本發(fā)明涉及水處理，尤其涉及船上的廢水處理。

背景技術(shù)：

本發(fā)明涉及船上的廢水處理，尤其涉及為客船、渡輪、海上鉆機(jī)或駁船提供凈化水的設(shè)備以便各種目的再利用水，或者使隨后的船外排放物符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和當(dāng)?shù)胤ㄒ?guī)。

在游輪上典型的日飲用水平均消費(fèi)量的參考值為247升/人，其產(chǎn)生：

-黑水：25.5l/p/d(升/人/天)，其有機(jī)負(fù)荷(BOD)為51g/p/d(克/人/天)，固體負(fù)荷(TSS)為38g/p/d。

-來自住房的灰水：112.2l/p/d，其有機(jī)負(fù)荷(BOD)為22g/p/d，固體負(fù)荷(TSS)為11g/p/d。

-來自洗衣店的灰水：35.7l/p/d，其有機(jī)負(fù)荷(BOD)為11g/p/d，固體負(fù)荷(TSS)為11g/p/d。

-來自廚房和食品制備場(chǎng)所(廚房)的灰水：73.9l/p/d，其有機(jī)負(fù)荷(BOD)為148g/p/d，固體負(fù)載(TSS)為185g/d。

通常，在船上僅有處理黑水的系統(tǒng)被使用。如在地面裝置中那樣，該系統(tǒng)包括好氧消化的使用-雖然由于明顯的空間限制而采用小規(guī)模的形式-其由通過微生物產(chǎn)生的有機(jī)物質(zhì)的代謝組成，該代謝的發(fā)展由氧氣的存在來決定。

該過程需要長(zhǎng)時(shí)間的代謝并且必須連續(xù)地起作用，不可能根據(jù)需要的指令被打開或關(guān)閉。此外，為了合理使用，它還需要專業(yè)人員?；宜吞幚砗蟮暮谒淮鎯?chǔ)在合適的儲(chǔ)存罐中，以進(jìn)行后續(xù)處理或在陸地上的處置。

有必要提供一種處理船上廢水的裝置以克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，特別是適合小尺寸的裝置，其直接處理黑水和灰水，產(chǎn)生陸地上后續(xù)處理所要求的最少量生物，直至根據(jù)廢水質(zhì)量滿足再使用和/或外排放的要求。還有必要提供一種能根據(jù)指令打開和關(guān)閉且無需化學(xué)品處理的裝置。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的各個(gè)方面在所附權(quán)利要求中闡述。

一方面，本發(fā)明涉及一種用于處理船上廢水的裝置，其包括收集船上產(chǎn)生的黑水和灰水的一個(gè)或多個(gè)收集罐，含一個(gè)或多個(gè)帶式過濾器的初級(jí)處理單元，含接收來自第一過濾單元的濾液的一個(gè)或多個(gè)微過濾或超過濾模塊的二級(jí)處理單元和含接收來自第二過濾單元的濾液的至少一個(gè)臭氧處理模塊的三級(jí)處理單元，該裝置適合連續(xù)作業(yè)。在本說明書的上下文中，術(shù)語(yǔ)“收集罐”表示一種罐，其通常在抽吸下進(jìn)行工作，適合于接收廢水排放物并且將其連續(xù)地供應(yīng)到初級(jí)處理單元，沒有中間存儲(chǔ)的步驟。發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，帶式過濾器、微過濾或超過濾和臭氧處理模塊的組合適合可靠地處理在船上產(chǎn)生的所有黑水和灰水，直到允許該廢水的后續(xù)外排放或?qū)⒃诖献鳛楣I(yè)用水(即非飲用淡水)再循環(huán)?？紤]到根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的教導(dǎo)，在船上收集、存儲(chǔ)直到隨后在陸地上被處理或處置的廢水根本不能由這些單元的相同組合成功地被處理，本申請(qǐng)的結(jié)果是相當(dāng)令人驚訝。不希望受任何理論的束縛，可以假定甚至儲(chǔ)存幾天的黑水和灰水引起待處理物質(zhì)的組成的改變，可能是由于不同污染物之間的反應(yīng)，從而在后期導(dǎo)致更嚴(yán)酷的處理?xiàng)l件。根據(jù)本發(fā)明，將船上產(chǎn)生的廢水直接供給所述裝置具有便宜、小尺寸和高效處理的優(yōu)點(diǎn)，可以在廢水排放到收集罐中時(shí)投入使用，且不使用化學(xué)品。在一個(gè)實(shí)施方案中，三級(jí)處理單元包括在臭氧處理模塊下游的反滲透過濾器，其可具有進(jìn)一步提高裝置出口處的已處理水的最終品質(zhì)的優(yōu)點(diǎn)。在一個(gè)實(shí)施方案中，至少兩個(gè)連續(xù)地供料給初級(jí)處理單元的收集罐，其中之一僅接收來自廚房的灰水。在這種情況下剩余的灰水和黑水被一個(gè)或多個(gè)另外的收集罐所收集。這樣具有使船上的液壓連接更有效的優(yōu)點(diǎn)。在一個(gè)實(shí)施方案中，例如，收集來自廚房灰水的收集罐設(shè)置有下游油分離器，其具有使在初級(jí)處理單元中的后續(xù)處理更容易的優(yōu)點(diǎn)。因此，在這種情況下，分離收集罐的優(yōu)點(diǎn)在于，僅相當(dāng)于被油殘余物典型污染的水流，向油分離器供給有限量的水，從而提高效率并減少處理時(shí)間和初級(jí)處理單元的尺寸。在一個(gè)實(shí)施方案中，裝置中所有的過濾器都是完全自動(dòng)化且自清潔。在一個(gè)實(shí)施方案中，所述裝置的初級(jí)處理單元以大于50％的量除去TSS，二級(jí)處理單元可以以大于90％的量除去TSS。本領(lǐng)域技術(shù)人員容易決定如何控制不同單元的尺寸以實(shí)現(xiàn)這些發(fā)明人已發(fā)現(xiàn)按照所述裝置的總尺寸和效率可方便地實(shí)現(xiàn)期望的結(jié)果。

