【正文】 也感謝學(xué)校對我的培養(yǎng)，給我這么好的學(xué)習(xí)環(huán)境讓我順利的完成我的大學(xué)。在這兩個(gè)月里我的輔導(dǎo)老師劉淑琴老師也給了我很多指導(dǎo)和幫助，我要非常的感謝劉老師對我的幫助。完成后才知道為什么大學(xué)畢業(yè)必須要做畢業(yè)設(shè)計(jì)，這不只是一篇畢業(yè)設(shè)計(jì)，它是對我們?nèi)陙硭鶎W(xué)知識(shí)的一個(gè)總結(jié)，在完成過程中我才發(fā)現(xiàn)一篇畢業(yè)設(shè)計(jì)幾乎把我兩年所學(xué)的課本重新學(xué)了一遍。毫無疑問,在船舶生活污水處理技術(shù)上占明顯優(yōu)勢的膜生物反應(yīng)器MBR灰水處理技術(shù)和真空收集蒸餾處理的 VDT黑水處理技術(shù)的合二為一定能在船舶污水處理方面發(fā)揮其獨(dú)特作用。此外 ,目前普遍認(rèn)為對巡航在阿拉斯加海域郵輪黑水、灰水處理的法規(guī)要求，將很快會(huì)延伸到世界其它海域的郵船及貨船。而黑水的混入,勢必會(huì)增加膜生物反應(yīng)器的處理負(fù)荷 ,降低膜生物反應(yīng)器的處理能力。這種設(shè)計(jì)與設(shè)兩套VDT處理裝置相比，初投資成本和占據(jù)空間要大一些 ,更適合大型船舶。MBR技術(shù)處理過程中是無需暫停的,在VDT處理裝置停止進(jìn)水的時(shí)間內(nèi),將黑水通入MBR處理裝置中。這樣分開處理 ,結(jié)果應(yīng)該非常令人滿意 ,因?yàn)榧瘸浞职l(fā)揮了兩者的優(yōu)勢,又充分減輕了VDT裝置和 MBR 裝置的負(fù)荷 ,處理效果更好 ,運(yùn)行管理也不復(fù)雜。這樣分開處理既能減小VDT裝置的負(fù)擔(dān),又能充分利用現(xiàn)有的MBR技術(shù)。表5 柴油機(jī)船舶生活用水量船員按 25 人計(jì)算 ,黑水量應(yīng)在 300～750 L/（人?d）之間 ,如果加上灰水量后的總生活污水量是4750 L左右,遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于VDT處理裝置的處理能力。而船舶生活污水量,每人每天產(chǎn)生的糞便污水量約為14 L。因此細(xì)菌幾乎不能通過膜而排出，膜生物反應(yīng)器不需要使用消毒劑及附屬裝置。為消除這些致病菌，傳統(tǒng)的污水處理裝置用氧化性質(zhì)的化學(xué)品進(jìn)行消毒滅菌，但同時(shí)也帶來了化學(xué)品對水體的二次污染。 生物處理的主要微生物是細(xì)菌和原生動(dòng)物，有時(shí)還有真菌和少數(shù)后生動(dòng)物，它們一方面作為消除污染的主要力量，另一方面形成絮體。而且，膜生物反應(yīng)器高濃度的MLVSS為反硝化提供了內(nèi)部的厭氧條件，總氮的去除率可以達(dá)到50%~60%，由于維持較長的泥齡和膜的攔截作用，NH3N的去除率可以達(dá)到90%以上。而當(dāng)NO3—進(jìn)入沉淀柜后會(huì)發(fā)生反硝化 (NO3—+H+→N2+H2O)，產(chǎn)生的氮?dú)鈺?huì)吸附沉淀柜中已經(jīng)沉淀的污泥，從而使出水帶泥，SS嚴(yán)重超標(biāo)。 船舶污水中的NH3N含量是相當(dāng)高的， 除供生物進(jìn)行新陳代謝外， 還會(huì)有多余的NH3N存在于水體中。所以有研究者認(rèn)為，膜生物反應(yīng)器內(nèi)的高濃度活性污泥可以通過微生物自身的內(nèi)源呼吸消化， 保持污泥量的恒定，無剩余污泥產(chǎn)生，達(dá)到“零排放”。由于剩余污泥不能直接排放，因此需要相當(dāng)?shù)目臻g貯存污泥。當(dāng)然，膜生物反應(yīng)器內(nèi)的活性污泥濃度也不能無限制地升高，因?yàn)闈舛冗^高，液體的特性會(huì)發(fā)生突變，粘度會(huì)呈指數(shù)性升高，膜表面的濃度極化現(xiàn)象會(huì)異常嚴(yán)重，造成膜的水通量顯著降低，甚至出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象。其原因是大量活性污泥絮體、游離細(xì)菌等被膜表面截流，使孔徑因阻塞而變小，在原來的膜表面形成一層動(dòng)態(tài)膜，減小了膜的有效孔徑，導(dǎo)致膜的實(shí)際截流分子量降低。根據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，膜生物反應(yīng)器的有機(jī)物去除能力是常規(guī)污水處理系統(tǒng)的5~7倍。