[发明专利]船舶生活污水处理耦合氮磷回收一体化系统及方法

说明书

本发明公开一种船舶生活污水处理耦合氮磷回收一体化系统，该系统包括依次相连的污水混合箱、主功能箱体(厌氧区，鸟粪石结晶区，膜生物反应区、沉淀区)和紫外消毒系统；上述系统还包括海水贮存池和镁离子纳滤浓缩装置，镁离子纳滤浓缩装置分别连接鸟粪石结晶区和海水贮存池。本发明还公开了使用上述系统进行船舶生活污水处理及氮磷回收的方法。本发明遵循目前可持续发展理念下的现代污水处理技术应同时具有水质改善、低能耗和实现污染物资源化等功能的要求，结合船舶生活污水有机物和氮磷浓度高的特性，解决了现有工艺脱氮除磷效率低、能耗较高以及资源浪费等问题，可为新型船舶污水深度处理及资源回收工艺和装备的推广应用提供理论和技术支撑。

技术领域

本发明涉及船舶生活污水生物处理技术与资源回收，具体涉及船舶生活污水处理耦合氮磷回收一体化系统及方法。

背景技术

随着航运业和海洋开发的空前发展，船舶数量急剧增加，海洋环境的污染越来越严重。由海运所带来的船舶生活污水污染问题也逐渐引起人们的关注。船舶污水作为一种流动性污染源，如果直接排入海洋、内河水环境(湖泊、水库)将会造成水体富营养化，严重的会导致水质恶化和鱼类的死亡或迁徙。氮、磷是造成水体富营养化的主要元素，但也属于稀缺资源。随着世界人口增长和工农业生产的扩大，氮、磷资源日渐枯竭，而船舶生活污水由生产生活中产生的“黑水”和“灰水”组成，含有“较丰富”的氮、磷，回收潜力巨大。如果能将船舶污水中的氮、磷回收，不仅能避免水体富营养化的产生，还能实现资源的循环利用，符合当前我国建设环境友好型和资源节约型社会的要求，具有经济和环境双重效益。

鸟粪石(MAP)结晶法可以高效的去除船舶生活污水中高浓度的氨氮和磷酸盐，具有反应速度快，受水力条件和废水中悬浮物的影响小等特点。生成物MAP沉降性能好，可作为一种高效的农业缓释肥料，具有很高的利用价值，是目前回收废水中氮磷领域的研究热点。但是，由于镁源的投加成本较高，MAP法的应用受到了限制，研究人员正在寻找价廉高效的沉淀剂。而海水中含有丰富的Mg²⁺，并且船舶上海水的取用非常方便，利用海水作为MAP法的镁源处理氮磷废水可以降低处理成本，提高处理效率，具有很高的实用价值。

船舶生活污水水量和水质变化大，成分较为复杂，受船舶自身环境和空间的限制，对处理方法和装置有较高的要求。目前，膜生物反应器(MBR)工艺由于其占地面积小，出水水质高等优点被广泛应用于移动式船舶生活污水的处理。MBR主要是通过将膜分离技术和生物反应技术有机结合，提高了系统固液分离效果，从而使系统出水水质和容积负荷都得到大幅度提高，其工艺形式主要有内置式膜生物反应器及分置式膜生物反应器等多种类型。随着国际海事组织(IMO)对船舶生活污水排放标准的提高，目前的污水处理已经不再局限于对单一技术的改进，越来越多的工艺将不同的技术加以组合，以寻求开发出占地面积小，易于控制，且能高效、经济、快速处理污水的新工艺。

发明内容

本发明的目的是：提供一种能同时实现船舶生活污水的净化和氮、磷、镁资源回收的船舶生活污水处理及资源回收一体化系统。

本发明的另一目的是提供使用上述系统进行船舶生活污水处理及氮磷回收的方法。

技术方案：本发明提供一种船舶生活污水处理耦合氮磷回收一体化系统，该系统包括依次相连的污水混合箱、主功能箱体和消毒装置；上述系统还包括海水贮存池和镁离子纳滤浓缩装置；主功能箱体内设有依次相互连通的厌氧区、鸟粪石结晶区和膜生物反应区；污水混合箱与厌氧区相连，膜生物反应区与消毒装置相连，镁离子纳滤浓缩装置分别与鸟粪石结晶区和海水贮存池相连。