</p><p>　　4.2WCB150型污水處理裝置的工作原理</p><p>　　本裝置采用活性污泥法處理有機污染物質，主要由三個柜室組成：曝氣室、接觸室和沉淀消毒室。</p><p>　　其流程圖如 圖3所示</p><p>　　其工作原理如 圖4所示。&l

45、t;/p><p>　　圖4 “育鯤”輪WCB150型生活污水處理裝置</p><p>　　來自生活區(qū)的污水首先進入曝氣柜，在由風機不斷通入空氣的情況下，活性污泥消化分解有機物質，使其變成無害的二氧化碳和水，同時活性污泥得到繁殖。二氧化碳氣體由頂部的透氣口排出。在有機污染物質減少時，活性污泥細菌呈饑餓狀態(tài)以致死亡，死亡的細胞就成為附著在活性污泥中的原生物和后生動物的食物而被吞噬。糞便污水中95％

46、以上是易消解的有機物質，完全被氧化。</p><p>　　在二級接觸氧化柜內懸掛有軟性生物膜填料，具有吸附消解有機物功能的生物膜在水中自由飄動，大部分原生動物寄居于纖維生物膜內，同樣由于充氧的作用，有機物質進一步與生物膜接觸氧化分解。</p><p>　　在此之后，活性污泥與水進入沉淀柜，此時污水中的污泥量已很少。在沉淀柜內累積的活性污泥沉淀物聚集在漏斗型底部，其中一部分經污泥回流管返回一

47、級曝氣柜內，以補償活性污泥的流失，多余部分則定期排出。</p><p>　　如果停機一段時間再起動的話，由于生物膜中尚有細菌的狍子存活，因此比常規(guī)曝氣法起動時間要快得多。</p><p>　　經過沉淀處理的污水最后進入消毒柜，由含氯藥品殺菌，然后由排放泵排至舷外。</p><p>　　污泥排放周期視污水性質和負荷而定，一般三個月左右排放一次多余污泥是適當的。<

48、/p><p>　　從位于柜頂的消防水入口可向裝置內部灌注海水，以進行內部清洗，或在初次起動時向柜內加水。</p><p>　　4.3WCB150型污水處理裝置的主要設備</p><p><b>　　4.3.1風機</b></p><p><b>　　圖5 風機</b></p><p&

49、gt;　　該風機為單作用葉片泵，故又稱氣泵。轉子偏心的裝在泵體內，轉子槽內有4根葉片。轉子旋轉時，葉片在泵腔內往復運動，將空氣吸入、壓縮、排出，從而將0.6bar左右的空氣經閥5、6、8、9送入各柜中。葉片和轉子、泵體相互摩擦會產生摩擦熱，所以在運行中，需要由噴油嘴往氣缸內滴入必要的潤滑油。此滑油能起到減磨、冷卻和密封的作用。該潤滑系統(tǒng)是利用風機工作時產生的壓差而形成的自動供給系統(tǒng)。</p><p><b&

50、gt;　　4.3.2粉碎泵</b></p><p><b>　　圖6 粉碎泵</b></p><p>　　粉碎泵即排放泵，用于將處理過的污水排放至舷外。在需要時也可排放本體各柜的污泥。該粉碎泵是在普通離心泵的基礎上，于排出口增設一對動刀和靜刀而成，用于對排出水中的較大顆粒進行粉碎。在工作過程中，粉碎泵受沉淀-消毒柜中液位電極的控制而自動起停。</p&

51、gt;<p><b>　　4.3.3定量泵</b></p><p>　　又稱加藥泵，從化學桶吸入液體，定量的向消毒柜中添加含氯消毒液，用于對消毒柜中污水進行消毒。</p><p><b>　　圖7 定量泵</b></p><p>　　4.4生活污水處理裝置操作規(guī)程</p><p>　　

52、4.4.1初次運轉的準備</p><p>　?。?）檢查粉碎泵、風機軸承內是否注油；</p><p>　　（2）檢查各泵的轉向是否正確；</p><p>　　（3）打開閥4，關閉閥1、2、3；</p><p>　?。?）打開沖洗水（消防水）入口閥，向柜內加水，待消毒柜內液位達到中位時，粉碎泵將自動起動。此時應保持閥4常開，并停止注水，當水位降

