[發明專利]船舶生活污水灰黑分質處理及資源回收的系統及方法

在審

• 申請號: 202110141738.X
• 申請日: 2021-02-02
• 公開（公告）號: CN112939347A
• 公開（公告）日: 2021-06-11
• 發明（設計）人: 趙芷晴;古李娜;韓誠;代洪亮;王新剛
• 申請（專利權）人: 江蘇科技大學
• 主分類號: C02F9/14
• 分類號: C02F9/14;C01B25/45;C05B7/00;C05G3/40;C02F3/28;C02F3/30;C02F1/32;C02F1/30;C02F1/44;C02F1/52
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 高艷敏

1.一種船舶生活污水灰黑分質處理及資源回收的系統，其特征在于，包括光電分離系統、黑水厭氧消化池、海水鎂源池、石英砂濾床、生物接觸氧化池和紫外消毒池，船舶內部雜排水管出水流經船舶生活污水主排水管后進入光電分離系統，其中，

所述光電分離系統，用于檢測流入水的濁度與色度對灰水和黑水進行分離；

所述黑水厭氧消化池，用于對流入的黑水進行深度厭氧消化處理；

所述海水鎂源池，用于從海水中提取鎂離子；

所述石英砂濾床，用于在石英砂晶種表面誘導結晶形成鳥糞石結晶產物，石英砂濾床出水和光電分離系統分離后的灰水一同進入生物接觸氧化池；

所述生物接觸氧化池，用于完成對剩余氨氮和磷酸鹽的去除；

所述紫外消毒池，用于對流入的水進行消毒，實現出水達標排放或中水回用。

2.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，

所述光電分離系統通過光電水檢探頭檢測流入水的濁度與色度對灰水和黑水進行分離，分離后的黑水進入黑水厭氧消化池；

所述黑水厭氧消化池內設有粉碎泵及攪拌裝置；

所述海水鎂源池設有納濾濃縮系統，出水設有小型鎂離子泵；

所述石英砂濾床設有誘導結晶晶種石英砂和鎂離子布水管；

所述生物接觸氧化池設有曝氣裝置及排廢控制裝置；

所述紫外消毒池出水設有水質檢測裝置。

3.根據權利要求2所述的系統，其特征在于，所述光電分離系統中包含智能光電水檢探頭、全自動閘門、開關，所述智能光電水檢探頭中包含散射光濁度儀和色度比色計，對流入的生活污水中存在的顆粒物含量、粒徑大小、光散射特性進行檢測，得到水質濁度和色度數據，通過電信號反饋裝置，傳輸到全自動閘門。

4.根據權利要求3所述的系統，其特征在于，所述光電分離系統中，當流入的生活污水水質濁度200NTU，或色度150度時，開啟黑水閘門，反之則開啟灰水閘門，實現灰水與黑水的分質檢測與分流，所述灰水流入生物接觸氧化池，所述黑水流入黑水厭氧消化池進行處理。

5.根據權利要求2所述的系統，其特征在于，所述納濾濃縮系統的納濾膜有效面積0.37m²。

6.根據權利要求2所述的系統，其特征在于，所述誘導結晶晶種為粒徑為80～100目的石英砂、填充率80～90％、孔隙率大于99％、密度不小于2.55g/cm³，所述鎂離子布水管設在濾床進水側壁，隨水流方向均勻布水。

7.根據權利要求2所述的系統，其特征在于，所述生物接觸氧化池分為生物降解區和出水區，生物降解區的生物填料采用親水性聚氨酯填料，填充率60～70％，孔隙率大于99％，污水與濾料接觸時間3～5h。

8.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述生物接觸氧化池部分污泥回流至黑水厭氧消化池，黑水厭氧消化池排泥超越至生物接觸氧化池。

9.一種船舶生活污水灰黑分質處理及資源回收方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)船舶內部雜排水管出水流經船舶生活污水主排管排出，先檢測污水的水質濁度和色度數據，并根據水質濁度和色度數據將其劃分為灰水與黑水，并對其進行分質處理；

(2)對步驟(1)分流后的黑水進行深度厭氧消化處理，所得厭氧上清液進入石英砂濾床；

(3)從海水提取Mg²⁺進入石英砂濾床；

(4)石英砂濾床設有誘導結晶晶種，富含氨氮和磷酸鹽的厭氧上清液和Mg²⁺一同在晶種表面誘導形成MAP結晶；

(5)石英砂濾床出水和步驟(1)中分離出的灰水一同進入生物接觸氧化池進行處理；

(6)對步驟(5)的出水進行紫外消毒。

10.根據權利要求9所述的方法，其特征在于，

步驟(1)中，當污水水濁度200NTU，或色度150度時，為黑水，反之為灰水，實現灰水與黑水的分質檢測與分流；

步驟(2)中，黑水進入黑水厭氧消化池，池內設有粉碎泵及攪拌裝置，其中，污泥采用中溫消化，全年平均溫度32～35℃、pH在6.8～7.8之間、厭氧HRT在10～15d、污泥濃度為6000～8000mg/L、機械攪拌的攪拌葉片轉速80～120rpm，池內排泥超越至生物接觸氧化池，上清液進入石英砂濾床；

步驟(3)中，利用海水鎂源池對海水中的Mg²⁺進行富集，所述海水鎂源池設有納濾濃縮系統，濾膜有效面積0.37m²，出水設有小型鎂離子泵，海水鎂源池出水和黑水厭氧消化池出水一同進入石英砂濾床；

步驟(4)中的反應中Mg²⁺、NH₄⁺、PO₄^3-的摩爾比為1:1:1，誘導結晶晶種為粒徑為80～100目的石英砂、填充率80～90％、孔隙率大于99％、密度不小于2.55g/cm³，石英砂濾床出水后和光電分離系統分離后的灰水一同進入生物接觸氧化池；

步驟(5)中，所述生物接觸氧化池分為生物降解區和出水區，出水區設有排廢控制裝置，生物降解區下方設置曝氣設備，不均勻曝氣，使系統處于兼氧環境，生物填料采用親水性聚氨酯填料，填充率60～70％、孔隙率大于99％、污水與濾料接觸時間3～5h，此外，池內設有排廢控制裝置，出水后進入紫外消毒池，部分污泥回流至黑水厭氧消化池；

步驟(6)中，紫外消毒池出水設水質檢測裝置，水力停留時間2～3h，工作壓力0.8～1.0MPa，殺菌率99.99％，經紫外消毒后可實現達標排放或中水回用。