内河船舶生活污水一体化处理设备小型化研究.docx

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内河船舶生活污水一体化处理设备小型化研究

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赵小飞陈晴空龙诗华易姝祺胡明俊李亚斌谭家万

摘要：云南省澜沧江航道发展迅速，200-300吨级小型船舶受舱位空间限制（不足1m3），生活污水处理存在空有国家层面排污标准管理规定，而无可供实际适合云南省内河船舶使用的生活污水处理装置的尴尬局面。本研究以内河小型货船为研究对象，开展内河船舶生活污水处理一体化设备小型化的技术研究。结果表明：船舶生活污水处理装置理论设计总体积为2.03m3，在保证达到《船舶水污染物排放控制标准》（GB3552-2018）表2限值处理效果的前提下，经过小型化设计后，体积缩小至0.75m3，缩小了63%。研究成果为云南省内河航运事业和环境保护方面的发展起到积极的推动作用。

关键词：内河船舶;生活污水;一体化设备;小型化

：U664.9??????：A??????：1006—7973（2021）01-0131-04

1前言

云南境内河流众多，水量充沛，水能资源丰富。而云南省作为非水网地区，绝大部分船舶吨位小，舱室容积小，无法满足现有生活污水处理设备的安装空间，再加上费用和港口设施落后等原因，造成了云南省船舶生活污水处理落后的现状[1-2]。目前，国内外船舶生活污水处理技术主要分为三类，分别是：收集储存处理技术，物理化学处理技术和生物处理技术，这也是当前污水处理领域的三大基本处理技术[3]。表1对比了物理法、化学法和生物法的技术特点。

内河大、中型船舶由于空间大，上述技术用于内河大、中型船舶的生活污水处理不存在太大的困难，但在小型船舶上，舱室容积小、空间紧张是阻碍上述技术大面积推广的主要因素之一[5]。从表1可以看出，不管是物理法，化学法，还是生活污水处理应用广泛的生物法，这些产品和技术普遍存在自身的不足[6]。如果追求体积小，就要以牺牲处理效果为代价;如果追求处理效果好，就会出现构筑物的体积大、二次投药化学处理成本高、能耗高等不足。因此，单独采取上述某一处理技术，无法满足云南小型内河船舶生活污水的处理要求[7]。此外，从表1中也可看出，相比于单一的物理法、化学法和生物法，组合法的优势非常突出[8]。结合近年小型污水处理装置研究趋势，探索一种体积小、效率高、运行成本低、无二次污染、不依赖港口接受处理系统的船舶生活污水处理设备成为研究重点。

本研究以云南省澜沧江水域内河货船作为研究对象，进行内河船舶生活污水处理一体化设备小型化的技术研究，打破目前存在的空有国家层面的管理规定，而无可供实际适合云南省内河船舶使用的生活污水处理装置的尴尬局面，使云南省内河船舶生活污水和垃圾处理技术有突破性解决方案，为云南省内河航运事业和环境保护方面的发展起到积极的推动作用。

2一体化处理装置设计

2.1设计概况

据调查，云南澜沧江小型货轮按船上核定工作人员约为16人，按照人均生活污水产生量为70L/d[9]，考虑污水综合变动系数为1.6，则生活污水产生量约1.75m3/d。设计进水水质：pH=7.5±0.5，CODcr=500±200mg/L，BOD5=250±200mg/L，SS=500±300mg/L，大肠菌群数为2×107个/L，总氯为0.001mg/L。出水水质满足《船舶水污染物排放控制标准》（GB3552-2018）表2限值：pH=6-8.5，COD=125mg/L，BOD=25mg/L，SS=35mg/L，大肠菌群数

2.2工艺流程及理论设计结果

本研究设计“三级处理，六道工序”的处理工艺，具体包括：

（1）一级处理（物理法）。“格栅”作为一级处理的主要构筑物，起拦截船舶生活污水悬浮物的作用，大量降低悬浮固体废物（SS），避免后续工艺的堵塞。一级处理主要大量去除污水中的SS。

（2）二级处理（生物法）。根据上述必选论证分析，MBR工艺可以保证污水达标排放，但是从长期稳定运行的角度，仅依靠MBR工艺存在不稳定的风险[12]。因此，仍然需要合理搭配传统处理技术，以期实现生活污水的穩定达标排放。因此，二级处理将采用“生物接触氧化法”作为二级处理的第一道处理工序，该工艺既具备传统活性污泥法处理能力强的优点，同时也具备耐冲击负荷和体积较小的优点，能够保证船舶生活污水进入处理设备即可做到污染物的快速去除。“生物接触氧化”处理后出水，将通过“沉淀过滤室”第二道处理工序，此处设计将采用“沉淀过滤室”替代传统大规模污水处理厂中的“沉淀池”。“沉淀过滤室”不仅具备污水沉淀和稳流的功能，同时由于含有大量滤料还具备生物膜附着的能力，起到污水同步沉淀和净化的效果。“沉淀过滤室”的出水污染物负荷已经得到大量降低，然后进入本研究采用的核心MBR工艺进行第三道处理工序，MBR工艺是保证污水稳定达标的关键。其主要原因是MBR采用了能够大量节省占地