53、到低位時，粉碎泵自動停止。</p><p><b>　　4.4.2培養(yǎng)菌種</b></p><p>　?。?）打開污水入口閥；</p><p>　?。?）將風機轉換開關轉向“連續(xù)”；</p><p>　?。?）打開閥5、6；</p><p>　　（4）待消毒柜液位達到中位時，粉碎泵自動起動，待液位

54、到低位時，粉碎泵自動停止；</p><p>　?。?）粉碎泵3次啟停后，關閉污水進口閥，進行培菌；</p><p>　?。?）每隔1天停歇風機半小時，然后打開污水入口閥，待粉碎泵啟停1次后，關閉 污水進口閥；</p><p>　　當環(huán)境溫度為20度左右、污水總懸浮固體為500ppm時，培養(yǎng)時間在5-7天，如果預先加入50-100升活性污泥菌種，培養(yǎng)時間可縮短

55、到2天。</p><p><b>　　4.4.3正常運轉</b></p><p>　?。?）將粉碎泵開關轉向“自動”；</p><p>　　（2）將風機開關轉向“連續(xù)”；</p><p>　　（3）打開污水入口閥；</p><p>　?。?）每天打開閥5、6兩次，每次約2分鐘，視污泥多少而定；&l

56、t;/p><p>　　（5）根據負荷選用“連續(xù)”或“斷續(xù)”運行模式。</p><p><b>　　4.4.4污泥排放</b></p><p>　?。?）在設備正在運行狀態(tài)時從取樣口取100ml液體，靜止半個小時后，如沉淀物超過40%，則需排放污泥;</p><p>　?。?）從觀察鏡看到沉淀物超過觀察玻璃的2/3時，先加大閥

57、5的開度，以增加淤泥的回流量，如無效，則也應排放污泥；</p><p>　?。?）排放污泥時，關閉閥4，打開閥3，手動起動粉碎泵，將沉淀柜內的污泥排出，待液位降到1/2時，停止粉碎泵；</p><p>　　（4）一般每3個月排放1次，但切忌排空。</p><p>　　4.4.5長期不用時的管理</p><p>　?。?）關閉污水進口閥；<

58、;/p><p>　　（2）打開閥1、2、3，將污水排至舷外；</p><p>　?。?）反復2次沖洗柜子，并排空；</p><p><b>　?。?）切斷電源。</b></p><p><b>　　4.4.6加藥操作</b></p><p>　　每次將2公斤漂粉精（主要成分為氯）

59、加入25升的專用桶中，攪均后靜置2小時以上，接上定量泵即可使用。</p><p>　　5生活污水處理裝置運行過程中碰到的瓶頸問題及實船解決方案</p><p>　　船用生活污水處理裝置瓶頸問題是指由于裝置本身設計缺陷或采用的處理工藝方法的局限性，致使裝置在特殊條件下正常運行時出水無法達標的問題，該問題不能通過裝置的自身調節(jié)解決。WCB型和ST型系列船用生活污水處理裝置實船運行過程中遇到的瓶

60、頸問題主要是由于水溫變化、鹽度變化、負荷變化等造成的好氧性微生物群消化分解污水中的有機物能力下降，以及在惡劣天氣狀況下由于船舶的搖晃造成的沉淀柜內泥水分離困難，致使生活污水處理裝置出水超標的問題。下文中以“育鯤”輪WCB型污水處理裝置為例分析生物學法船用生活污水處理裝置的瓶頸問題。</p><p><b>　　5.1溫度變化</b></p><p>　　無限航區(qū)遠洋船

61、舶可以在短短幾周的時間內能夠跨越海水溫度迥異的海域，一月份赤道海域的海水表面溫度可達30℃，北半球部分海域的海水溫度則會低于10℃，如渤海灣局部海域溫度甚至達到0℃以下。這對采用海水沖洗便池的污水處理系統(tǒng)來說，將會造成生化反應室內污水溫度的改變。海洋表面溫度隨緯度變化如圖8所示。</p><p>　　5.1.1溫度變化對船舶生活污水處理裝置的影響 </p&

62、gt;<p>　　WCB型污水處理裝置曝氣室、接觸室內的微生物不是單一的，是由多種細菌、微生物組成的混雜群體，各種微生物最適宜的生長溫度和生存溫度范圍是不一致的，隨著曝氣室、接觸室內污水溫度的變化，活性污泥內和生物膜上的微生物群結構不斷變化，與污水溫度變化相適應的微生物逐漸繁殖增多，不適應污水溫度變化的微生物逐漸死亡消失。對船舶廣泛采用的中性微生物而言，其活性適宜溫度范圍是15~35℃。一般來說，船舶生活污水溫度在35℃附

