申請日2015.09.26
公開(公告)日2015.12.23
IPC分類號C02F1/36; B63J4/00; C02F9/14; C02F1/46
摘要
本發(fā)明提供的是一種超聲強化內(nèi)電解耦合生物法處理船舶污水的裝置及方法。原水水箱中的船舶生活污水通過蠕動泵進(jìn)入催化鐵內(nèi)電解柱，安裝于催化鐵內(nèi)電解柱中的超聲波振動棒發(fā)射超聲波強化內(nèi)電解反應(yīng)，經(jīng)超聲強化內(nèi)電解反應(yīng)后的廢水再進(jìn)入曝氣池，由MBR中的活性污泥進(jìn)一步對廢水中的污染物進(jìn)行處理，時間繼電器控制曝氣泵的啟停，曝氣泵運行時，曝氣池內(nèi)硝化細(xì)菌進(jìn)行好氧硝化反應(yīng)，同時反抽吸泵抽吸出水，當(dāng)曝氣泵關(guān)閉時，曝氣池內(nèi)進(jìn)行反硝化脫氮作用，抽吸泵停止抽吸。本發(fā)明不僅可以有效實現(xiàn)導(dǎo)則中對船舶生活污水氮磷排放的要求，且此裝置節(jié)省船舶空間，無需硝化液回流，操作管理方便，適合船舶使用。
摘要附圖
權(quán)利要求書
1.一種超聲強化內(nèi)電解耦合生物法處理船舶污水的裝置，包括原水水箱、蠕動泵、超聲 發(fā)生器、超聲波振動棒、催化鐵內(nèi)電解柱、MBR膜生物反應(yīng)器、曝氣泵、抽吸水泵、反洗水 泵，其特征是：所述催化鐵內(nèi)電解柱中裝填鐵系催化劑，所述MBR膜生物反應(yīng)器為一體式 膜生物反應(yīng)器，反應(yīng)器箱體分為兩個區(qū)，一個是曝氣池即MBR處理區(qū)，曝氣池內(nèi)設(shè)兩個簾 式的或板式的微濾、超濾膜組件，并投加活性生物填料，另一個是清水池，經(jīng)膜分離后的清 水進(jìn)入清水池，同時反沖洗用水由清水池供給，原水水箱通過蠕動泵連接催化鐵內(nèi)電解反應(yīng) 柱，由超聲發(fā)生器控制的超聲波振動棒安裝在催化鐵內(nèi)電解反應(yīng)柱上方，催化鐵內(nèi)電解反應(yīng) 柱的出口連接曝氣池，曝氣泵間歇向曝氣池中供氣，膜組件通過抽吸水泵連接清水池，清水 池與膜組件之間連接反洗水泵。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲強化內(nèi)電解耦合生物法處理船舶污水的裝置，其特征是： 所述鐵系催化劑為鐵鍍有惰性金屬的廢鐵屑、摻雜銅絲的鐵刨花或者摻雜銅片的鐵刨花。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的超聲強化內(nèi)電解耦合生物法處理船舶污水的裝置，其特征是： 超聲發(fā)生器的超聲頻率為10～1000kHZ，功率為20～1000w。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的超聲強化內(nèi)電解耦合生物法處理船舶污水的裝置，其特征是： 在催化鐵內(nèi)電解柱中設(shè)置微波發(fā)生器。
5.一種超聲強化內(nèi)電解耦合生物法處理船舶污水的方法，其特征是：原水水箱中的船舶 生活污水通過蠕動泵進(jìn)入催化鐵內(nèi)電解柱，安裝于催化鐵內(nèi)電解柱中的超聲波振動棒發(fā)射超 聲波強化內(nèi)電解反應(yīng)，超聲頻率為10～1000kHZ、功率為20～1000w，超聲時間為10～30min， 經(jīng)超聲強化內(nèi)電解反應(yīng)后的廢水再進(jìn)入曝氣池，由MBR中的活性污泥進(jìn)一步對廢水中的污 染物進(jìn)行處理，時間繼電器控制曝氣泵的啟停，曝氣泵運行時，曝氣池內(nèi)硝化細(xì)菌進(jìn)行好氧 硝化反應(yīng)，同時反抽吸泵抽吸出水，當(dāng)曝氣泵關(guān)閉時，曝氣池內(nèi)進(jìn)行反硝化脫氮作用，抽吸 泵停止抽吸。