船舶生活污水处理装置研究

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摘要：针对国际海事组织提出的船舶污水排放新标准IMO.MEPC.159(55)，结合船舶生活污水处理装置自身的特点，综述了船舶生活污水处理装置的工艺原理，并对船舶生活污水处理装置前景进行了展望。

关键词：船舶生活污水；生活污水处理装置；装置设计特点

近些年来人类环保意识的不断提高，国内外防污染标准要求也越来越严格。2006年国际海事组织通过生活污水新排放标准MEPC.159(55)，于2010年1月1日强制执行，该排放标准相对于老标准严格一倍以上。2011年国家海事局出版的《内河船舶法定检验规则》和2013中国船级社出版的《绿色船舶规范》均要求船舶生活污水处理装置需满足IMO.MEPC.159(55)标准。随着环境工程技术的发展，各种污水处理技术和设备也在不断发展,处理方法多种多样，在各种船舶上均已得到了广泛的应用。本文结合调研资料及实船设计经验，着重介绍扬州市海洋环保设备有限公司的STU型船用生活污水处理装置的结构特点、性能。

1船舶生活污水排放规范和处理方法

1.1船舶生活污水的定义

船舶生活污水是下列各种水质：任何形式的马桶、小便池的排出物和其他废弃物；从医务室的面盆、洗澡盆和这些处所排除的污水；装有活的动物处所的排出物；混有上述排出物的其他废水。船舶生活污水不仅含有有机物和矿物质，而且还含有大量的细菌、寄生虫，有时还含有危害人体及水生物的病毒，如不经过任何处理而将其任意排放，就可能造成周围水域的污染。

1.2船舶生活污水的排放规范

为了防止船舶生活污水污染，内河船用生活污水处理装置主要是依据《内河船舶法定检验技术规则2011》、《船用生活污水处理系统技术条件》GB/T10833-1989和IMO.MEPC.159(55)决议附件《经修订的实施生活污水处理装置排出物标准和性能试验导则》，如下所示。

1.3船舶生活污水处理方法

目前，长江江苏段及内河船舶采用的生活污水处理方式主要有两种：收集贮存式和处理排放式，即在京杭运河等零排放水域将生活污水收集贮存，到港口再由垃圾站接收；航行非零排放水域如长江再由处理装置处理排放。

1.3.1收集贮存式

通过专设的粪便柜收集贮存含粪尿的厕所冲洗水，集中排放到岸上接收装置。其粪便柜内壁应涂敷环氧树脂或采用玻璃钢衬里,以防锈蚀。采用这种处理方式的装置，只需从各个厕所汇集粪尿的管路和配备足够容量的贮存柜即可，所以装置十分简单，造价低，但贮存柜的容量往往需要很大，特别是内河岸上这些接受装置还是配备不到位。同时当粪尿需要长期贮存时，还必须使用化学药品杀菌、消毒和除臭，增加药品费用。此外，因必须依靠岸上的接收处理而需支付处理费。这些缺点限制其应用，不宜推广，只有在内河零排放等特定水域使用。

1.3.2处理排放式

船用生活污水处理装置，是利用好氧性微生物为主的活性污泥对污水中的有机物进行氧化分解，使其变成无机物，然后进行大肠杆菌消毒处理，再排放。活性污泥对有机物具有很强的吸附能力和氧化分解能力。活性污泥所发酵产生的微生物，在有氧的条件下，能透过细菌的细胞壁将污水中的溶解性有机物吸收，固体和胶体的有机物先附在细菌体外，由细菌所分泌的外酶分解为溶解性物质再加以吸收。细菌通过其自身的生命活动——氧化、还原、合成等过程,将一部分被吸收的有机物氧化成简单的无机物，同时放出能量,供细菌活动、生长、繁殖，而将另一部分有机质软化为生物体所必须的营养质，组成新的原生质，使细菌生长繁殖。采用此种处理方法，处理效果好，所需粪便柜体积小，比较简单可靠，已在船舶上广泛应用。但缺点是需连续使用，否则微生物就会死亡而失去处理能力，再生处理所需时间长。

