毕业论文--船舶生活污水处理技术研究 15页

'毕业专题论文船舶生活污水处理技术研究studyontechnologyofshipdomesticsewagetreatment学生姓名吕行所在专业轮机工程所在班级轮机1062申请学位学士学位指导教师罗孝学职称博士副指导教师职称I 目录目录摘要1前言船舶生活污水处理背景21船舶生活污水的特性21.1船舶生活污水的危害21.2船舶生活污水的定义[2]21.3船舶生活污水的水量特征31.4船舶生活污水的水质特征31.4.1船舶生活污水件理性质指标31.4.2船舶生活污水化学性质指标31.4.3船舶生活污水生物学性质指标31.4.4船舶生活污水新标准【1】42船舶生活污水处理影响因素分析[3]42.1空间和位置42.2船舶类型和航线42.3运动效应52.4舱室空气温度52.5可用资源52.6安全、美观及管理要求53船舶生活污水处理的现状53.1污水处理技术53.1.1黑水处理技术53.1.2灰水处理技术63.2集污柜（也就是无排放型处理方式）64船舶生活污水处理技术研究方向64.1真空收集蒸馏处理船舶生活污水技术（VDT）74.2结合膜分离技术而形成的膜生物法工艺(MBR)84.2.1MBR原理84.2.2膜生物法工艺(MBR)实际使用效果94.2.3膜生物反应器工艺与传统污水处理工艺的比较94.2.3.1活性污泥浓度94.2.3.2剩余污泥104.2.3.3含氮有机物的处置104.2.3.4固液分离时间[7]—[8]114.2.3.5消毒剂114.3展望115结论12鸣谢13参考文献13I 广东海洋大学2010界本科毕业生专题论文船舶生活污水处理技术研究专业，轮机工程，学号，200611821216，姓名，吕行指导教师：罗孝学摘要由于世界各港口国的海洋环保意识增强，国际海事组织（IMO）关于船舶生活污水排放法规越来越严格，各国均已颁布了保护本国水域直至领海免遭来自船舶污染的有关法规，这要求船舶生活污水处理技术大致与现行IMO公约同步，甚至更高标准。本文结合船舶生活污水的水量及水质特征，分析了影响船舶生活污水处理的因素，介绍了现在船舶生活污水处理的现状，传统的污水处理装置体积大、效果不稳定、造价高等缺点，必须探索新的污水处理技术。针对2种新型的生活污水处理技术真空收集蒸馏处理船舶生活污水技术（VDT）和结合膜分离技术而形成的膜生物法工艺(MBR)进行分析，认为两者可以结合在一种生活污水处理装置上，发挥各自的优点。关键词：特性；因素；VDT；MBRAbstractAsthemarineenvironmentalawarenessofportstatesincreased,theregulationsontheshipdomesticsewagedischargeoftheInternationalMaritimeOrganization（IMO）aremorestringent,Allstateshaveenactedtherelevantlawsandregulationstoprotecttheirareasandmarginalseafromship-basedpollution,whichrequiresshipsdomesticsewageprocessingtechnologybroadlywithcurrentIMOConventiononthesynchronization,andevenhigherstandards.Thispaperobtainshipdomesticsewagequantityandqualitycharacteristics