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的超聲強化內(nèi)電解耦合生物法處理船舶污水的方法，其特征是： 催化鐵內(nèi)電解柱中填充的催化鐵體系為Cu/Fe、Ni/Fe、Pd/Fe、Ag/Fe、Mn/Fe或Co/Fe。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的超聲強化內(nèi)電解耦合生物法處理船舶污水的方法，其特征是： 在船舶生活污水中投加無機(jī)鹽，所述無機(jī)鹽為水解呈酸性的且具有絮凝效果的無機(jī)鹽。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的超聲強化內(nèi)電解耦合生物法處理船舶污水的方法，其特征是： 在催化鐵內(nèi)電解柱投加催化劑MnO2，MnOOH，F(xiàn)eOOH，或者加入金屬氧化物CuO、Al2O3或者加入沸石。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的超聲強化內(nèi)電解耦合生物法處理船舶污水的方法，其特征是： 在酸性環(huán)境下在催化鐵內(nèi)電解柱中加入H2O2構(gòu)成Fenton體系，在Fenton體系中加入過渡金 屬離子錳、鈷、銅、銀或鎳。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的超聲強化內(nèi)電解耦合生物法處理船舶污水的方法，其特征是： 在催化鐵內(nèi)電解柱中設(shè)置微波發(fā)生器，微波功率為100～1000w，輻照時間為1～10min，可間 隔運行。
說明書
超聲強化內(nèi)電解耦合生物法處理船舶污水的裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種處理船舶污水的裝置與方法，特別是一種可以有效去除船舶生活污水中 的氮磷污染物的裝置與方法。
背景技術(shù)
伴隨著航運事業(yè)和現(xiàn)代海洋開發(fā)技術(shù)飛速發(fā)展，世界上約70%～80%的貨運都由船舶負(fù) 責(zé)，而船舶運行過程中不可避免地會排放船舶污水。由于船舶污水的污染負(fù)荷高，大量有機(jī) 物和氮磷元素進(jìn)入水體，導(dǎo)致藻類和微生物等過度生長繁殖，水體富營養(yǎng)化引發(fā)赤潮和水華， 嚴(yán)重影響了海洋生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。目前關(guān)于船舶污水治理的研究還停留在有機(jī)物、SS 等污染指標(biāo)，而國際海事組織(InternationalMaritimeOrganization，簡稱IMO)在MARPOL 第64次會議上，通過了《2012年生活污水處理裝置排放標(biāo)準(zhǔn)和性能試驗導(dǎo)則》，導(dǎo)則新增了 總氮和總磷的排放要求，將于2016年1月1日起代替MEPC.159(55)決議。為了適應(yīng)新的 排放標(biāo)準(zhǔn)，保護(hù)海洋環(huán)境，采取有效的水處理技術(shù)去除船舶污水中的污染物具有重要意義。