63、近時，活性污泥和生物膜上的微生物的新陳代謝速度達到最大值，然而此時膠體基質作為呼吸基質而被損耗，從而致使污泥結構松散而解體，吸附能力下降，出水懸浮固體量SS升高，五天生化需氧量BOD5反而增加；此外溫度過高會使污水中飽和溶解氧降低，氧的傳遞速率下降，造成溶解氧不足，污泥和生物膜上的微生物缺氧腐化而影響處理效果。隨著溫度的進一步升高，處理能力開始急速下降，當污水溫度超過40℃時，將造成曝氣池和接觸氧化室內部分微生物新陳代謝停滯，甚至死亡，

64、其中原生動物全部消失，致使出水渾濁，BOD5和SS超標。中溫性微生物生長速率和溫度之間的關系如圖所示。當曝氣室和接觸室內的污水溫度低于13℃時，微生物的</p><p>　　溫度T℃時的反應速度</p><p>　　——20℃時的反應速度</p><p><b>　　—— 溫度系數</b></p><p>　　好氧微生物

65、菌群微生物的值如下：</p><p>　　活性污泥法：范圍1.00~1.04，一般取1.02生物膜法：范圍1.02~1.12，</p><p><b>　　一般取1.04</b></p><p>　　5.1.2實船解決方案</p><p>　　“育鯤”輪裝設的WCB150與WCB100型生活污水處理裝置，布置在減搖鰭艙，

66、由于處于船舶最底層，加上海水溫度的限制，船舶污水處理裝置污水水力停留時間較短，雖然機艙溫度夏季高達42℃以上，但曝氣室、接觸室內的污水溫度正常情況下不會高于35℃，所以試驗只針對低溫問題進行。為了限制其他約束條件，測取污水溫度，在曝氣室和接觸室外壁上設計安裝一個溫度計，溫度計的感溫包緊貼柜室的中下部位（液位以下），并用隔熱材料和機艙環(huán)境隔開，以免受到環(huán)境溫度的干擾。試驗選擇在實習中期，初春季節(jié)，大連港靠泊時候進行，實測海水表面溫度為9℃

67、。在環(huán)境溫度下，選擇有代表性的8個時間點對裝置出水進行取樣分析，觀察到出水在固定負荷時段有一定的渾濁度，具體觀察結果如表所示：</p><p>　　表“育鯤”輪船舶污水處理裝置出水濁度觀測結果</p><p>　　為進行試驗，經輪主管老師批準同意后，在部分老師很同學的幫助下，在特定的時段，采取小便后用洗浴熱水沖洗便池的方法改變污水處理裝置曝氣室、接觸室內的污水溫度，特別是在10：00~12

68、：00點時段通過加大小便后洗浴熱水沖洗量的方法提升污水溫度。與此同時，為了減少加入淡水造成裝置內污水鹽分濃度降低對微生物活性的影響，通過便池向裝置內加入適量的海鹽原鹽（用物理方法從海水中濃縮出的以氯化鈉為主要成分的粗鹽晶體）。來控制其他的約束條件。選擇有代表性的8個時間點對裝置出水進行取樣分析，結果如表所示。</p><p>　　表“育鯤”輪船舶污水處理裝置出水濁度觀測結果</p><p>

69、;　　由表1、表２對比分析可知，采用小便后利用洗浴熱水沖洗小便池并適量向糞便柜內添加一定量的海鹽原鹽的方法，對解決由于海水溫度過低致使污水處理裝置出水超標的問題是有效的。經過在“育鯤”輪畢業(yè)實習期間的觀察與了解，工作過程中一直采用提升污水溫度控制在較適宜溫度的方法，然后結合利用加大曝氣量的方法解決船舶在海水溫度較低的航域污水處理裝置出水超標的問題，可以取得理想的效果。WCB型生活污水處理裝置是靠曝氣風機提供的動力實現污泥回流的，加大曝氣