,analysisoftheshipdomesticsewagetreatmentfactors,introducedtheshipsewagetreatmentcurrentsituation,thetraditionalsewagetreatmentplantshavethedisadvantageoflargevolume,theeffectofinstability,costofhighershortcomingsandsoon.Soitisnecessarytoexplorenewsewagetreatmenttechnology.Fortwokindsofnewsewagetreatmenttechnologyvacuumdistillationcollectiondomesticsewagetechnique(VDT)andthecombinationofmembraneseparationtechnologyandtheformationofmembranebiologicalprocess(MBR)wereanalyzed,thatthetwocanbecombinedinasewagetreatmentplantontheplaytotheiradvantages.KEYWORDS:characteristics;factors;VDT;MBR1船舶生活污水处理背景13 广东海洋大学2010界本科毕业生专题论文近年来，随着航运业的发展，船舶这一流动源的环境污染问题，特别是对敏感区域(如水源地、自然保护区等)的水环境质量影响，正逐步受到人们的重视。世界各国对海洋保护特别是对领海和内河的保护意识不断加强，在国际海事组织((IMO)颁布的MARPOL73/78公约附则Ⅳ：防止船舶生活污水污染规则的基础上，针对船舶生活污水排放的各种地方性标准不断出台(如美国Alaska地区、加拿大的圣伦劳斯航道及大湖区、德国波罗的海等)，要求对船舶生活污水进行更加有效地处理。2005年海上环境保护委员会MEPC.2（Ⅵ）修改案，对船舶生活污水的排放指标进行了修改，除对悬浮固体SS、五日生化需氧量BOD5、大肠杆菌的排放指标进行了更严格的限制外，还增加了化学需氧量、PH值以及余氯排放要求，2006年4月IMO在BLG10会议上已就2003年9月27日生效的IMO73/78附则Ⅳ进行修改，2006年10月13日颁布的MEPC.159(55)决议[1]（称为新标准），公约规定自2010年1月1日起凡是吊装到不论新老船舶上的船用生活污水处理装置都应满足新标准的要求。修改后生活污水排放指标将大大提高。经国务院批准,我国于2006年11月2日向国际海事组织秘书长交存了加入经修正附则Ⅳ的文件,该附则Ⅳ已于2007年2月2日正式对我国生效。经修正的附则Ⅳ的主要内容与要求经修正的附则Ⅳ共四章12条,明确规定各种类型和大小的船舶在任何区域排放船舶生活污水的标准和要求,不仅作为船舶设计建造和防止生活污水污染设备性能试验的技术准则,也是船旗国海事主管机关监督检查本国国际航行船舶(FSC)和外国船舶(PSC)的依据。国际航行船舶必须满足国际公约的要求和各个国家颁布的地方性法规，这迫使污水处理设备不断提高污水处理能力，以满足海洋防污染的需求。2船舶生活污水的特性2.1船舶生活污水的危害水的自然净化作用是微生物利用水的溶解氧将有机物分解为无机物和二氧化碳的过程，水藻通过光合作用吸收二氧化碳放出氧气。大量未经处理船舶生活污水会急剧消耗水中溶解的氧气，破坏水的自然净化作用和生态平衡，产生赤潮，危及鱼类和大多数水生物的生存，产生难闻气味，造成环境不美观的景象，将对海滨浴场和渔场资源产生严重影响。