申请日2016.04.25
公开(公告)日2016.07.13
IPC分类号C02F9/14
摘要
本发明公开了一种带有膜组件的船舶污水处理设备及其污水处理的方法，所述带有膜组件的船舶污水处理设备包括沉降罐、精密过滤器、膜组件、空气压缩系统、光催化反应器、产水储罐、分离物储罐、生物反应罐、第二水泵、止回阀、第一控制阀、第二控制阀、第三控制阀、第四控制阀、第五控制阀、第六控制阀、第七控制阀、第八控制阀、第九控制阀、第十控制阀、第一液位控制器、第二液位控制器、流量计、双氧水投放装置、水质监测装置、第十一控制阀、第十二控制阀、第十三控制阀、第十四控制阀、第十五控制阀、第三液位控制器、第一水泵和第十六控制阀;本发明结构简单，使用方便，污水处理效率高，可以有效分离杂质。
权利要求书
1.一种带有膜组件的船舶污水处理设备，其特征在于：所述带有膜组件的船舶污水处理设备包括沉降罐(1)、精密过滤器(2)、膜组件(3)、空气压缩系统(4)、光催化反应器(5)、产水储罐(6)、分离物储罐(7)、生物反应罐(8)、第二水泵(9)、止回阀(10)、第一控制阀(11)、第二控制阀(12)、第三控制阀(13)、第四控制阀(14)、第五控制阀(15)、第六控制阀(16)、第七控制阀(17)、第八控制阀(18)、第九控制阀(19)、第十控制阀(20)、第一液位控制器(21)、第二液位控制器(22)、流量计(23)、双氧水投放装置(24)、水质监测装置(25)、第十一控制阀(26)、第十二控制阀(27)、第十三控制阀(28)、第十四控制阀(29)、第十五控制阀(30)、第三液位控制器(31)、第一水泵(32)和第十六控制阀(33);
所述沉降罐(1)上设置有进口、第一出口和第二出口，所述精密过滤器(2)、空气压缩系统(4)、生物反应罐(8)、产水储罐(6)上设置有进口和出口，所述膜组件(3)包括第一膜组件(301)和第二膜组件(302)，所述第一膜组件(301)上设置有第一进口、设置在第一膜组件(301)上方的第二进口、设置在第一膜组件(301)下方的第三进口、第一出口和第二出口，所述第二膜组件(302)上设置有第一进口、设置在第二膜组件(302)上方的第二进口、设置在第二膜组件(302)下方的第三进口、第一出口和第二出口，所述光催化反应器(5)和分离物储罐(7)上设置有第一进口、第二进口和出口;
所述沉降罐(1)的第一出口与生物反应罐(8)的进口相连接，所述生物反应罐(8)的出口与所述精密过滤器(2)的进口通过管道相连接;所述沉降罐(1)的第二出口与分离物储罐(7)的第一进口通过管道相连接;所述第一膜组件(301)的第一进口、第二膜组件(302)的第一进口分别与精密过滤器(2)的出口通过管道相连接;所述第一膜组件(301)的第二进口和第三进口、第二膜组件(302)的第二进口和第三进口分别与空气压缩系统(4)的出口通过管道相连接;所述第一膜组件(301)的第一出口、第二膜组件(302)的第一出口分别与光催化反应器(5)的第一进口通过管道相连接;所述第一膜组件(301)的第二出口通过第三控制阀(13)与分离物储罐(7)的第二进口相连接;所述第二膜组件(302)的第二出口通过第十一控制阀(26)与分离物储罐(7)的第二进口相连接;
所述光催化反应器(5)的第二进口与双氧水投放装置(24)的出口通过管道相连接;所述光催化反应器(5)的出口与第二水泵(9)、水质监测装置(25)的进口依次相连接;
所述水质监测装置(25)的出口分别与产水储罐(6)的进口和沉降罐(1)的进口相连接。
2.根据权利要求1所述的带有膜组件的船舶污水处理设备,其特征在于：所述沉降罐(1)上设置有第一液位控制器(21)，所述沉降罐(1)的出口依次通过第一控制阀(11)、第一水泵(32)和止回阀(10)与生物反应罐(8)的进口相连接，所述生物反应罐(8)的出口通过第十六控制阀(33)与精密过滤器(2)的进口相连接，所述第一膜组件(301)的第一进口通过第二控制阀(12)与精密过滤器(2)的出口相连接，所述第二膜组件(302)的第一进口通过第五控制阀(15)与精密过滤器(2)的出口相连接，