70、量在一定程度上加大了污泥回流量，增加了曝氣室、接觸室內微生物數量，提高了污水內有機物的處理總量；增加了曝氣室、接觸室內氧含量，增強了微生物的活性。實際上，加大曝氣量在一定程度上也加大了曝氣室和接觸室內的污水與機艙環(huán)境間的熱交換，在一定程度上提高了曝氣室和接觸室內的污水溫度。但是采用提高溫度的方法，涉及到不能使用海水，操作復雜，耗能較多甚至消耗大量淡水，不經濟。</p><p><b>　　5.2鹽度變化

71、</b></p><p>　　由于船舶的航域大都不是固定的，一些船舶要可能要不斷地在含鹽量不同的海域航行甚至是在海水和淡水截然不同的兩種區(qū)域航行，這將造成便池沖洗水鹽分濃度的改變，從而致使生活污水含鹽量發(fā)生變化。</p><p>　　5.2.1鹽度變化對污水處理裝置運行的影響</p><p>　　微生物的生長需要一定的條件，不同條件下的生活污水對應著不同

72、的微生物相。高鹽和低鹽條件下的污水處理裝置內的活性污泥和生物膜上的微生物相是不相同的，當船舶從海水區(qū)域航行至淡水區(qū)域時或者從淡水區(qū)域駛進海水區(qū)域時，產生的生活污水的鹽分濃度發(fā)生了巨大變化，原先適應高鹽條件的部分微生物由于生存環(huán)境鹽分濃度的急劇變化，無法適應新的環(huán)境，新陳代謝放緩或者停滯，甚至死亡，曝氣室內和接觸室內的微生物對污水內有機物的消化分解能力急劇降低，致使污水處理裝置的處理效果下降，出水水質惡化，難以達標?！坝H”輪在大連到海南

73、洋浦之間的航次中，其中航行到長江口，和在威海靜海灣錨泊的時候，由于海水的鹽度發(fā)生了較明顯的改變，污水處理裝置出水水質渾濁，顏色呈淺褐色，有異味的現象。經老師取樣化驗分析正是由于污水鹽度的突然變化引起微生物消化分解污水中的有機物能力急劇下降造成的。</p><p>　　5.2.2實船解決方案</p><p>　　由于“育鯤”輪大部分時間都是在做航海類學生的認識實習，基本上每月份都有航行任務，

74、航線大都是南北線，或者是長江，有時候有出訪任務。在航次中，不免會在鹽度不同的海域中航行甚至錨泊，而且其大部分時間都是在大連港靠泊，根據航域特點和微生物的生存環(huán)境需求，結合船舶實際情況，實船根據沖洗水鹽度變化情況，通過便池向污水處理裝置內投加海水原鹽的方法維持曝氣室、接觸室內污水的鹽度在微生物需求的范圍內，保持微生物的活性。試驗中以及和隨后的實船應用觀察中都取得了較好的效果。該方法操作簡單易行，經濟成本低廉，當然此方法有其局限性，那就是是

75、僅適應于像“育鯤”輪一樣短時間在淡水區(qū)域航行或者停留的船舶，不適應于大部分時間在淡水區(qū)域航行的船舶。</p><p><b>　　5.3負荷變化</b></p><p>　　負荷變化是指不同時間段內船舶產生的生活污水量的改變。下表為“育鯤”輪實船測取的某天24小時內各時段生活污水（糞便沖洗水）的排放量。由表3可知，一天內最大污水量產生于每天的7~8時，其污水量高達27

76、0L，最低污水量出現在每天的2~3時，污水量僅有10L，實船測取過程中還曾有過0L的記錄。</p><p>　　表“育鯤”輪某天24時段產生污水量的實測值</p><p>　　5.3.1負荷變化對微生物的影響</p><p>　　生活污水負荷量不同，造成各時段內產生的污水水力停留時間也不相同，水力負荷高，污水內的有機負荷也隨之提高，這對曝氣室、接觸室內的微生物消化分

77、解污水內有機物的速度提出更高的要求，然而微生物的新陳代謝需要一定的周期，微生物的數量在短時間內不可能有成倍數的提高，在微生物總量有一定限制和水力停留時間減小的情況下，對有機物的分解速度不可能在短時間內滿足負荷變化的要求，勢必造成這一時段污水處理裝置的出水BOD5和SS數值大幅度升高，有時可能超出允許指標。尤其是在一定外界條件（類似其他約束條件：污水溫度較低、船舶有一定程度的搖擺等）影響下更易超標，致使高峰時段的出水很難滿足規(guī)則要求。&l