同时未处理的粪便污水含有大量致病细菌，污染水源，传播疾病。2.2船舶生活污水的定义[2]船舶生活污水来自于船上人员(船员和旅客)的日常生活排水，按照所排水的水质不同可分为“黑水”和“灰水”两种类型。“黑水”是指污染物含量较高的厕所排水，即粪便污水;“灰水”是指污染较轻的厨房灰水（厨房、餐厅、洗碗间、蒸饭间等排出的污水）、洗涤灰水（盥洗室、淋浴室、住舱洗脸盆洗衣间等舱室排出的污水）。过去以黑水处理研究为主但就近年来国外对水域环境管理的要求来看，灰水的单独排放也已纳人船舶污水的管理范围，同样要求达标排放。2.3船舶生活污水的水量特征13 广东海洋大学2010界本科毕业生专题论文船舶生活排水量和用水量直接相关，但船舶生活用水量的确定没有专门的标准和规范，因此应根据载客量、卫生设备完善程度和船舶所处区域条件，参照建筑给水排水设计规范进行选用。船舶上主要的用水设备有大便器(槽)、小便器(槽)、洗手盆、洗脸盆、淋浴器、洗涤盆、洗衣机等，因此船舶生活用水包括厕所冲洗、盟洗、洗衣、餐饮等。对货船而言，由于船员数量和生活习性是固定的，其生活用水特征类似于居民区。船舶生活污水的产生和排放通常是不稳定的，因此其流量也不稳定。所不同的是，船上人数比城市少得多，这意味着船舶生活污水水力流动的变化比城市大得多。因此，城市中每一个人的排泄对处理装置的水力负荷变化不存在重要的影响，但对人数较少(尤其是货轮及小艇)的船舶却有重要的影响。这个参数的大幅度变化使在船污水处理问题复杂化。而且人数较少的货轮，船舶生活污水量在一天中波动较大，而且会出现某段时间(如夜间)无污水排放的情况，所以相应于船上污水处理设施的水力负荷变化较大。为保证船上污水处理设施的稳定运行，进行流量调节是必要的。2.4船舶生活污水的水质特征船舶生活污水水质特征可用物理性质指标、化学性质指标和生物学性质指标来表示。2.4.1船舶生活污水件理性质指标主要是以悬浮固体SUSPENDEDSOLIDITY(简称SS)量作为水质指标，其表示单位为mg／L。污水中污染物质按其颗粒大小分为可滤过物质和不可滤过物质，凡是粒径小于lμm的污染物质，以溶解态或以胶体状态存在于水中，称为可滤过物质；粒径大于lμm的污染物质通常是不可滤过的物质，称为悬浮固体。2.4.2船舶生活污水化学性质指标通常以生化需氧量和化学需氧量作为水质指标，此外还有PH值。生化需氧量(BOD5)表示水中的可氧化物质(特别是有机物)在微生物作用下级化分解所消耗的溶解氧的量。前国内外普遍规定在20±℃的温度条件下，以5天的时间作为标准进行测定。因为5天的时间里，大部分有机物已进行了氧化分解，测得的数值具有一定的代表性。将在20±1℃的温度条件下，5天的时间里有机物氧化分解所消耗的溶解氧量，称为5天生化需氧量，即BOD5，其单位是mg／L。生化需氧量越大，表明水中含有的有机污染物越多。化学需氧量(COD)表示有机污染物用化学氧化剂氧化所消耗的氧量。固有机物基本上属于还原性物质，能被化学氧化剂分解，而有机物越多，消耗的氧化剂量就越多。因此，将所消耗的氧化剂量换算成氧量即可反映出有机物的含量多少。2.4.3船舶生活污水生物学性质指标通常以水中大肠杆菌群的数量作为指标。粪便中除含有大肠杆菌外，还含有一部分性质相同的好气性杆菌，因测定时同时铂检出，所以总的生物学指标称为大肠杆菌群(主要包括有埃希氏茵届、柠檬酸杆茵届、肠杆菌属、克雷伯氏菌属等茵屑的细菌)。单位用每MPN个／100mL来表示。13 广东海洋大学2010界本科毕业生专题论文2.4.4船舶生活污水新标准[1]表1新标准排放指标由新标准可以看出BOD5、SS、MPN均有大幅提高，新增了余氯指标。