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船舶生活污水处理设备研究

作　者: 张先超
导　师: 徐建平
学　校: 安徽工程大学
专　业: 环境工程
关键词: 船舶生活污水 MBR膜 PLC 排放标准接触氧化
分类号: X703
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

目前,国内的一体化、小型化的船舶生活污水处理装置的研发和设计还都处在起步阶段,国外虽有一些成功的经验,但昂贵的设备成本和昂贵的维护费用让国内的船舶厂望而兴叹。另外,近年来国际海事组织(IMO)对船舶污水排放标准作了大幅度的提高,传统的污水处理装置已不能完全满足新标准规定的要求。本研究所设计的船舶生活污水处理装置是基于对船舶生活污水污染特性的把握以及总结国内外在船舶生活污水处理的经验上。运用环境工程污水处理原理、机械结构设计原理以及电气自动控制原理以实现船舶生活污水处理装置的小型化、自动化。本装置采用活性污泥接触氧化-MBR相结合法作为船舶生活污水的处理工艺,其主要分三级实现,第一级污水反应器即曝气柜,污水与经驯养的活性污泥在有氧曝气的情况下充分接触氧化；第二级过渡沉淀柜,污水经第一级处理后溢流进沉淀柜(沉淀的活性污泥可运用气提进曝气柜再次参与生化反应),沉淀柜可为膜柜中生物膜提供良好的运行环境；第三级是MBR膜生物反应,采用间断曝气,一方面可以反应第一级未被完全分解的大分子有机物,同时可进行硝化和反硝化反应,也可有效的去除氮、磷。通过膜后出水SS也可以克服传统设备因船舶摇摆而不能达标的难题。机械结构设计方面,装置在机械结构上整体可分3大块,第一块：曝气柜的结构、沉淀柜结构和MBR膜柜结构的设计；第二块：曝气泵、抽吸泵、排出泵、紫外杀菌器的选型；第三块：整个装置的排水管道和曝气管道的设计。电气控制方面,主要采用PLC可编程控制器来实现装置的自动运行,本研究所设计的装置分3个模式：正常模式、低功耗模式和公海模式,达到不同条件下最佳的运行方式。进行样机装置污水实验,对样机试运行,以模拟船舶生活污水配置的污水作为实验污水,本实验得出以下实验结果：(以下数据均为多组实验的平均值)(1)COD值达标,所配原污水COD平均值为1122mg/l,经处理后COD值降为平均值62mg/l。(2)BOD值达标,所配原污水BOD平均值为732mg/l,经处理后BOD值降为平均值4mg/l。(3)SS值达标,出水无明显悬浮物,所配原污水平均值为：946mg/l,经处理后的平均值为14mg/l。水样PH值合格,大致范围为7.1-7.4。(4)耐热大肠杆菌合格,取紫外灯前后水样送检,紫外灯杀菌前水样大肠杆菌数约为2×105个,经紫外灯管杀菌后耐热大肠杆菌未检出。(5)实验发现曝气量的大小、负荷的变化都会易导致污泥膨胀。实验证明,此套船舶污水处理设备设计方案在技术上是合理可行的,设计的样机对污水处理效果达到IMO排放标准,应具有广泛推广应用价值。

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摘要 5-7ABSTRACT 7-13第1章绪论 13-21 1.1 船舶生活污水的来源 13 1.2 船舶生活污水其主要特点 13-15 1.3 船舶生活污水的危害 15-16 1.4 船舶生活污水处理技术的国内外现状 16-19 1.4.1 国外的研究近况 16-18 1.4.2 国内的研究近况 18-19 1.5 研究课题的提出及意义 19-20 1.6 研究的目的及研究内容 20-21 1.6.1 研究目的 20 1.6.2 研究内容 20-21第2章船舶生活污水处理工艺的设计 21-25 2.1 引言 21 2.2 工艺的分析 21-22 2.3 船舶生活污水处理工艺的确定 22-23 2.4 处理工艺在船舶生活处理装置中的应用 23-24 2.5 本章小结 24-25第3章船舶生活污水处理装置的机械结构设计 25-33 3.1 船舶生活污水处理装置的总体结构 25 3.2 装置各部件的确定 25-31 3.2.1 曝气柜、沉淀柜、MBR膜柜等的设计 25-29 3.2.2 抽吸泵、排出泵、紫外杀菌器的选取 29-30 3.2.3 管道系统的设计 30-31 3.3 本章小结 31-33第4章装置电气控制系统的设计 33-55 4.1 电控系统的设计 33 4.2 装置实现自动运行PLC的程序语言 33-48 4.3 各电路元件控制电路设计 48-54 4.3.1 曝气泵、抽吸泵、排出泵控制电路的设计 48-51 4.3.2 电磁阀1、紫外杀菌灯控制电路的设计 51-54 4.4 本章小结 54-55第5章样机的污水实验 55-62 5.1 实验所用的主要仪器 55 5.2 实验部分 55-60 5.3 实验数据分析 60-61 5.4 本章小结 61-62第6章结论与展望 62-64参考文献 64-69攻读学位期间发表的学术论文目录 69-70致谢 70

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