目前，國內(nèi)外船舶生活污水的處理技術(shù)主要集中在膜生物反應(yīng)器(MBR)對于有機(jī)物和 SS的去除效果，而對于MBR脫氮除磷的研究較少，僅有的研究也主要將城市生活污水脫氮 除磷的A2/O工藝或混凝、高級氧化等物化方法與MBR聯(lián)合起來。采用投加聚合鋁鹽或鐵鹽 的方法，雖然可以有效去除污水中的磷元素，但對總氮的去除沒有效果。且投加藥劑的物化 方法存在處理成本高、污泥產(chǎn)生量大且難處理等問題。將傳統(tǒng)的A/O工藝、A2/O工藝與MBR 反應(yīng)器聯(lián)合起來用于船舶生活污水的脫氮除磷，其去除效果較好，但存在反應(yīng)裝置占地過大， 過度浪費有限的船舶空間的問題。同時，A/O工藝、A2/O工藝涉及硝化液及污泥的回流問題， 增加了操作的難度，不適用于技術(shù)有限的船舶上。
內(nèi)電解法基于電化學(xué)中的電池反應(yīng)，金屬鐵作為陽極材料和其他陰極材料浸沒在電解質(zhì) 溶液中發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)。在此電化學(xué)反應(yīng)中產(chǎn)生的新生態(tài)[H]和Fe2+等可與廢水中的多種污染 物發(fā)生氧化還原反應(yīng)，不僅可以破壞發(fā)色、助色基團(tuán)，還能將大分子物質(zhì)斷裂為小分子物質(zhì)， 有效達(dá)到脫色和提高廢水可生化性的目的。電化學(xué)腐蝕產(chǎn)生的Fe2+和Fe3+可與正磷酸鹽反應(yīng) 生成沉淀，有效去除廢水中的P元素，在堿性條件下，F(xiàn)e2+和Fe3+還可以生成絮凝劑Fe(OH)2和Fe(OH)3，對水中的膠體和懸浮物有絮凝作用，凈化廢水。但內(nèi)電解技術(shù)也存在以下缺陷： 反應(yīng)需在酸性或充氧條件下發(fā)生，需要調(diào)節(jié)進(jìn)出水pH值，且此種情況下鐵腐蝕速度加快， 曝氣增加了運行成本;體系運行一段時間后容易出現(xiàn)原料板結(jié)和堵塞現(xiàn)象，降低處理效果。 基于鐵炭內(nèi)電解技術(shù)存在的技術(shù)缺陷，催化鐵電解技術(shù)改用投加惰性金屬做陰極材料，與鐵 形成原電池增大兩極間的電位差，并加速陽極鐵的腐蝕。催化鐵技術(shù)無需調(diào)節(jié)進(jìn)出水pH，無 需增加曝氣措施就可獲得高效的電化學(xué)體系。催化鐵體系中陰極惰性金屬的種類、不同的材 料配比、材料的物理性質(zhì)和金屬兩極的搭載方式都將影響電解效率。用于廢水處理的鐵原料 常采用機(jī)械加工產(chǎn)生的廢鐵屑或鐵刨花，采用在廢鐵屑中加入惰性金屬絲、片或在鐵刨花上 鍍惰性金屬的方式構(gòu)成電化學(xué)系統(tǒng)。該體系與鐵屑內(nèi)電解技術(shù)的區(qū)別在于惰性金屬陰極具有 電化學(xué)催化作用，可以使吸附在金屬表面的難降解有機(jī)物直接還原。單質(zhì)鐵為電子供體，而 有機(jī)物為電子受體，有機(jī)物得電子破壞原有官能團(tuán)(如碳雙鍵斷裂、偶氮鍵加氫還原、硝基 還原為胺基、鹵代有機(jī)物脫氯等)，難降解有機(jī)物脫色或分解為小分子有機(jī)物，廢水可生化性 提高。催化鐵電解系統(tǒng)處理效果好、操作簡便，克服了鐵炭內(nèi)電解系統(tǒng)pH適應(yīng)范圍小、鐵 消耗量大且容易發(fā)生堵塞等缺陷。
超聲波是頻率大于16kHz的彈性波，具有能量集中、穿透力強、簡潔高效、無二次污染 等特點，將其作為催化內(nèi)電解的強化措施可極大地提升內(nèi)電解效率。超聲強化內(nèi)電解技術(shù)主 要利用以下作用：①空化作用，超聲作用產(chǎn)生的空化泡在迅速崩潰過程中，瞬間能產(chǎn)生5000K 的高溫、50MPa高壓，并伴隨有強烈的沖擊波和達(dá)100m/s速度的微射流。5000K的高溫對揮 發(fā)進(jìn)入空化泡內(nèi)的有機(jī)氣體有熱解斷鍵作用，使得有機(jī)物得到降解。