另一方面，本發(fā)明涉及一種在如上所述裝置中處理船上產(chǎn)生的廢水的方法，包括以下步驟：將來自收集罐的黑水和灰水投料至設(shè)置有帶式過濾器的初級(jí)處理單元，將相關(guān)的濾液投料至設(shè)置有微過濾或超濾的二級(jí)處理單元，將隨后的濾液投料至設(shè)置有臭氧處理和任選的反滲透過濾的三級(jí)處理單元，全部步驟都處于連續(xù)循環(huán)中。在一個(gè)實(shí)施方案中，已處理的、排出所述裝置的水被向船外排放。在可選的實(shí)施方案中，已處理的、排出所述裝置的水可全部或部分作為工業(yè)用水再循環(huán)。

現(xiàn)在將參考附圖描述本發(fā)明的一些實(shí)施方式，其僅闡述本發(fā)明所述特定實(shí)施方式中不同元件的相互設(shè)置關(guān)系；特別地，附圖不一定按比例繪制。

附圖說明

圖1示意性地示出本發(fā)明第一實(shí)施方案的用于處理廢水的裝置；

圖2示意性地示出本發(fā)明的第二實(shí)施方案的用于處理廢水的裝置；

圖3示意性地示出本發(fā)明的第三實(shí)施方案的用于處理廢水的裝置。

具體實(shí)施方式

參照附圖，根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方案，安裝在游輪上的廢水處理裝置包括一個(gè)用于暫時(shí)收集所有船上廢水的收集罐1。收集在罐1中的水通過管10輸送到處理系統(tǒng)11。在處理系統(tǒng)11的出口處設(shè)置有導(dǎo)管12，已處理的水從該導(dǎo)管12流出，準(zhǔn)備排放或輸送到工業(yè)水箱(未示出)。

處理系統(tǒng)11包括裝備有接收來自罐1的廢水的帶式過濾器13的初級(jí)處理單元，將相關(guān)濾液輸送到包括微過濾過濾器14的二級(jí)處理單元。帶式過濾器13還包括固體出口15。微過濾過濾器14也包括固體出口16。在另一個(gè)實(shí)施方案中，在出口16的固體可以再循環(huán)到過濾器13的入口以使處理系統(tǒng)11僅有一個(gè)固體的出口15。

