船舶污水处理技术现状与MBR应用前景展望.doc 5页

'船舶污水处理技术现状与MBR应用前景展望刘源(镇江船艇学院，江苏镇江212003)摘要：介绍了船舶污水的种类及产生危害，对生活污水处理技术、油水分离技术以及灰水处理技术的现状做了分析，并介绍新型污水处 理技术一MBR，论述了该技术应用在船舶上的优点以及研究前景。关键词：船舶；污水处理技术；膜生物反应器中图分类号：U664．9文献标识码：A1、船舶污水的分类和危害近年来为了适应高速发展的经济需要，航运业得到了空前的发展。然而伴随着航运的发展，海洋环境正急剧恶化，船舶污水直接排放造成的海水污染、原油泄漏等现象屡见不鲜。为了创造绿色的海洋环境，相关国际组织及世界各国都制订了更严格的船舶污水排放法规，以降低及消除船舶污水对海洋环境造成的危害。如国际海事组织(IMO)在2004年，通过了MEPC107．(49)公约取代了旧的MEPC60．(33)公约，在新的执行标准中增加了对含乳化油“C”液的试验要求，进一步推动了船舶油污水处理装置进行技术升级和产品更新的步伐。船舶产生的污水主要为生活污水(也称黑水)、灰水以及船舶油污水。生活污水主要指船上人员排出的粪便污水和混有粪便污水的其他废水；而灰水是指除黑水以外的船上产生的其他污水，包括淋浴水、洗涤水、厨房废水等。船舶油污水主要包括船舶正常操作过程中产生的含油压载水、含油洗舱水和机舱水，典型的污染物包括燃料、油类、液压机液体、清洁剂和含水膜、发泡剂(AFFF)、油漆和溶剂等。这些污水对环境的危害具体可见表1。2、船舶污水处理技术现状 目前，我国船舶上生活污水一般采用生化法处理；舱底油污水采用油污水分离装置进行油水分离；灰水和压舱水则较多采用直接排出舷外，但在一些零排放要求的特殊海域内常采用生活污水粉碎消毒储存柜处理，然后将处理后的污水残渣排至开式海区或通岸接头。2.1生活污水处理技术现状生化法的典型代表是WCB型生活污水处理装置，其装置如图1所示。该类装置采用生物接触氧化的原理处理生活污水，主要由粉碎室、两级生物接触氧化室、沉淀室和消毒室等腔室组成。其主要工作流程为：由卫生间便池来的污水进人装置收集粉碎室；大颗粒悬浮固体物质，经过粉碎泵粉碎细化后，依次经栅格进入两级生物接触氧化室，在两级氧化室内，好氧菌附着在填料表面上生长，形成生物膜，在充氧的条件下，消解污水中的有机污染物，变成无害的二氧化碳和水，同时好氧茵得到繁殖；有机物得到进一步消解；经好氧处理后的污水进人沉淀室，沉积的污泥再被定期返送回接触氧化室作为菌种繁殖和再处理；而经过澄清处理过的污水最后进人消毒室用含氯药品杀菌，然后由该室的液位系统控制经排放泵排放至舷外。该装置具有耐腐蚀性强、结构紧凑、安装方便等特点，同时消除污染物彻底，对环境造成二次污染几率较小，排放水符合IMO公约和我国规定的排放标准。但是该类装置也存在一些不足，主要包括有：(1)该类装置采用重力式沉淀，一旦船舶处于摇摆、倾斜状态，就使得固液分离效果不佳，影响处理排放水水质。(2)由于微生物的浓度低，使得污水耐有机负荷和水力负荷的冲击能力较差；易发生污泥膨胀等现象。(3)装置体积较大，操作管理复杂，能耗较高，有时运行不够稳定。2.2油水分离技术现状 目前，我国的油污水分离装置常采用重力式油水分离技术，代表装置为获得国际环保产品银质奖和国际博览会尤利卡发明金奖的YSCZ型油污水分离装置。它是根据Stocks公式为基本工作原理，利用油水的密度差进行设计的，具有处理污水能力强、操作简单、体积小巧、 安装方便等优点。但IMO在执行MEPC60．(33)过程中，逐渐发现这种油污水分离装置在处理乳化液方面仍存在不足，导致某些厂家按MEPC60．(3)生产的油污水分离装置，仍然对环境造成污染危害。这是由于重力分离技术并不能对乳化溶液进行有效的处理，这样溶剂和 洗涤剂等有害物质仍在处理后的污水中存在，并被排人海里，稀释的乳化液对海洋环境同样造成污染。