本發(fā)明屬于船舶生活污水技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及船舶生活污水脫氮的處理方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著航海業(yè)的發(fā)展，未經(jīng)處理的船舶生活廢水直接排放到海水中，是造成海洋污染的一個(gè)重要原因。由海運(yùn)而帶來的海洋污染問題也逐漸引起了人們的關(guān)注與重視。最新修訂的《2012 年生活污水處理裝置排出物標(biāo)準(zhǔn)和性能試驗(yàn)實(shí)施導(dǎo)則》則將氮、磷也列入到了控制指標(biāo)，但是目前的船舶生活廢水處理工藝對(duì)于氮和磷的去除效果是有很大局限性的。

目前，現(xiàn)有的常用的船舶污水處理工藝主要有生化法、膜法、電化學(xué)法等。

生化法處理陸地生活廢水技術(shù)已經(jīng)非常成熟，但是船舶上的環(huán)境條件要比陸地惡劣很多，船舶不停的航行，船體溫度差異大，船舶生活廢水中鹽分含量也要高于陸地生活廢水，這對(duì)于微生物自身的要求是很高的，很難有一種微生物能完全適應(yīng)這種條件，污水處理后出水效果不穩(wěn)定。并且生化法處理船舶生活廢水占地面積大，管理較復(fù)雜，但是船舶上可用空間有限，生化法處理船舶生活廢水局限性很高。

微濾、納濾、反滲透等膜法也是船舶生活污水處理的一種常用方法，膜法處理船舶生活廢水只是將污染物進(jìn)行物理分離的過程，不能從根本上降解掉污染物。膜法處理船舶生活廢水雖然對(duì)水質(zhì)要求比較低，但工藝運(yùn)行成本高，在運(yùn)行過程中，進(jìn)水側(cè)水中雜質(zhì)在膜面積累黏結(jié)形成膜污染，從而影響其運(yùn)行穩(wěn)定性和出水水質(zhì)，需要經(jīng)常進(jìn)行膜的清洗。

電化學(xué)法是目前廣泛采用并極具發(fā)展?jié)摿Φ拇吧钗鬯A(yù)處理方法之一。但是傳統(tǒng)的電化學(xué)法將電氧化電極和電解制氯電極融合成一體，當(dāng)電流密度過低時(shí)，電氧化電極氧化性能不高，當(dāng)電流密度過高時(shí)，則對(duì)電解制氯電極產(chǎn)生不可逆的損失，使其使用壽命大打折扣，并且能耗過高，將電能轉(zhuǎn)化為了熱能，使水溫升高明顯，運(yùn)行成本高，氧化和制氯一體化電極對(duì)總氮的去除效果微乎其微。

綜合上述分析，現(xiàn)有技術(shù)存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜、運(yùn)行費(fèi)用高、操作不方便、處理效果不達(dá)標(biāo)等諸多問題需要解決。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決目前船舶生活污水脫氮處理工藝復(fù)雜，生化法中需要多級(jí)串聯(lián)工藝，占地面積大，并且對(duì)微生物的活性和環(huán)境耐受性高，脫氮效果波動(dòng)大，電解法中噸水處理耗電大，電極壽命短，能耗高等問題，本發(fā)明旨在提供一種船舶生活污水脫氮處理方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種船舶生活污水脫氮處理方法，其特征在于，包括以下步驟：

（1）預(yù)處理：以聚合氯化鋁作為絮凝劑，沉淀后，上層清液進(jìn)入下步工藝，下層污泥進(jìn)行脫水處理，污泥濾出液流與原水匯合重復(fù)預(yù)處理；

（2）電解：經(jīng)過預(yù)絮凝后的污水引入一部分的海水進(jìn)行電解，電解電解處理包括兩種：一種為氧化電解，主要用于將溶解性有機(jī)物氧化為無機(jī)物，將溶解性有機(jī)氮氧化為氨氮；另一種為制氯電解，主要用于將海水電解產(chǎn)生次氯酸鈉，將氨氮氧化為氣態(tài)氮，從而達(dá)到去除水體中總氮的效果，剩余的次氯酸鈉則主要?dú)⑺啦≡⑸铮?/p>