所述第一膜组件(301)的第二进口依次通过第七控制阀(17)和第四控制阀(14)与空气压缩系统(4)的出口相连接，所述第一膜组件(301)的第三进口依次通过第七控制阀(17)和第六控制阀(16)与空气压缩系统(4)的出口相连接;
所述第二膜组件(302)的第二进口与空气压缩系统(4)之间设置有第七控制阀(17)和第十二控制阀(27);所述第二膜组件(302)的第三进口与空气压缩系统(4)的出口之间设置有第七控制阀(17)和第十五控制阀(30);所述第六控制阀(16)与第四控制阀(14)并联相连接，所述第十二控制阀(27)与第十五控制阀(30)并联相连接。
3.根据权利要求2所述的带有膜组件的船舶污水处理设备,其特征在于：所述第一膜组件(301)上设置有第二液位控制器(22)，所述第二膜组件(302)设置有第三液位控制器(31)。
4.根据权利要求3所述的带有膜组件的船舶污水处理设备,其特征在于：所述第一膜组件(301)通过第十四控制阀(29)、流量计(23)与光催化反应器(5)相连接，所述第二膜组件(302)通过第十三控制阀(28)、流量计(23)与光催化反应器(5)相连接。
5.根据权利要求1所述的带有膜组件的船舶污水处理设备,其特征在于：所述光催化反应器(5)通过第九控制阀(19)与沉降罐(1)相连接。
6.根据权利要求1至5任一项所述的带有膜组件的船舶污水处理设备,其特征在于：所述沉降罐(1)、精密过滤器(2)、膜组件(3)、空气压缩系统(4)、光催化反应器(5)、产水储罐(6)、分离物储罐(7)、生物反应罐(8)、第二水泵(9)、止回阀(10)集成安装在箱体内，所述箱体数量为一台或一台以上，通过管道相并接。
7.利用权利要求1所述的带有膜组件的船舶污水处理设备进行污水处理的方法,其特征在于包括以下步骤：
(1)污水进入沉降罐(1)进行预处理，分离大颗粒固体，当沉降罐液位不足1/4时,第一液位控制器(21)关闭第一水泵(32)及第一控制阀(11)，后续处理过程终止;
(2)预处理后的污水通过第一水泵(32)进入生物反应池(8)，所述生物反应池(8)能够分解污水中的有机物;
(3)经过生物分解后，污水进入精密过滤器(2)，所述精密过滤器(2)能够分离其中小颗粒物质;
(4)污水通过控制阀进入膜组件(3)，所述膜组件(3)内通过上部进口注入空气压缩系统(4)的出来的压缩空气，给膜组件(3)内部加压，在空气压缩系统(4)的出来的压缩空气压力作用下，污水通过膜组件(3)过滤掉其中的大分子物质;
(5)经过膜组件(3)处理后的水进入光催化反应器(5)，所述光催化反应器(5)中设置有紫外灯，并且通过双氧水投放装置(24)投放双氧水用于催化氧化;
(6)经过光催化反应器(5)处理后的水通过第二水泵(9)进入水质监测装置(25)，当水质不合格时，开启第九控制阀(19)，将不合格的水送入沉降罐(1)中，进行进一步的处理，当水质合格时，开启第八控制阀(18)，将水质合格的水送入产水储罐(6)中。
8.根据权利要求7所述的带有膜组件的船舶污水处理设备进行污水处理的方法,其特征在于：
在步骤(4)中，污水进入膜组件(3)，分别通过第二控制阀(12)进入第一膜组件(301)，通过第十六控制阀(33)进入第二膜组件(302)，污水进入第一膜组件(301)后通过第二液位控制器(22)，打开第七控制阀(17)、第四控制阀(14)控制，关闭第二控制阀(12)，第三控制阀(13)以及第六控制阀(16);第一膜组件(301)内通过上部进口注入空气压缩系统(4)的出来的压缩空气，给第一膜组件(301)内部加压，在空气压缩系统(4)的出来的压缩空气压力作用下，污水通过膜组件(3)过滤掉其中的大分子物质;第一膜组件(301)液位降低后，通过第二液位控制器(22)关闭第四控制阀(14)控制阀，打开第六控制阀(16)及第三控制阀(13)，压缩空气从下部空气压缩系统(4)的出来的压缩空气进口注入，将附在膜表面的大分子物质带到分离物储罐(7)中，膜表面清洗完成后，重复本步骤。