3船舶生活污水处理影响因素分析[3]船舶生活污水处理的难点所在，除了上述所探讨的船舶生活污水的水量及水质特性外，船舶本身的环境特点也应关注。影响船舶生活污水处理装置的环境因素概括如下。3.1空间和位置船舶生活污水处理装置的安装位置通常设计为便于进行厕所排水的收集，因此受厕所分布和排水系统布设以及舱容的影响，其位置相对固定，有时受到空间限制需要设置两套处理装置。空间问题在游艇和军舰上尤为突出。由于主甲板下舱室的空间尤其是高度受到较大限制，通常船舶生活污水处理装置的设计高度均小于2m，因此就限制了装置结构和相关设计参数的选用。而反应器有效高度过低(水深浅)限制了氧的传递效率(<2%)，这将影响生物降解的效率。同时反应器的容积限制使得除渣、布水、布气及集水系统的布设受限而难以发挥应有功能，出现堵塞、短路等而影响处理效果。在理想的情况下，处理装置应该位于船舶的底部和舶部附近。不适当的位置会影响横倾和纵倾，或者减低重心高度，尤其是游艇上，由于受污水不定容积和自由液面效应的影响而导致船体稳定性减小。3.2船舶类型和航线不同类型的船舶(货轮、客班船及游轮等)所排放的船舶生活污水水质、水量区别较大，这与在船人员素质、人数以及冲洗机制的不同密切相关。因此，应针对不同船型考虑预处理设施(如除渣器)并进行水质、水量的调节，而不能任意搬用相同的处理装置。航线涉及到船舶航行所经水域，不同水域的水环境质量不同，要求排人的船舶生活污水水质也不同，因此应选用不同类型的处理装置。另外不同航线的船舶停泊时生活污水排放低负荷甚至零负荷情况及时间长短也有较大差异，如何使得处理装置在此期间不受影响也是一个值得关注的问题。3.3运动效应13 广东海洋大学2010界本科毕业生专题论文船舶航行过程中由于运动所产生的动力效应，会对一些传统的陆上污水处理装置产生影响。如运动破坏了沉淀分离及布水和集水系统所要求的静止状态，影响处理效果及出水水质;冲击和振动负荷能对系统产生不良影响，并会使处理过程发生问题和机械故障;摇晃和倾斜会对曝气系统及自控装置产生影响，出现曝气不均匀及装置误报警和异常操作问题。3.4舱室空气温度舱室的温度通常为40C--60℃，对于采用生物处理工艺的装置可能在夏季产生不利影响。如果采用的配套设备(如鼓风机)管路设计和运行不当，会使处理装置内液体温度升高至35℃以上，从而抑制微生物的生理活动。3.5可用资源污水处理装置正常运行和维护过程中所需要的资源包括水、电、油、化学药品及压缩空气等，这些资源能否从船上获得、与船舶系统的适合性以及可使用的程度都应予以考虑。3.6安全、美观及管理要求受船舶空间的限制，污水处理装置通常距离船员生活区较近，所以要考虑处理系统的美观和安全性，不得产生有害的、可能爆炸的或者有毒的气体，不让船员接触到有气味和令人厌恶的物质。其操作和维护要求不需要很长的时间和专门的技能，最好不需要特殊维护。4船舶生活污水处理的现状目前比较流行的处理装置所采用的工艺主要有生物法（活性污泥法、生物膜法）、物化法（混凝沉淀及吸附过滤等）、电化学法等。尽管从船舶生活污水的水质特性来看，解决这一问题似乎不存在技术上的难度，但到目前为止仍没有一种公认的理想工艺。生活污水处理的现状。4.1污水处理技术4.1.1黑水处理技术（1）国内生活污水处理主要技术以上海船舶设备研究所为代表和中船总公司704所为代表。国内的以WCH、WCX型装置为代表的污水贮存、粉碎消毒等物化法工艺技术，国外丹麦阿特拉斯公司以物化法为原理的AWW装置。物化法原理主要是将化学药剂加入污水中进行循环、粉碎、沉淀、消毒处理。