（3）中和脫氯：在電解處理后的污水中加入一定量的還原劑硫代硫酸鈉進(jìn)行脫除余氯，中和后的污水排放到船體外。

所述的步驟（1）中：在線檢測(cè)原水的TSS值，絮凝劑聚合氯化鋁的投加量以Al³⁺計(jì)算，是進(jìn)水TSS檢測(cè)值的1.5倍；投入絮凝劑后，快速攪拌10-30s，然后慢速攪拌2-4min，沉淀5-20min，經(jīng)過預(yù)處理后，總磷的去除率可以達(dá)到90%以上；上層清液進(jìn)入到電解步驟，下層污泥經(jīng)過污泥回收系統(tǒng)，進(jìn)行脫水處理，干燥后的污泥收集后加以利用，污泥濾出液則流回到預(yù)處理系統(tǒng)。

所述的。

所述的步驟（2）中：需要引入海水體積與污水的體積比為1:3；所述的氧化電解采用電解氧化電極，所述的制氯電解采用電解制氯電極，電解氧化電極與電解制氯電極的數(shù)量比為2:1，電解時(shí)間為10-30s，經(jīng)過該工藝后，總磷去除效果可以達(dá)到98%，總氮去除效果可以達(dá)到90%以上，COD、BOD5、耐熱大腸桿菌等指標(biāo)均符合《2012 年生活污水處理裝置排出物標(biāo)準(zhǔn)和性能試驗(yàn)實(shí)施導(dǎo)則》規(guī)定。

所述的步驟（3）中：采用余氯測(cè)定儀測(cè)定電解后污水中的余氯濃度，還原劑硫代硫酸鈉的投加濃度為余氯的1.5倍。

一種實(shí)施所述的船舶生活污水脫氮處理方法的系統(tǒng)，其特征在于，包括通過管線依次連接的預(yù)處理單元、電解單元和中和脫氯單元。

所述的預(yù)處理單元包括：TSS在線檢測(cè)裝置、預(yù)絮凝裝置、絮凝攪拌裝置、絮凝劑儲(chǔ)存罐、絮凝劑自動(dòng)投加裝置、沉淀物脫水裝置、脫水后沉淀物收集裝置和污泥濾出液回流裝置，在預(yù)絮凝裝置的原水引入管線上安裝TSS在線檢測(cè)裝置，在預(yù)絮凝裝置內(nèi)裝有絮凝攪拌裝置，絮凝劑儲(chǔ)存罐通過絮凝劑自動(dòng)投加裝置向預(yù)絮凝裝置內(nèi)添加絮凝劑；在該預(yù)絮凝裝置的底部設(shè)有沉淀物脫水裝置，該沉淀物脫水裝置底端與脫水后沉淀物收集裝置連接，該沉淀物脫水裝置的液體出口通過污泥濾出液回流裝置返回到該預(yù)絮凝裝置。

所述的電解單元包括電解槽、電解氧化電極和電解制氯電極，在電解槽內(nèi)裝有多個(gè)交替間隔設(shè)置的電解氧化電極和電解制氯電極，在每一電解制氯電極周圍設(shè)置兩個(gè)電解氧化電極；該電解槽一端的污水入口與所述的預(yù)絮凝裝置底部的污水出口連接。

所述的中和脫氯單元包括余氯監(jiān)測(cè)裝置、硫代硫酸鈉溶液儲(chǔ)備罐、還原劑自動(dòng)投加裝置、中和脫氯裝置和脫氯攪拌裝置，在電解槽的污水出口與中和脫氯裝置的入口之間安裝余氯監(jiān)測(cè)裝置，在該中和脫氯裝置內(nèi)裝有脫氯攪拌裝置；硫代硫酸鈉溶液儲(chǔ)備罐通過還原劑自動(dòng)投加裝置，并根據(jù)余氯監(jiān)測(cè)裝置的檢測(cè)的余氯值向該中和脫氯裝置內(nèi)添加還原劑。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：可以減少之前工藝的占地面積，水力停留時(shí)間在15min以內(nèi)，經(jīng)處理后，總氮的去除率在90%以上，總磷的去除率在98%以上，SS、COD、BOD5等指標(biāo)均符合《2012 年生活污水處理裝置排出物標(biāo)準(zhǔn)和性能試驗(yàn)實(shí)施導(dǎo)則》規(guī)定，消毒副產(chǎn)物的生成量比傳統(tǒng)工藝要降低50%以上。