9.根据权利要求7所述的带有膜组件的船舶污水处理设备进行污水处理的方法,其特征在于：
在步骤(4)中，污水进入第二膜组件后通过(31)，打开第七控制阀(17)、第十二控制阀(27)控制，关闭第十六控制阀(33)，第十二控制阀(27)以及第十五控制阀(30);第二膜组件(302)内通过上部进口注入空气压缩系统(4)的出来的压缩空气，给第二膜组件(302)内部加压，在空气压缩系统的出来的压缩空气压力作用下，污水通过膜组件过滤掉其中的大分子物质;第二膜组件(302)液位降低后，通过第三液位控制器(31)关闭第十二控制阀(27)控制阀，打开第十五控制阀(30)及第十一控制阀(26)，压缩空气从下部空气压缩系统(4)的出来的压缩空气进口注入，将附在膜表面的大分子物质带到分离物储罐(7)中，膜表面清洗完成后，重复本步骤。
说明书
一种带有膜组件的船舶污水处理设备及其污水处理的方法
技术领域
本发明涉及环保技术领域，尤其是涉及一种带有膜组件的船舶污水处理设备及其污水处理的方法。
背景技术
随着时代的进步，人们逐渐意识到江河湖海等水体的污染与人类向其排放污水有直接关系，其中船舶上肆意排放含有粪便等生活垃圾的污水是重要的污染源。在船舶上使用的生活污水处理装置，不同于陆上，有其特殊的使用环境：由于安装空间限制，要求处理效率较高;由于船舶摇摆，要求在倾斜状态，仍然可以正常工作;由于人数较少，使用卫生间频率不均，要求更耐冲击负荷;由于船舶无人机舱的管理模式，要求有稳定的自动工作能力等。
目前仍缺乏一种处理效率高的带有膜组件的船舶污水处理设备及其污水处理的方法。
发明内容
为解决上述问题，本发明的目的是提供一种处理效率高的带有膜组件的船舶污水处理设备及其污水处理的方法。
为实现上述技术目的，本发明采用的技术方案如下：本发明的一种带有膜组件的船舶污水处理设备，所述带有膜组件的船舶污水处理设备包括沉降罐、精密过滤器、膜组件、空气压缩系统、光催化反应器、产水储罐、分离物储罐、生物反应罐、第二水泵、止回阀、第一控制阀、第二控制阀、第三控制阀、第四控制阀、第五控制阀、第六控制阀、第七控制阀、第八控制阀、第九控制阀、第十控制阀、第一液位控制器、第二液位控制器、流量计、双氧水投放装置、水质监测装置、第十一控制阀、第十二控制阀、第十三控制阀、第十四控制阀、第十五控制阀、第三液位控制器、第一水泵和第十六控制阀;
所述沉降罐上设置有进口、第一出口和第二出口，所述精密过滤器、空气压缩系统、生物反应罐、产水储罐上设置有进口和出口，所述膜组件包括第一膜组件和第二膜组件，所述第一膜组件上设置有第一进口、设置在第一膜组件上方的第二进口、设置在第一膜组件下方的第三进口、第一出口和第二出口，所述第二膜组件上设置有第一进口、设置在第二膜组件上方的第二进口、设置在第二膜组件下方的第三进口、第一出口和第二出口，所述光催化反应器和分离物储罐上设置有第一进口、第二进口和出口;
所述沉降罐的第一出口与生物反应罐的进口相连接，所述生物反应罐的出口与所述精密过滤器的进口通过管道相连接;所述沉降罐的第二出口与分离物储罐的第一进口通过管道相连接;所述第一膜组件的第一进口、第二膜组件的第一进口分别与精密过滤器的出口通过管道相连接;所述第一膜组件的第二进口和第三进口、第二膜组件的第二进口和第三进口分别与空气压缩系统的出口通过管道相连接;所述第一膜组件的第一出口、第二膜组件的第一出口分别与光催化反应器的第一进口通过管道相连接;所述第一膜组件的第二出口通过第三控制阀与分离物储罐的第二进口相连接;所述第二膜组件的第二出口通过第十一控制阀与分离物储罐的第二进口相连接;
所述光催化反应器的第二进口与双氧水投放装置的出口通过管道相连接;所述光催化反应器的出口与第二水泵、水质监测装置的进口依次相连接;
所述水质监测装置的出口分别与产水储罐的进口和沉降罐的进口相连接。
进一步地，所述沉降罐上设置有第一液位控制器，所述沉降罐的出口依次通过第一控制阀、第一水泵和止回阀与生物反应罐的进口相连接，所述生物反应罐的出口通过第十六控制阀与精密过滤器的进口相连接，所述第一膜组件的第一进口通过第二控制阀与精密过滤器的出口相连接，所述第二膜组件的第一进口通过第五控制阀与精密过滤器的出口相连接，