这种方法优点是工艺简单易实现自动化，装置体积较小，缺点是没有进行生化反应,对有机物去除不够彻底,而且需要大量消毒剂。（2）生化法国内以WCB、WCV型装置为代表的污水生物好氧氧化-重力沉淀工艺技术。国外主要有英国Hamworthy（哈姆沃西）公司以生化法为原理的ST型装置。生化法的原理通过建立和保持微生物生长的适宜条件，利用微生物群体来消化分解污水中的有机物，使之生成环境无害的无机物和二氧化碳和水，以此净化污水，而微生物也得以繁殖，成本低，效果好结构简单，缺点是不间断运转，不能长时间停用，对含盐量敏感，体积大，不能和洗涤灰水混合。13 广东海洋大学2010界本科毕业生专题论文（3）美国以电解法为原理的OMNIPURE污水处理装置。电解法的原理是通过电化学过程对污水进行氧化和消毒,它是将混有海水的污水送入电解槽进行电解,其中产生的NaCLO是氧化剂和消毒剂。在NaCLO作用下，有机物被氧化，污水中的细菌被杀死，从而达到净化污水的目的。电解法的优点是装置小,处理流程快,但操作维护复杂,运行费用较高,处理水色度较差。生化法的原理是在氧气充足的条件下,利用微生物进行生物降解,再通过沉淀固液分离。其优点是净化效果好,但装置体积较大。4.1.2灰水处理技术现在采用灰水处理装置的船舶非常少，灰水处理装置的产品也非常缺少。国外有少数用于灰水处理的产品，但国内还没有成熟的灰水处理装置产品。英国哈姆沃西公司近年开发了一种以粗分离+生物处理+膜分离技术为原理的黑灰水处理的装置,并已用于大型游船。而在国内,灰水处理装置的实船应用未见报道。在理论研究方面,704所在“十五”期间开展了相应技术的研究,为该技术产品化积累了经验。4.2集污柜（也就是无排放型处理方式）在船上安装生活污水收集贮存柜。该贮存柜系统将船舶日常产生的生活污水收集贮存起来，在必要时将贮存的污水排入岸上污水接收设备，让然后加以处理，该方式结构简单，操作管理容易，且对水环境几乎无任何损害。该装置系统的主要缺点是由于贮存舱、柜的容积较大，特别是需在限制海区内长期航行或停泊的船舶，必然造成船舶有效装载容积的减少。为了防止系统在工作中散发臭味，需适时地进行投药处理，从而使药品的使用费增加。其中真空收集贮存方式较为优越，一般都与其他装置联合作为污水处理器的一部分。在下文中将会和造水机原理一起而形成VDT装置。便器与保持一定真空的污水柜连通，便器的冲洗水是靠真空污水柜的真空抽吸作用流人污水柜的。该贮存方式每次的冲洗水量少。5船舶生活污水处理技术研究方向近年来国际上的研究方向以强化生物处理工艺流程及处理效率为主，比较典型的就是结合膜分离技术而形成的膜生物法工艺(MBR)这种技术属于生物法中的膜生物法。膜生物反应器最早出现于六十年代的美国，由于当时的膜技术落后，膜的通水量小、寿命短，严重制约了膜的实际使用。七十年代日本大力开发膜技术，使其逐渐走向实际应用[4]。八十年代中后期，膜技术开始应用在陆用的污水处理装置和工程上，九十年代开始逐步推广。直至现在，船舶使用膜生物反应器还处于探索阶段。2000年，英国Hamworthy公司生产出第一台船舶用膜生物反应器处理装置，并于2000~2001年进行了膜反应器全世界首次实船试验，取得了很好的试验效果。我国至今还未见有膜反应器用于船舶的报道。生物反应器工艺通过膜分离技术大大强化了生物反应器的功能，与传统的生物处理方法相比，具有生化效率高，抗负荷冲击能力强，出水水质稳定，占地面积小，排泥周期长，易实现自动控制等优点,是目前最有前途的污水处理工艺。