附圖說明

圖1是本發(fā)明處理方法的工藝流程圖；

圖2是本發(fā)明處理系統(tǒng)的總體構(gòu)成示意圖。

附圖標(biāo)記說明：1、TSS在線檢測(cè)裝置，2、預(yù)絮凝裝置，3、絮凝攪拌裝置，4、絮凝劑儲(chǔ)存罐，5、絮凝劑自動(dòng)投加裝置，6、沉淀物脫水裝置，7、脫水后沉淀物收集裝置，8、污泥濾出液回流裝置，9、電解槽，10、電解氧化電極，11、電解制氯電極，12、余氯監(jiān)測(cè)裝置，13、硫代硫酸鈉溶液儲(chǔ)備罐，14、還原劑自動(dòng)投加裝置，15、中和脫氯裝置，16、脫氯攪拌裝置。

具體實(shí)施方式

參見圖1，本發(fā)明本發(fā)明提供一種船舶生活污水脫氮處理工藝，以解決目前生活污水處理系統(tǒng)處理方法復(fù)雜，脫氮效果差且不穩(wěn)定，設(shè)備占地面積大等問題。該工藝包括：

（1）預(yù)處理：

以聚合氯化鋁作為絮凝劑，聚合氯化的投加量以Al³⁺計(jì)算是進(jìn)水TSS檢測(cè)數(shù)值的1.5倍，投入絮凝劑后，快速攪拌20s，然后慢速攪拌3min，沉淀10min，經(jīng)過預(yù)處理后，總磷的去除率可以達(dá)到90%以上，上層清液進(jìn)入到電解槽系統(tǒng)，下層污泥經(jīng)過污泥回收系統(tǒng)，進(jìn)行脫水處理，干燥后的污泥收集后，船舶停靠后可以作為固廢進(jìn)行陸地上的焚燒發(fā)電，污泥濾出液則流回到預(yù)處理系統(tǒng)。

（2）原水加一定比例海水進(jìn)行電解：

經(jīng)過預(yù)處理后的污水進(jìn)入到電解系統(tǒng)，此時(shí)也需要引入一定的海水，海水體積與污水的體積比為1:3，電解系統(tǒng)主要由兩部分組成，一部分電極為電解氧化電解，主要將溶解性有機(jī)物氧化為無機(jī)物，將溶解性有機(jī)氮氧化為氨氮，另一部分電極為電解制氯電極，主要將海水電解產(chǎn)生次氯酸鈉，將氨氮氧化為氣態(tài)氮，從而達(dá)到去除水體中總氮的效果，剩余的次氯酸鈉則主要?dú)⑺啦≡⑸?。電解氧化電極和電解制氯電極的數(shù)量比為2:1，電解時(shí)間為20s，經(jīng)過該工藝后，總磷去除效果可以達(dá)到98%，總氮去除效果可以達(dá)到90%以上，COD、BOD5、耐熱大腸桿菌等指標(biāo)均符合《2012 年生活污水處理裝置排出物標(biāo)準(zhǔn)和性能試驗(yàn)實(shí)施導(dǎo)則》規(guī)定。