同時，聲化學(xué)產(chǎn)生的高 溫高壓條件可使水分子H2O分解為·H和自由基或者生成H2O2，產(chǎn)生的氧化性自由基擴(kuò)散到 水體中，和有機(jī)物發(fā)生反應(yīng)。而空化泡崩滅產(chǎn)生的沖擊波和高速射流可使自由基及H2O2進(jìn)入 到空化泡外本體溶液中，通過未配對的電子繼續(xù)氧化降解水中的有機(jī)物。此外，空化產(chǎn)生的 高溫高壓足以使空化泡表層的水分子成為超臨界水(SCW)，可能存在瞬態(tài)超臨界水加速氧化 和水解，特別有利于常規(guī)條件下難溶解、大分子有機(jī)物的降解。②振蕩破碎和攪拌作用，超 聲波能量極強，在溶液中傳播時能加強鐵炭顆粒間的相互碰撞作用，使活性炭顆粒被粉碎成 細(xì)小顆粒，從而增大了比表面積。同時，超聲波推動溶液流向反應(yīng)器的各個角落，使鐵炭顆 粒在反應(yīng)器中分布更均勻而無死角。③再生作用，超聲波對活性炭吸附的有機(jī)分子的降解、 釋放可在一定程度上再生活性炭，提高處理效果，延長活性炭使用壽命。超聲強化內(nèi)電解技 術(shù)可以縮短污染物去除時間，減小處理裝置體積，節(jié)省成本。
為了更加強化催化鐵內(nèi)電解技術(shù)發(fā)揮的效率，除了增加超聲強化措施外，往往還可采用 其他強化技術(shù)。如在內(nèi)電解反應(yīng)中增加微波輻照工序，微波誘導(dǎo)可促進(jìn)鐵屑內(nèi)電解反應(yīng)床上 吸附的有機(jī)污染物解析、脫附，加速污染物的降解，提高去除效率。或者可以采用投加無機(jī) 鹽的方式，提高廢水的電導(dǎo)率，加快電化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行。在內(nèi)電解系統(tǒng)中投加氧化性物質(zhì)， 如H2O2，NaClO等等，投加的氧化物質(zhì)可以和內(nèi)電解發(fā)生協(xié)同作用，產(chǎn)生·OH自由基、O3 等，使得電極電勢提高，電子親和力增強，從而更快速的氧化有機(jī)物。而在鐵炭內(nèi)電解系統(tǒng) 中加入H2O2，在酸性條件下可構(gòu)成Fenton體系，在內(nèi)電解產(chǎn)生的鐵離子的催化作用下，F(xiàn)enton 反應(yīng)可產(chǎn)生大量的強氧化性羥基自由基，可有效氧化分解廢水中難降解污染物，大幅度提高 廢水的可生化性。在內(nèi)電解柱中投加金屬氧化物，如MnO2，它不僅可以起到催化劑的作用， 而其本身還是吸附劑，可以吸附水中的有機(jī)物，為內(nèi)電解氧化有機(jī)物提供反應(yīng)載體。在填料 中添加Al2O3可與鐵絮凝劑聯(lián)合起來取得更好的混凝效果。此外，在內(nèi)電解反應(yīng)柱間再加入 外加電場同樣可以強化內(nèi)電解效果，外電場的加入不僅可以強化廢水中的氧化還原反應(yīng)，還 可以在陽極附近產(chǎn)生少量的氣體，產(chǎn)生一定的擾動攪拌作用，加強鐵炭的接觸效率。當(dāng)外電 場電壓增加、板間距減小時，場內(nèi)電流增加使得有機(jī)物向電極移動的速度加快，鐵炭填料與 有機(jī)物接觸面積增大，從而可提高廢水去除效率。
以上強化內(nèi)電解技術(shù)均可實現(xiàn)加強內(nèi)電解效率的目標(biāo)，在實際應(yīng)用中可依據(jù)廢水水質(zhì)特 點和技術(shù)操作的可行性來合理選擇強化技術(shù)，使內(nèi)電解效率得到有效的提升。