13 广东海洋大学2010界本科毕业生专题论文真空收集蒸馏处理船舶生活污水技术(VDT)是在原有的烘干处理技术基础上的发展，属于节约能源利用废热并结合船舶真空海水淡化原理进行生活污水烘干处理的一种新技术。它具有节能、环保、操作简单、达到零排放等独特的优越性。5.1真空收集蒸馏处理船舶生活污水技术（VDT）用造水机原理和船舶废热，将船舶生活污水中的液体部分蒸发成水蒸汽后直接排出,而且无需冷凝，这样既简化了装置和操作，又不要提供冷凝海水(节能)。而留下的固体物在船利用焚烧炉焚烧掉或可作为有机肥料送岸，从而达到船舶生活污水零排放的目的。为了将造水机原理与生活污水处理结合起来，并使整个装置更加紧凑，生活污水的收集必须采用真空收集法两者结合后的VDT装置原理见图1[5]图1真空蒸馏处理船舶生活污水(VDT)原理VDT处理技术需要充分的热源供应,烘干处理所需要热量的多少,主要取决于船舶的在船人数,即取决于生活污水的总量。柴油机船上的废热热源很多,尤其是船舶在航行的时候,低温废热热源很多。特殊情况下，比如抛锚停航、进厂修船等,这时船舶废热就不足甚至没有,这种情况下VDT烘干处理装置可使用副锅炉的蒸汽热源或由船舶热水系统提供,但是这时装置的运行成本将有所增加。5.2结合膜分离技术而形成的膜生物法工艺(MBR)5.2.1MBR原理13 广东海洋大学2010界本科毕业生专题论文其工作原理是利用反应器的好氧微生物降解污水中的有机污染物，同时利用反应器内硝化细菌转化污水中的氨氮以除去污水中产生的异味。污水中的异味主要由氨氮产生。常见的膜生物反应器污水处理工艺流程如图1。图中灰水和黑水的定义与MAPOL73/78附则Ⅳ相同。如图2所示[6]图2膜生物反应器工艺流程船舶污水经过预处理柜进入好氧/厌氧处理柜，经泵增压后进入膜生物反应器，在压力作用下经降解的污水通过膜形成系统处理后出水，大分子、固体物质以及活性污泥被截留，随浓缩液回流到好氧/厌氧处理柜。系统运行一段时间以后，膜组件内的活性污泥浓度增高，定期外排污泥，保持系统稳定运行。膜生物反应器的膜材质可分为有机膜和无机膜。无机膜的代表为陶瓷膜，由于无机物质的化学性质稳定，因而能在相当恶劣的条件下使用，抗感染能力强，寿命长。但无机膜的制造成本相当高，从而在一定程度上限制了它的使用。现在广泛用于污水处理的都是有机膜（如聚砜膜、聚丙烯腈膜等）。有机膜的应用成本低，但运行过程中易受污染、寿命短。膜材质的筛选应要求其既抗化学腐蚀，又抗生物腐蚀。同时还应考虑到根据具体微生物的特点，通过膜的表面改性，改变膜表面的物化性质，减轻微生物在膜表面和孔隙的吸附。对于处理船舶污水的生化膜反应器，从抗生物腐蚀的角度考虑，使用聚丙(乙)烯类膜为宜。13 广东海洋大学2010界本科毕业生专题论文5.2.2膜生物法工艺(MBR)实际使用效果Hamworthy公司于2000~2001年在“太阳公主”号上对膜处理效果进行了为期31天的测定处理对象是船上的灰水和黑水。在平均日处理量为52,927L的情况下，MBR处理效果如表1所示，试验结果和现行规范比较结果列于表2—3[7]—[8]。表2MBR处理船舶污水效果表表3试验结果和现行规范比较表由表1和表2可以发现，利用膜生物反应器处理船舶污水时，虽然进水的水质情况非常差（SS≥500mg/L），但出水情况却相当好，不仅优于IMO的排放标准，甚至远远好于Alaskan地区排放规范（40CFR133）。不仅如此，MBR的容积负荷要高于国内外的类似污水处理装置。4.2.3膜生物反应器工艺与传统污水处理工艺的比较5.2.3.1活性污泥浓度膜生物反应器的一个重要特征是大大提高了污泥浓度。通常，膜生物反应器的污泥浓度可以达到15~20g/L，而常规的处理装置仅为2~4g/L。