（3）中和脫氯：

經(jīng)過脫氯系統(tǒng)的余氯測(cè)定儀測(cè)定余氯濃度后，還原劑硫代硫酸鈉的投加濃度為余氯的1.5倍，中和后的污水則直接排放到船體外。

一個(gè)具體的實(shí)施例：以聚合氯化鋁作為絮凝劑，聚合氯化的投加量以Al³⁺計(jì)算，是進(jìn)水TSS檢測(cè)數(shù)值的1.5倍，投入絮凝劑后，快速攪拌20s，然后慢速攪拌3min，沉淀10min，然后上層清液進(jìn)入到電解系統(tǒng)中，通過電解槽氧化電解20s，然后對(duì)電解后液體進(jìn)行測(cè)試，總磷去除效果可以達(dá)到98%，總氮去除效果可以達(dá)到90%以上，COD、BOD5、耐熱大腸桿菌等指標(biāo)均符合《2012 年生活污水處理裝置排出物標(biāo)準(zhǔn)和性能試驗(yàn)實(shí)施導(dǎo)則》規(guī)定。

參見圖2，本發(fā)明一種實(shí)施所述的船舶生活污水脫氮處理方法的系統(tǒng)，包括通過管線依次連接的預(yù)處理單元A、電解單元B和中和脫氯單元C。

所述的預(yù)處理單元A包括：TSS在線檢測(cè)裝置1、預(yù)絮凝裝置2、絮凝攪拌裝置3、絮凝劑儲(chǔ)存罐4、絮凝劑自動(dòng)投加裝置5、沉淀物脫水裝置6、脫水后沉淀物收集裝置7和污泥濾出液回流裝置8，在預(yù)絮凝裝置2的原水引入管線上安裝TSS在線檢測(cè)裝置1，在預(yù)絮凝裝置2內(nèi)裝有絮凝攪拌裝置3，絮凝劑儲(chǔ)存罐4通過絮凝劑自動(dòng)投加裝置5向預(yù)絮凝裝置2內(nèi)添加絮凝劑；在該預(yù)絮凝裝置2的底部設(shè)有沉淀物脫水裝置6，該沉淀物脫水裝置6底端與脫水后沉淀物收集裝置7連接，該沉淀物脫水裝置6的液體出口通過污泥濾出液回流裝置8返回到該預(yù)絮凝裝置2。

所述的電解單元B包括電解槽9、電解氧化電極10和電解制氯電極11，在電解槽9內(nèi)裝有多個(gè)交替間隔設(shè)置的電解氧化電極10和電解制氯電極11，在每一電解制氯電極11周圍設(shè)置兩個(gè)電解氧化電極10；該電解槽9一端的污水入口與所述的預(yù)絮凝裝置2底部的污水出口連接。

所述的中和脫氯單元C包括余氯監(jiān)測(cè)裝置12、硫代硫酸鈉溶液儲(chǔ)備罐13、還原劑自動(dòng)投加裝置14、中和脫氯裝置15和脫氯攪拌裝置16，在電解槽9的污水出口與中和脫氯裝置15的入口之間安裝余氯監(jiān)測(cè)裝置12，在該中和脫氯裝置15內(nèi)裝有脫氯攪拌裝置16；硫代硫酸鈉溶液儲(chǔ)備罐13通過還原劑自動(dòng)投加裝置14，并根據(jù)余氯監(jiān)測(cè)裝置12的檢測(cè)的余氯值向該中和脫氯裝置15內(nèi)添加還原劑。

本發(fā)明通過采用電解氧化電極和電解制氯電極連用的方法，用于對(duì)船舶生活污水脫氮處理。本發(fā)明設(shè)備及處理工藝簡(jiǎn)單，只需要三個(gè)系統(tǒng)串聯(lián)，占地面積小，是傳統(tǒng)處理工藝面積的一半，自動(dòng)化程度高；絮凝劑的投加量以TSS在線監(jiān)測(cè)數(shù)值作為指標(biāo)來反饋，各個(gè)單元實(shí)現(xiàn)智能控制，氧化能力強(qiáng)、殺死病原微生物作用強(qiáng)、脫氮效果穩(wěn)定，保證在90%以上，噸水處理能耗是原來電解法的一半，電極壽命大幅度提高，并且比傳統(tǒng)的電解法處理船舶生活廢水產(chǎn)生的消毒副產(chǎn)物的量要低。因此，在船舶生活污水脫氮處理領(lǐng)域具有極好的應(yīng)用前景。