为此，IMO通过了MEPCI07．(49)决议，取代了MEPC60．(3)决议，并在新决议中增加了对油水乳化液的试验，而原本的YSCZ型油污水分离装置则需要进行产品升级或更新换代。目前，国内生产厂商纷纷研发新型油水分离装置并投入使用取得了较好的效果，如YWC型系列油污水处理装置等。2.3灰水处理技术现状由于较早之前对于灰水的排放要求没有像黑水那样严格而明确的限制，灰水往往直接排出舷外。但随着大量的化学品的使用，灰水特别是厨房灰水的有机物含量也提高了许多倍，而且水量较大，这样造成海水有机污染。这个现象引起了世界范围内的关注。为此，世界各 国为了保护本国海洋资源不受污染纷纷制定了高于IMO标准的法规，甚至是在本国海域内划出一定的区域禁止船舶排放污水。如美国的“五大湖”地区、我国的上海港等部分港。在这些有排放要求的海域内，船舶可考虑将生活污水通人生活污水粉碎消毒储存柜处理，将所 产生同体残渣存储到柜体内，然后当船舶驶入开式海域或靠岸时再排出。这种装置具有体积小、重量轻、操作方便、耐腐蚀强等优点。 目前，国外已开发出一些处理灰水的新装置，我国也在积极研制灰水处理新技术，不久的将来可运用到船舶上。3新型污水处理技术—MBR膜生物反应技术膜生物反应器(MembraneBio-Reactor，简称MBR)是20世纪末发展起来的水处理高新技术，它将膜分离技术与生物处理有机的结合起来，主要应用于污水处理领域。在2000年英国汉姆沃斯公司公司生产出第1台船舶用膜生物反应器处理装置，并于2000年和2001年在太阳公主号上对膜处理效果进行了为期31d的测定，处理对象是船上的灰水和黑水。在平均日处理量为52927L的情况下MBR处理效果见表2。 由表2可知虽然进入膜生物反应器的船舶污水水质情况非常差，但是经过处理后排出的水质完全达到新的排放标准，MBR技术可用于船舶处理污水。发展至今，国内外已成功开发出多款船用膜生物反应器，并取得了较好的效果。MBR主要由污水预处理柜、好氧厌氧处理柜、膜生物反应器、气泵等组成，其中膜生物反应器中放置有膜组件，其具体工艺流程为图2所示。MBR膜生物反应器，具有结构紧凑、外型美观、占地面积小、运行费用低、稳定可靠、自动化程度高、维护操作方便等特点。特别是其出水水质好，具有传统污水处理工艺不可比拟的优点：(1)高效地进行固液分离，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，可直接回用，实现了污水资源化。(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，实现反应器水力停留时间(HRT)和污泥龄(SRT)的完全分离，运行控制灵活稳定。(3)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。(5)反应器在高容积负荷、低污泥负荷、长泥龄下运行，剩余污泥产量极低。由于泥龄可无限长，理论上可实现零污泥排放。 我国对MBR的研究虽然还不到十年，但进展十分迅速。国内对MBR的研究大致可分为两个方面，一方面探索不同生物处理工艺与膜分离单元的组合形式，生物反应处理工艺从活性污泥法扩展到接触氧化法、生物膜法、活性污泥与生物膜相结合的复台式工艺、两相厌氧工艺；另一方面是影响处理效果与膜污染的因素、机理及数学模型的研究，探求合适的操作条件与工艺参数，尽可能减轻膜污染，提高膜组件的处理能力和运行稳定性。4、结语目前，海洋环境污染越来越得到人类的重视，而船舶在带来交通便利的同时也是海洋环境的重要污染源之一。如何防止和减少船舶对海洋的污染将是人类今后的一项重要课题。新型船舶污水处理技术的开发既是一个机遇也是一个挑战，越来越多的使用新技术将带给我们 一个绿色的海洋。'