根据Heukelekian方程[9](dX/dt)g=Y(dS/dt)u-kd·X式中：(dX/dt)g—微生物增长速度；Y—产率系数；(dS/dt)u——有机物降解速度；kd—内源呼吸系数；X—膜生物反应器中微生物浓度。13 广东海洋大学2010界本科毕业生专题论文系统稳定运行时，微生物增长速度为零((dX/dt)g=0)，有机物的降解速度与有机物浓度线形相关。去除污水中的有机物质靠的是微生物的新陈代谢，微生物的浓度越高，降解速度越快，有机物去除能力也就越强。根据文献报道，膜生物反应器的有机物去除能力是常规污水处理系统的5~7倍。随着过滤对象污泥浓度值的提高，膜的水通量逐渐小幅下降，但出水水质则更好一些。其原因是大量活性污泥絮体、游离细菌等被膜表面截流，使孔径因阻塞而变小，在原来的膜表面形成一层动态膜，减小了膜的有效孔径，导致膜的实际截流分子量降低。根据膜过滤凝胶极化模型，污泥浓度的提高会随着过滤过程达到稳定，膜界面污泥浓度达到临界值而不再变化。当然，膜生物反应器内的活性污泥浓度也不能无限制地升高，因为浓度过高，液体的特性会发生突变，粘度会呈指数性升高，膜表面的浓度极化现象会异常严重，造成膜的水通量显著降低，甚至出现堵塞现象。5.2.3.2剩余污泥微生物的新陈代谢必然会产生代谢产物—剩余污泥，船舶污水的有机物含量高，应用常规污水处理装置处理后产生的剩余污泥量很大。由于剩余污泥不能直接排放，因此需要相当的空间贮存污泥。而膜生物反应器的活性污泥浓度高，内源呼吸自身氧化率比常规值（约为0.188~0.11）高。所以有研究者认为，膜生物反应器内的高浓度活性污泥可以通过微生物自身的内源呼吸消化，保持污泥量的恒定，无剩余污泥产生，达到“零排放”。但实际处理过程中，为了维持微生物活性的角度出发，必须定期排泥。5.2.3.3含氮有机物的处置船舶污水中的NH3-N含量是相当高的，除供生物进行新陈代谢外，还会有多余的NH3-N存在于水体中。常规污水处理装置在氧化有机物中碳的同时，NH3-N也被硝化(NH3-N+O2→NO3—+H2O)。而当NO3—进入沉淀柜后会发生反硝化(NO3—+H+→N2+H2O)，产生的氮气会吸附沉淀柜中已经沉淀的污泥，从而使出水带泥，SS严重超标。膜生物反应器利用膜进行固液分离，不存在上述问题。而且，膜生物反应器高浓度的MLVSS为反硝化提供了内部的厌氧条件，总氮的去除率可以达到50%~60%，由于维持较长的泥龄和膜的拦截作用，NH3-N的去除率可以达到90%以上。13 广东海洋大学2010界本科毕业生专题论文5.2.3.4固液分离时间[7]—[8]图3PSK膜组件与重力沉淀固体去除率比较根据上图可以很容易看出膜分离比重力沉淀固液分离有更高的固体去除率。5.2.3.5消毒剂生物处理的主要微生物是细菌和原生动物，有时还有真菌和少数后生动物，它们一方面作为消除污染的主要力量，另一方面形成絮体。由于这些微生物主要来源于船员的排泄物，不可避免的带有某些致病菌。为消除这些致病菌，传统的污水处理装置用氧化性质的化学品进行消毒灭菌，但同时也带来了化学品对水体的二次污染。膜生物反应器利用膜进行固液分离，常用膜的孔径一般为零点几到十几微米，而常见细菌的dmax为10~100微米。因此细菌几乎不能通过膜而排出，膜生物反应器不需要使用消毒剂及附属装置。5.3展望一艘主机功率为7500kW左右柴油机推进的船舶,其造水机可生产淡水20～25m3/d,以此类推将船舶生活污水中的液体部分蒸发成水蒸汽(不含污染物)直接排出,也能达到这个能力。