在過濾器13的出口15的固體和在過濾器14的出口16的固體被收集，以便排出。

來自微過濾過濾器14的已處理的水被供應(yīng)到裝備有臭氧處理模塊17和供已處理的水流出的管道12的三級(jí)處理單元。

同第一實(shí)施方案一樣，本發(fā)明的第二實(shí)施方案的廢水處理裝置包括用于臨時(shí)接收船上所有廢水的收集罐1，其進(jìn)一步裝備有處理系統(tǒng)20。

在這種情況下，包括臭氧處理模塊17的三級(jí)處理單元的輸出物被送到反滲透過濾單元21。在過濾器21的出口處設(shè)置供已處理的水流出的導(dǎo)管12，準(zhǔn)備排放。

在本發(fā)明的第三實(shí)施方案中，廢水分成兩個(gè)獨(dú)立的水流：來自廚房的水被收集到第一收集罐31中，而黑水和剩余的灰水收集到第二收集罐30中。

收集罐30的輸出物通過管道10直接進(jìn)入本發(fā)明第一實(shí)施方案所述處理系統(tǒng)11或本發(fā)明第二實(shí)施方案所述處理系統(tǒng)20。

收集罐31的輸出物被輸送到油分離器32，其輸出物經(jīng)由導(dǎo)管10輸送到處理系統(tǒng)11或20。

實(shí)施例

以下適宜的實(shí)施方案的實(shí)例用于說明實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的具體方式。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，以下公開的裝置、組合物和技術(shù)代表由發(fā)明人發(fā)現(xiàn)的在本發(fā)明的實(shí)踐中良好運(yùn)行的裝置、組合物和技術(shù)；然而，根據(jù)本申請(qǐng)公開的內(nèi)容，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在公開的具體實(shí)施方案中可以進(jìn)行許多改變，并且仍然獲得相同或相似的結(jié)果，而不脫離本發(fā)明的范圍。

裝備有帶式過濾器13的初級(jí)處理單元是成功在船上處理廢水的裝置的關(guān)鍵組件。不同于地面處理廠，在其中黑水被雨水和灰水大量稀釋，在客船上，由于收集系統(tǒng)在真空下工作，水被高度濃縮，因此使用較少的輸送水。而且，在收集后立即開始處理，因此使用水稀釋污染物的現(xiàn)象最小化。由于污染物還沒有完全地、緊密地溶解在輸送水中，通過使用高性能過濾裝置處理這種類型的廢水可能去除大量的COD和BOD5。

為了避免疑惑，在本說明書的上下文中：

-術(shù)語(yǔ)“COD”用于表示化學(xué)需氧量；以毫克氧每升(mg_O2/l)表示，代表完全化學(xué)氧化水中的有機(jī)物和無機(jī)物所需的氧的量

-術(shù)語(yǔ)“BOD5”用于表示生化需氧量，定義為在暗室、20℃的溫度下5天內(nèi)需氧微生物分解一升水或水溶液中的有機(jī)物質(zhì)的所需要的O₂的量

發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，過濾器13可以是諸如由Salsnes Filter AS公司以名稱SF1000或SF2000銷售的產(chǎn)品。

它由一個(gè)裝置組成，所述裝置具有依靠一系列設(shè)置于容器內(nèi)的滾軸驅(qū)動(dòng)的傾斜的環(huán)形過濾帶和水平運(yùn)行使得濾液向下流動(dòng)的部分，在該容器中廢水被強(qiáng)制通過。為了去除從過濾網(wǎng)分離的殘留物，在過濾帶后面放置吹風(fēng)裝置將空氣吹向過濾帶，該殘留物通過設(shè)置在吹風(fēng)裝置下方的螺旋輸送機(jī)輸送出去。

盡管其尺寸小，過濾器13能夠以10l/s的流量處理水。它可以在不使用化學(xué)產(chǎn)品的情況下除去40至70％，通常高于50％的TSS，和15至40％，通常高于20％的BOD。此過濾器完全自動(dòng)化。

對(duì)于二級(jí)處理單元，諸如由Everblue和Filtrex公司所商業(yè)化的自清潔筒式過濾器可以用作微過濾過濾器14。所述筒式過濾器的過濾精度可以在1至80μm的范圍內(nèi)。所述筒通過加壓水以自動(dòng)方式清潔，固體保留在所述筒式的外部。

可以串聯(lián)連接相同類型的幾個(gè)過濾器，在本發(fā)明一個(gè)的實(shí)施例中，三個(gè)過濾精度分別為80、20和1μm的這種類型過濾器被串聯(lián)使用。每個(gè)過濾器內(nèi)都存在多個(gè)筒。還使用耦合到Oltremare 750kDa超濾模塊的20μm微過濾器進(jìn)行了成功的測(cè)試。