所述第一膜组件的第二进口依次通过第七控制阀和第四控制阀与空气压缩系统的出口相连接，所述第一膜组件的第三进口依次通过第七控制阀和第六控制阀与空气压缩系统的出口相连接;
所述第二膜组件的第二进口与空气压缩系统之间设置有第七控制阀和第十二控制阀;所述第二膜组件的第三进口与空气压缩系统的出口之间设置有第七控制阀和第十五控制阀;所述第六控制阀与第四控制阀并联相连接，所述第十二控制阀与第十五控制阀并联相连接。
进一步地，所述第一膜组件上设置有第二液位控制器，所述第二膜组件设置有第三液位控制器。
更进一步地，所述第一膜组件通过第十四控制阀、流量计与光催化反应器相连接，所述第二膜组件通过第十三控制阀、流量计与光催化反应器相连接。
进一步地，所述光催化反应器通过第九控制阀与沉降罐相连接。
进一步地，所述沉降罐、精密过滤器、膜组件、空气压缩系统、光催化反应器、产水储罐、分离物储罐、生物反应罐、第二水泵、止回阀集成安装在箱体内，所述箱体数量为一台或一台以上，通过管道相并接。
本发明所述的带有膜组件的船舶污水处理设备进行污水处理的方法,包括以下步骤：
(1)污水进入沉降罐进行预处理，分离大颗粒固体，当沉降罐液位不足1/4时,第一液位控制器关闭第一水泵及第一控制阀，后续处理过程终止;
(2)预处理后的污水通过第一水泵进入生物反应池，所述生物反应池能够分解污水中的有机物;
(3)经过生物分解后，污水进入精密过滤器，所述精密过滤器能够分离其中小颗粒物质;
(4)污水通过控制阀进入膜组件，所述膜组件内通过上部进口注入空气压缩系统的出来的压缩空气，给膜组件内部加压，在空气压缩系统的出来的压缩空气压力作用下，污水通过膜组件过滤掉其中的大分子物质;
(5)经过膜组件处理后的水进入光催化反应器，所述光催化反应器中设置有紫外灯，并且通过双氧水投放装置投放双氧水用于催化氧化;
(6)经过光催化反应器处理后的水通过第二水泵进入水质监测装置，当水质不合格时，开启第九控制阀，将不合格的水送入沉降罐中，进行进一步的处理，当水质合格时，开启第八控制阀，将水质合格的水送入产水储罐中。
进一步地，在步骤(4)中，污水进入膜组件，分别通过第二控制阀进入第一膜组件，通过第十六控制阀进入第二膜组件，污水进入第一膜组件后通过第二液位控制器，打开第七控制阀、第四控制阀控制，关闭第二控制阀，第三控制阀以及第六控制阀;第一膜组件内通过上部进口注入空气压缩系统的出来的压缩空气，给第一膜组件内部加压，在空气压缩系统的出来的压缩空气压力作用下，污水通过膜组件过滤掉其中的大分子物质;第一膜组件液位降低后，通过第二液位控制器关闭第四控制阀控制阀，打开第六控制阀及第三控制阀，压缩空气从下部空气压缩系统的出来的压缩空气进口注入，将附在膜表面的大分子物质带到分离物储罐中，膜表面清洗完成后，重复本步骤。
进一步地，在步骤(4)中，污水进入第二膜组件后通过，打开第七控制阀、第十二控制阀控制，关闭第十六控制阀，第十二控制阀以及第十五控制阀;第二膜组件内通过上部进口注入空气压缩系统的出来的压缩空气，给第二膜组件内部加压，在空气压缩系统的出来的压缩空气压力作用下，污水通过膜组件过滤掉其中的大分子物质;第二膜组件液位降低后，通过第三液位控制器关闭第十二控制阀控制阀，打开第十五控制阀及第十一控制阀，压缩空气从下部空气压缩系统的出来的压缩空气进口注入，将附在膜表面的大分子物质带到分离物储罐中，膜表面清洗完成后，重复本步骤。
有益效果：本发明结构简单，使用方便，污水处理效率高，可以有效分离杂质。与现有技术相比，本发明具有如下优点：
(1)本发明耗能低，可以改变膜组件的个数提高处理污水量，其净化后的水完全符合国家标准的要求。
(2)经过光催化反应器处理后的水通过第二水泵进入水质监测装置，当水质不合格时，开启第九控制阀，将不合格的水送入沉降罐中，进行进一步的处理，当水质合格时，开启第八控制阀，将水质合格的水送入产水储罐中。