而船舶生活污水量,每人每天产生的粪便污水量约为14L;国外资料的一些统计,柴油机船舶的生活污水量每人每天平均数如表5所列[5]表5柴油机船舶生活用水量船员按25人计算,黑水量应在300～750L/（人·d）之间,如果加上灰水量后的总生活污水量是4750L左右,远远小于VDT处理装置的处理能力。如果按客船或邮船计算13 广东海洋大学2010界本科毕业生专题论文,在船人数很多,这种情况则应将黑水和灰水分开处理,黑水用VDT技术来处理、灰水用MBR技术来处理。这样分开处理既能减小VDT装置的负担,又能充分利用现有的MBR技术。另外当采用真空收集黑水时,黑水量更少,每人每天产生的粪便污水量不超过10L。这样分开处理,结果应该非常令人满意,因为既充分发挥了两者的优势,又充分减轻了VDT装置和MBR装置的负荷,处理效果更好,运行管理也不复杂。将VDT处理黑水装置与MBR处理灰水装置结合起来,同时在船使用,如前所述的客轮或邮轮上的设计方案。MBR技术处理过程中是无需暂停的,在VDT处理装置停止进水的时间内,将黑水通入MBR处理装置中。这对MBR处理装置来说完全没有问题,因为MBR处理装置本身也能处理黑水的。这种设计与设两套VDT处理装置相比，初投资成本和占据空间要大一些,更适合大型船舶。6结论通过对船舶生活污水特性的分析及处理技术研究进展的探讨，船用膜生物反应器(MBR),由于其利用了膜分离的选择透过性与高效性,又利用了生物处理的有效性和彻底性,所以在处理船舶灰水中具有明显的优越性。而黑水的混入,势必会增加膜生物反应器的处理负荷,降低膜生物反应器的处理能力。如果把船舶灰水和黑水分开处理,让MBR和VDT发挥各自的优势,两者结合起来共同处理船舶生活污水,效果必然是最好的。此外,目前普遍认为对巡航在阿拉斯加海域邮轮黑水、灰水处理的法规要求，将很快会延伸到世界其它海域的邮船及货船。为此，许多运营的船舶，必须进行改造以符合法律,法规的要求。毫无疑问,在船舶生活污水处理技术上占明显优势的膜生物反应器MBR灰水处理技术和真空收集蒸馏处理的VDT黑水处理技术的合二为一定能在船舶污水处理方面发挥其独特作用。鸣谢13 广东海洋大学2010界本科毕业生专题论文感谢我的论文指导老师罗孝学老师对我耐心指导和帮助以及在评估时对我们的谆谆教导；感谢大学四年里教过我的所有老师：陈波老师，陈锡华老师，余培文老师等等，感谢你们的耐心的栽培和辅导；感谢我的父母，亲人和朋友对我的一贯支持和鼓励；感谢我的同学们给我的帮助；感谢国家和政府给我们提供良好的教育环境。参考文献【1】经MEPC.159(55)决议的MARPOL附则Ⅳ生效后的船舶检验及发证要求,中国船级社通函,2006（10）【2】殷佩海，刘德洪.船舶生活污水的特性.船舶防污染技术,2000(9)：117—118【3】董良飞，蔡慧萍，王经宇，关卫省.船舶生活污水处理技术研究[A].建筑科学与工程学报2005(6):91—93【4】日笠胜.用水と废水.1985：27—16【5】葛志祥,王小海,范洪艳.真空收集蒸馏处理船舶生活污水技术—VDT[J],船海工程.2008(4):77—80【6】杨元晖.膜生物反应器处理船舶污水[J].机电设备.2002(3):38—40【7】AllanBentleyTheoptimisiationofmembranebio-reactortechnologyforuseinthetreatmentofmarinewastewater.HamworthyKSE,2001【8】OptimisedEnvironmentalTechnologies.HamworthyKSE,2000）【9】顾夏声.废水生物处理数学模式.清华大学出版社，1982：43—4513'