MBR是結(jié)合了膜分離技術(shù)與活性污泥法等生物處理技術(shù)而發(fā)展起來的一種新型污水處 理工藝。它以超濾膜或微濾膜代替了傳統(tǒng)活性污泥處理工藝中的二沉池，使出水水質(zhì)不受污 泥沉降性能的影響。單獨的MBR反應(yīng)器由于不含有缺氧和厭氧反應(yīng)池而使得其脫氮除磷效 果較差，有些結(jié)合工藝在MBR反應(yīng)器前端增加缺氧和厭氧反應(yīng)工序使其構(gòu)成A/O-MBR或者 A2/O-MBR，其污水處理流程和污泥回流方式同于傳統(tǒng)活性污泥法的A/O或A2/O工藝。傳統(tǒng) 的A/O-MBR是在空間上分別設(shè)置缺氧攪拌池和好氧曝氣池，硝化和反硝化分別在兩個反應(yīng) 器內(nèi)完成。這種裝置脫氮效果較好，但需要設(shè)置污泥回流工序且缺氧池和MBR曝氣池分開 設(shè)置占用了較多的空間。也有研究者為了改善上述反應(yīng)器除磷效果較差的缺陷而提出了序批 式的缺氧/厭氧膜生物反應(yīng)器。該工藝包括一個缺氧/厭氧反應(yīng)區(qū)和一個好氧曝氣區(qū)，通過控制 好氧池硝化液的回流實現(xiàn)前端反應(yīng)池中的缺氧和厭氧兩種狀態(tài)，此種工藝下除磷效果有了很 大的提高。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明在于提供一種抵抗污水負(fù)荷沖擊能力強、節(jié)省船舶空間、操作簡便的超聲強化內(nèi) 電解耦合生物法處理船舶污水的裝置。本發(fā)明的目的還在于提供一種不僅可有效去除污水中 的氮磷等污染物，同時處理后的廢水可回利用的超聲強化內(nèi)電解耦合生物法處理船舶污水的 方法。
本發(fā)明的超聲強化內(nèi)電解耦合生物法處理船舶污水的裝置包括原水水箱、蠕動泵、超聲 發(fā)生器、超聲波振動棒、催化鐵內(nèi)電解柱、MBR膜生物反應(yīng)器、曝氣泵、抽吸水泵、反洗水 泵，
所述催化鐵內(nèi)電解柱中裝填鐵系催化劑，
所述MBR膜生物反應(yīng)器為一體式膜生物反應(yīng)器，反應(yīng)器箱體分為兩個區(qū)，一個是曝氣 池即MBR處理區(qū)，曝氣池內(nèi)設(shè)兩個簾式的或板式的微濾、超濾膜組件，并投加活性生物填 料，另一個是清水池，經(jīng)膜分離后的清水進(jìn)入清水池，同時反沖洗用水由清水池供給，
原水水箱通過蠕動泵連接催化鐵內(nèi)電解反應(yīng)柱，由超聲發(fā)生器控制的超聲波振動棒安裝 在催化鐵內(nèi)電解反應(yīng)柱上方，催化鐵內(nèi)電解反應(yīng)柱的出口連接曝氣池，曝氣泵間歇向曝氣池 中供氣，膜組件通過抽吸水泵連接清水池，清水池與膜組件之間連接反洗水泵。
本發(fā)明的超聲強化內(nèi)電解耦合生物法處理船舶污水的裝置還可以包括：
1、所述鐵系催化劑為鐵鍍有惰性金屬的廢鐵屑、摻雜銅絲的鐵刨花或者摻雜銅片的鐵刨 花。
2、超聲發(fā)生器的超聲頻率為10～1000kHZ，功率為20～1000w。
3、在催化鐵內(nèi)電解柱中設(shè)置微波發(fā)生器。
本發(fā)明的超聲強化內(nèi)電解耦合生物法處理船舶污水的方法為：
原水水箱中的船舶生活污水通過蠕動泵進(jìn)入催化鐵內(nèi)電解柱，安裝于催化鐵內(nèi)電解柱中 的超聲波振動棒發(fā)射超聲波強化內(nèi)電解反應(yīng)，超聲頻率為10～1000kHZ、功率為20～1000w， 超聲時間為10～30min，經(jīng)超聲強化內(nèi)電解反應(yīng)后的廢水再進(jìn)入曝氣池，由MBR中的活性污 泥進(jìn)一步對廢水中的污染物進(jìn)行處理，時間繼電器控制曝氣泵的啟停，曝氣泵運行時，曝氣 池內(nèi)硝化細(xì)菌進(jìn)行好氧硝化反應(yīng)，同時反抽吸泵抽吸出水，當(dāng)曝氣泵關(guān)閉時，曝氣池內(nèi)進(jìn)行 反硝化脫氮作用，抽吸泵停止抽吸。