過濾器14能夠處理黑水和灰水，可實(shí)現(xiàn)70％至95％的TSS減少量，對(duì)于尺寸超過25μm的固體，通?？蓪?shí)現(xiàn)大于90％的TSS減少量，以及可實(shí)現(xiàn)40至60％、通常高于50％的COD減少量。

三級(jí)處理單元包括用于臭氧處理的完整系統(tǒng)17，這種系統(tǒng)之一例如可由O.E.I.Ozono Elettronica Internazionale公司提供，該系統(tǒng)設(shè)計(jì)成使水流沿著導(dǎo)管或容器與臭氧接觸。

始于空氣濃度為2至4重量％的臭氧或始于氧氣濃度為6至15重量％的臭氧通過裝備有文丘里(Venturi)泵的系統(tǒng)與待處理的水接觸。

通過設(shè)計(jì)在給定時(shí)間段內(nèi)容納待處理廢水的管子以確保正確的接觸時(shí)間。

UV燈系統(tǒng)可以放置在水/臭氧接觸系統(tǒng)的下游。這是為了確保在排出導(dǎo)管12之前完全沒有殘留臭氧溶解在排水口中。

在低壓下，反滲透單元21是基于半透膜的過濾器，水可以流過這些半透膜，但是離子和較大分子例如有機(jī)物質(zhì)不能通過。

因此，所輸送的廢水被分離成清潔水流(滲透物)和高濃縮的廢水(濃縮物)。

反滲透單元也可用于去除重金屬，例如銅，鎳，鋅和殘余氮化合物。可使用由聚酰胺和聚砜的復(fù)合膜制成的膜。膜可以以自動(dòng)方式清潔。

油分離器32可以是FM Environmental Ltd.公司以Titan Class D10命名的商業(yè)化產(chǎn)品。該單元被細(xì)分為幾個(gè)部分，其能夠處理10l/s的流量。該裝置可以除去高達(dá)99％的脂肪物質(zhì)(即每小時(shí)高達(dá)72kg的脂肪)。廢水進(jìn)入擴(kuò)散器，所有大的食物顆粒被截留在初級(jí)過濾器(大固體)中。無固體廢水繼續(xù)流入主罐。將沉降的固體周期性地通過二次過濾器(小固體)泵送。小和大固體都收集在罐中。在將水供應(yīng)到主罐之后，比水輕的脂肪在重力和截留的殘余物的作用下被分離。油分離器32可裝備自動(dòng)清潔系統(tǒng)。

預(yù)程序化的去除循環(huán)首先通過擴(kuò)散空氣來攪拌水。這有助于進(jìn)一步分離懸浮的脂肪塊并將廢物引導(dǎo)至排放裝置。廢物然后被拍打，脂肪融化。液化的脂肪被脫脂并轉(zhuǎn)移到船外。

帶式過濾器13和微過濾過濾器14可以以大于90％的量去除TSS，因此在臭氧處理模塊17的入口處，TSS將低于5％，使得臭氧處理非常有效。

如上所述的處理方法的一個(gè)具體特征是該循環(huán)是連續(xù)的。存于罐1,30,31中的廢水被直接送到處理裝置11或20，而不允許它們?cè)诠拗谐两怠?/p>

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，其僅供給來自住房的灰水，結(jié)果如表1所示。在僅供給黑水的情況下，結(jié)果如表2所示。

前面的描述不旨在限制本發(fā)明，在不脫離其范圍的情況下，可以根據(jù)不同的實(shí)施方案使用本發(fā)明，并且其范圍僅由所附權(quán)利要求限定。

在本申請(qǐng)的整個(gè)說明書和權(quán)利要求書中，術(shù)語(yǔ)“包括”及其變型例如“包括”和“包括”不意圖排除其他元件，組件或附加的處理步驟的存在。

包括在本說明書的上述文件，行為，材料，設(shè)備，和類似的討論的目的僅在于提供本發(fā)明的背景。這并不說明或代表任何或所有這些事項(xiàng)形成了優(yōu)先權(quán)日之前的現(xiàn)有技術(shù)基礎(chǔ)的一部分或本領(lǐng)域常識(shí)。