78、t;/p><p>　　5.3.2實船解決方案</p><p>　　不管是整個自然界還是某個小的生態(tài)圈，其有機組成部分相互之間需要保持一個平衡，所有的個體的發(fā)展都需要有一個度。污水處理裝置內也是一個小的生物群落，微生物的生長需要一定的外界條件，這個外界條件就是污水的溫度、鹽度、有機負荷等。要保持污水處理裝置出水的達標就要保持曝氣室、接觸室內微生物一定的數量和一定的活性，但是船舶一天不同的時段內產

79、生的生活污水的有機負荷是不一樣的，高峰時段產生的污水量較多，有機負荷高，此時要求曝氣室、接觸室內微生物群體對污水內的有機物分解速度加快，低峰時段產生的污水量較少，有機負荷較低，此時污水內的有機物總量無法滿足大量微生物正常生長的需求，希望微生物活性降低。好氧性微生物的生長需要污水中一定的含氧量，含氧量高，微生物活性強，對污水中的有機物消化分解能力增強；含氧量低，微生物活性減弱，對污水中的有機物消化分解能力降低。根據這一特點，“育鯤”輪對生

80、活污水處理裝置運行嘗試采取了污水產生量高峰時段加大曝氣量、低峰時段減小曝氣量的方法對微生物的活性進行控制，使其滿足不同時段污水處理的要求。試驗和實船運行中取得一定效果。</p><p>　　5.4 船舶搖晃對裝置出水的影響</p><p>　　當前船舶生活污水處理裝置對生物處理后的污水采用的是重力法泥水分離工藝。在海況良好的情況下，輕微的晃動不會對出水造成太大影響，但是在惡劣的天氣狀況下

81、，船舶的搖晃會造成泥水分離困難，致使出水難以達標，“育鯤”輪在過臺灣海峽的時候曾發(fā)生過這種情況。由于遭遇寒流，船舶搖晃較大，橫傾角度達到30°，甚至更大，由于船舶設備自身設計的原因，實船上目前沒有找到有效的解決辦法。</p><p>　　6氯消毒存在的毒副作用</p><p>　　目前船舶采用的消毒手段主要是向生化、沉淀分離處理后的生活污水中投加消毒劑，利用消毒劑的滅活作用，除去

82、污水中對人體有害的細菌、病毒。液氯和漂白粉是當前最為常用的兩種消毒劑，但是液氯會與水中的某些有機物反應，產生大量的氯代烷和氯化有機物，其中氯仿、四氯化碳、氯乙烯、三氯乙烯等氯化有機物被國際癌癥研究中心確認為致癌物質，會對水體造成二次污染。漂白粉則具有如下其危險特性：①遇高溫劇烈分解，會引起爆炸。②遇水或潮濕空氣會引起燃燒爆炸。③遇酸或稀酸會引起燃燒爆炸。④遇金屬粉末增加危險性或有燃燒爆炸危險。⑤遇油脂會引起燃燒爆炸。⑥腐蝕性。⑦受熱、遇

83、酸或日光照射會分解放出劇毒的氯氣。從船舶安全運營及人員的健康和生命安全的角度來說使用漂白粉作為消毒劑存在著嚴重的安全隱患。此外漂白粉與水作用會生成少量的游離態(tài)的氯，并與水中的某些有機物反應，生成少量的氯仿等致癌性氯化有機物。從環(huán)境保護的長遠利益以及船舶安全運營的角度來說，需要選擇一種既無安全隱患又不會對水體環(huán)境造成二次污染的消毒方法。</p><p>　　7超濾膜水處理技術在船舶污水處理中的應用探討</p&

84、gt;<p>　　2006年國際海事組織在BLG10會議上就已于2003年9月27日生效的《MARPOL73/78公約》附則IV進行修改，修改后的船舶生活污水排放指標大幅提高， BOD5指標要求從50 mg/L降低到25 mg/L，SS指標要求從50 mg/L降低到30mg/L，大腸桿菌群指標要求從250個/100mL降低到100個/100mL。根據有機污染物的生化降解性能，傳統(tǒng)生物學法污水處理工藝的生化停留時間需增加8