2STU型船舶生活污水处理装置设计思路

2.1工艺流程

STU-6型生活污水处理装置（图1）日处理量：490L/d；排水水质满足IMO.MEPC.159(55)决议附件《经修订的实施生活污水处理装置排出物标准和性能试验导则》，适用于处理常规冲洗系统产生的生活污水(4-7人)，该装置兼有活性污泥和生物膜法处理之特点，设有污泥、残渣回流再处理系统，污泥排放周期长；该装置由四个柜室组成，即粉碎氧化柜，曝气柜、沉淀柜、膜生化柜。粪便污水从粉碎柜入口进入处理装置，在粉碎柜内缺氧区污水发生水解酸化反应，草纸等难降解、大颗粒污染物被分解成小颗粒。污水通过溢流管进入接触氧化柜，接触氧化柜装有复合填料，好氧生物在其中大量繁殖，污水中部分有机污染物在填料中被微生物降解为二氧化碳和水。污水在一级接触氧化柜内被稀释、降解并停留一定的时间，随后进入沉淀柜。经沉淀后的“上清液”自动溢流流入膜反应柜，进一步氧化、分离小分子有机物，膜的高效截留作用，使活性污泥及微生物、未经充分生化的小分子污染物被膜丝及表面的生物膜截留在装置中继续进行生化反应，动态地延长了污水停留时间，实现了水力停留时间与污泥龄的完全分离，使得装置运行控制更加灵活稳定。经过膜件处理过的“清水”一般可以达到国际排放标准，但为了更可靠地保证排放水符合国际标准，“清水”被贮存在清水箱中等待下一步净化处理，贮存到一定量后由排放泵泵入精滤器中，对清水进行再次净化过滤，以降低出水有机物含量，最后再经紫外线消毒器杀死出水中可能漏网的大肠菌群，保证出水能够达标排放。如图2。

2.2设计优点

（1）本装置主要采用生物膜接触氧化工艺处理船舶生活污水，本装置粉碎柜也采用粉碎加曝气氧化工艺，且本装置污泥回流量相当少，主要是将膜柜底部污泥定期回流，如考虑一定的回流量，水力停留时间更长。另外，粉碎柜缺氧区也可以降解沉淀柜回流污泥，颗保证系统污泥残渣不会超量积累。（2）本装置未用氯药品杀菌，而是依据饮用水《紫外线消毒器》QB/T1172-99标准中参数选型表，同时饮用水大肠杆菌排放标准（1L水不超过3个）远远比船舶合格水排放标准（小于100个/mL）更严格。（3）采用了一种软性纤维填料，克服了一般采用活性污泥法或以硬性填料作为生物载体的生物膜法的处理装置的弊病。（4）在线反冲洗，本装置如图1配备了微型自吸泵和清水箱，该泵能在膜丝内外形成一定的压差，如果膜因污染堵塞，排水量下降，最终高位报警，此时启动自吸泵反清洗，可增加膜通量，延长膜的寿命。（5）该处理装置体积小，主尺寸为1200×600×1000（mm）、结构紧凑，设计为分体式，内河船舶均可通过吊进机舱后再组装。（6）该装置正常工作电源为24V，符合内河船用蓄电池要求，夜间船舶停泊断电可正常运行。装置重启速度快，无需周期性培菌驯化调试。

3结束语

现在随着内河运力的增加，国家对船舶防污染补贴力度加大，船用生活污水处理装置的研究与应用也是层出不穷，但从上述设计介绍可以看出，船用生活污水处理装置,因船上环境较为特殊，应力求处理过程稳定且效率高、缩小设备尺寸、降低重量、减少能耗、经济合理、操作管理简便等。只有达到生产效益与环保效益兼顾，才能使船用生活污水处理装置发挥应有的作用。

作者:杨杰 赵胤鹏 单位:扬州市地方海事局

参考文献：

[1]王晓中.船舶生活污水的排放规范及处理方式[J].科技资讯,2011(2).

[2]中华人民共和国海事局.船舶与海上设施法定检验规则[M].北京:人民交通出版社,2001图1图2