系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，微生物增長速度為零((dX/dt)g=0)，有機(jī)物的降解速度與有機(jī)物濃度線形相關(guān)。通常，膜生物反應(yīng)器的污泥濃度可以達(dá)到15~20g/L，而常規(guī)的處理裝置僅為 2~4g/L。不僅如此，MBR的容積負(fù)荷要高于國內(nèi)外的類似污水處理裝置。在平均日處理量為52,927L的情況下，MBR處理效果如表1所示，試驗(yàn)結(jié)果和現(xiàn)行規(guī)范比較結(jié)果列于表4。對于處理船舶污水的生化膜反應(yīng)器，從抗生物腐蝕的角度考慮，使用聚丙(乙)烯類膜為宜。膜材質(zhì)的篩選應(yīng)要求其既抗化學(xué)腐蝕，又抗生物腐蝕?，F(xiàn)在廣泛用于污水處理的都是有機(jī)膜（如聚砜膜、聚丙烯腈膜等）。無機(jī)膜的代表為陶瓷膜，由于無機(jī)物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，因而能在相當(dāng)惡劣的條件下使用，抗感染能力強(qiáng)，壽命長。系統(tǒng)運(yùn)行一段時(shí)間以后，膜組件內(nèi)的活性污泥濃度增高，定期外排污泥，保持系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。圖中灰水和黑水的定義與 MAPOL 73/78 附則Ⅳ相同。污水中的異味主要由氨氮產(chǎn)生。特殊情況下，比如拋錨停航、進(jìn)廠修船等,這時(shí)船舶廢熱就不足甚至沒有,這種情況下VDT烘干處理裝置可使用副鍋爐的蒸汽熱源或由船舶熱水系統(tǒng)提供,但是這時(shí)裝置的運(yùn)行成本將有所增加。為了將造水機(jī)原理與生活污水處理結(jié)合起來，并使整個(gè)裝置更加緊湊，生活污水的收集必須采用真空收集法兩者結(jié)合后的VDT裝置原理見圖 1圖 1 真空蒸餾處理船舶生活污水( VDT)原理VDT處理技術(shù)需要充分的熱源供應(yīng),烘干處理所需要熱量的多少 ,主要取決于船舶的在船人數(shù) ,即取決于生活污水的總量。用造水機(jī)原理和船舶廢熱，將船舶生活污水中的液體部分蒸發(fā)成水蒸汽后直接排出 ,而且無需冷凝，這樣既簡化了裝置和操作，又不要提供冷凝海水(節(jié)能)。因此VDT技術(shù)是適合時(shí)代發(fā)展的節(jié)能型船舶生活污水處理技術(shù)。船舶廢熱還有很多并具有廣闊的開發(fā)前景，如廢氣鍋爐產(chǎn)生的多余的蒸汽，主機(jī)潤滑油，副機(jī)缸套水，副機(jī)排氣，輔鍋爐的凝水系統(tǒng)等都具有大量的廢熱。一般主機(jī)功率為7500kW左右柴油機(jī)推進(jìn)的船舶，其造水機(jī)每天可生產(chǎn)淡水20～25m。以利用低溫廢熱進(jìn)行真空蒸餾淡化處理。下面先介紹一下真空蒸餾海水淡化的原理。此項(xiàng)技術(shù)對船舶建造和營運(yùn)有著非常重要的戰(zhàn)略意義。目前船用生活污水處理裝置大多存在體積較大，耐水力沖擊負(fù)荷能力差，處理效果不穩(wěn)定，操作、維修不方便等缺點(diǎn)。近年來國際海事組織(IMO)制定了大量的法律法規(guī)來防止日漸嚴(yán)重的船舶污染，于2003年9月27日生效的MARPOL73/78公約的附則Ⅳ《防止船舶生活污水污染規(guī)則》規(guī)定，除非特殊情況，禁止船舶直接向海域排放生活污水；船舶必須安裝符合相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的生活污水處理裝置等。它具有節(jié)能、環(huán)保、操作簡單、達(dá)到零排放等獨(dú)特的優(yōu)越性。生物反應(yīng)器工藝通過膜分離技術(shù)大大強(qiáng)化了生物反應(yīng)器的功能，與傳統(tǒng)的生物處理方法相比，具有生化效率高，抗負(fù)荷沖擊能力強(qiáng)，出水水質(zhì)穩(wěn)定，占地面積小，排泥周期長，易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制等優(yōu)點(diǎn),是目前最有前途的污水處理工藝。2000年，英國 Hamworthy 公司生產(chǎn)出第一臺(tái)船舶用膜生物反應(yīng)器處理裝置，并于2000~2001年進(jìn)行了膜反應(yīng)器全世界首次實(shí)船試驗(yàn)，取得了很好的試驗(yàn)效果。八十年代中后期，膜技術(shù)開始應(yīng)用在陸用的污水處理裝置和工程上，九十年代開始逐步推廣。膜生物反應(yīng)器最早出現(xiàn)于六十年代的美國，由于當(dāng)時(shí)的膜