85、h以上，這是因為當經過船舶生活污水處理裝置處理過的污水 BOD5濃度小于50 mg/L時，剩余的污染物主要是纖維素、木質素等相對難以降解的有機物。為了滿足修改案的最新要求，解決當前船舶污水處理裝置運行過程中存在的瓶頸問題，消除傳統(tǒng)消毒工藝帶來的毒副作用，有必要開發(fā)一套先進的船舶生活污水處理工藝。</p><p>　　膜是指不同相之間具有選擇透過性的薄層屏障，超濾膜則是指截留分子量在0.1~0.01微米之間的膜。超

86、濾膜技術在某些工業(yè)廢水處理中已得到有效的應用，而在船舶生活污水處理領域還沒有運行可靠的成熟產品，這主要是因為超濾膜技術在水處理過程中存在膜污染問題，此外經濟成本較高、膜通量較低也是一個重要因素。然而，隨著超濾膜水處理技術研究的不斷深入，膜污染問題得到不斷緩解，膜價格不斷降低，膜技術在船舶生活污水處理領域具有潛在的應用優(yōu)勢。當前國際法規(guī)對污水處理達標要求是指出水所含的SS、BOD5、大腸桿菌群含量三個指標達標，而經過好氧性微生物法處理過的

87、船舶生活污水中的懸浮顆粒和微生物大小大都在超濾膜截留的尺寸范圍之內，故而，利用超濾膜的選擇透過性，結合好氧性微生物處理技術完全可以解決當前船舶污水處理裝置運行過程中存在的瓶頸問題，取消傳統(tǒng)的氯消毒環(huán)節(jié)，避免了氯消毒帶來的毒副作用，使處理水滿足修改案的最新要求。</p><p>　　根據船舶老師的實際工作經驗結合當前國際先進的生活污水處理工藝，按照《MARPOL73/78公約》附則IV最新修改要求，設計一套船舶生活

88、污水處理原則方案，以期適用于船舶的生活污水的處理。在該處理工藝中，生活污水首先進入曝氣室，經過曝氣室、接觸氧化室初步生化處理后進入沉淀分離室，沉淀分離室有兩個柜室組成，通過控制單元交替使用（目的是為了減小水力流動對沉淀分離效果的影響，加快污泥的沉淀分離速度，增強泥水分離效果，減緩污水對膜造成的污染），經過沉淀分離后，上清液溢流至溢流室，當溢流室內的液位達到高位設定位置時，在自動控制裝置的作用下膜組件裝置自動運行，通過膜組件的滲透液進入達

89、標水室，濃縮液回流至曝氣室，當溢流室內的液位降低到低位設定位置時，膜組件裝置自動停止運行。當達標水室內的液位達到高位設定位置時，在自動控制裝置的控制下排放泵自動運行，運行一段時間液位降低到設定低位位置排放泵自動停止。設計系統(tǒng)工藝流程如圖所示。與傳統(tǒng)污水處理系統(tǒng)相比較，本設計方案具有下述優(yōu)點：1）不會對船舶、人員造成安全隱患，不會對海洋環(huán)境環(huán)境造成二次污染。2）在膜組件正常運轉的情況下，在任何氣候條件下，理論上可避免排放水S</p&

90、gt;<p><b>　　設計方案圖</b></p><p><b>　　8結束語</b></p><p>　　根據船舶條件，采取簡單易行的方法解決實船生活污水處理裝置運行過程中的瓶頸問題是行之有效的。隨著超濾膜技術研究不斷地深入，制約超濾膜廣泛應用的經濟性問題、膜污染問題得以解決，超濾膜技術將在未來的船舶生活污水處理中扮演重要的角

91、色。</p><p><b>　　【參考文獻】：</b></p><p>　　[1] 徐亞同，黃民生.廢水生物處理的運行管理與對策[M].化學工業(yè)出版社，2004.</p><p>　　[2] 杜彥武，郝軼鵬.寒冷地區(qū)城市污水處理的工藝與強化措施[J] .低溫建筑技術，2008（3）133-134.</p><p>　　

92、[3] 劉欣. 活性污泥法處理的研究[J].化工文摘，2007（5）：29-31.</p><p>　　[4] 董良飛. 船舶生活污水處理的實船試驗研究[J].船舶工程，2008（1）：11-15.</p><p>　　[5] 苑寶玲，王洪杰. 水處理新技術原理與應用[M].化學工業(yè)出版社，2006.</p><p>　　[6] 黃志. 新型膜技術在城市污水處理中的