本發(fā)明的超聲強化內(nèi)電解耦合生物法處理船舶污水的方法還可以包括：
1、催化鐵內(nèi)電解柱中填充的催化鐵體系為Cu/Fe、Ni/Fe、Pd/Fe、Ag/Fe、Mn/Fe或Co/Fe。
2、在船舶生活污水中投加無機(jī)鹽，所述無機(jī)鹽為水解呈酸性的且具有絮凝效果的無機(jī)鹽， 優(yōu)選為Na2SO4或海水。
3、在催化鐵內(nèi)電解柱投加催化劑MnO2，MnOOH，F(xiàn)eOOH，或者加入金屬氧化物CuO、 Al2O3或者加入沸石。
4、在酸性環(huán)境下在催化鐵內(nèi)電解柱中加入H2O2構(gòu)成Fenton體系，在Fenton體系中加入 過渡金屬離子錳、鈷、銅、銀或鎳。
5、在催化鐵內(nèi)電解柱中設(shè)置微波發(fā)生器，微波功率為100～1000w，輻照時間為1～10min， 可間隔運行。
在本發(fā)明中缺氧/好氧間歇式MBR裝置中只設(shè)置一個MBR反應(yīng)池，通過時間繼電器控 制曝氣泵曝氣時間實現(xiàn)時間序列上的缺氧/好氧模式的轉(zhuǎn)換，從而控制MBR供氧條件，完成 MBR硝化反硝化脫氮及有機(jī)物的去除，而前端的催化內(nèi)電解柱對磷的去除效果較好。故本發(fā) 明提供的催化內(nèi)電解—缺氧/好氧間歇式MBR反應(yīng)裝置不僅可以有效實現(xiàn)導(dǎo)則中對船舶生活 污水氮磷排放的要求，且此裝置節(jié)省船舶空間，無需硝化液回流，操作管理方便，適合船舶 使用。
本發(fā)明超聲強化內(nèi)電解耦合生物法處理船舶生活污水的裝置主要由原水水箱、蠕動泵、 超聲發(fā)生器、超聲波振動棒、催化鐵內(nèi)電解柱、一體式MBR膜生物反應(yīng)器、曝氣泵、反抽 吸水泵、反洗水泵、膜組件、壓力表及時間繼電器等組成。催化鐵內(nèi)電解柱中裝填鍍有惰性 金屬(如銅)的廢鐵屑或摻雜銅絲、銅片的鐵刨花。連接超聲發(fā)生器的超聲波振動棒插在催 化內(nèi)電解柱中發(fā)射超聲波。MBR為一體式膜生物反應(yīng)器投加填料構(gòu)成的復(fù)合式膜生物反應(yīng) 器，反應(yīng)器中同時存在懸浮型和附著型微生物。填料上附著了大量的微生物，反應(yīng)器內(nèi)微生 物量增加，系統(tǒng)有機(jī)物降解能力和抗沖擊負(fù)荷能力增強。而且由于絲狀菌可附著在填料上， 可有效改善污泥膨脹問題，填料上形成的生物膜也可強化系統(tǒng)的脫氮除磷功能。MBR反應(yīng)器 外觀由不銹鋼板焊制，反應(yīng)箱體、電器控制和泵閥等采用一體式設(shè)計。MBR箱體分為兩個區(qū)， 一個是曝氣池即MBR處理區(qū)，曝氣池內(nèi)設(shè)兩個簾式的或板式的微濾、超濾膜組件，并投加 活性生物填料，另一個是清水池，經(jīng)膜分離后的清水進(jìn)入清水池，同時反沖洗用水由清水池 供給。MBR中的膜組與抽吸泵和反洗泵相連，抽吸泵通過負(fù)壓抽吸作用使曝氣池中的混合液 透過膜組，膜分離出的清水進(jìn)入清水池。清水池設(shè)虹吸管維持液位恒定，以便做反沖洗用水， 反洗泵定時對膜進(jìn)行反沖洗。微孔曝氣盤設(shè)于曝氣池底中部，鼓風(fēng)機(jī)連續(xù)曝氣，提供足夠的 溶解氧，同時曝氣產(chǎn)生的氣泡及水流的剪切和沖刷作用可對膜進(jìn)行清洗。時間繼電器控制曝 氣泵的啟停和工作時間，從而實現(xiàn)MBR的缺氧和好氧模式轉(zhuǎn)換。
原水箱中的船舶生活污水通過蠕動泵進(jìn)入內(nèi)電解反應(yīng)柱，安裝于內(nèi)電解柱中的超聲波振 動棒發(fā)射超聲波強化內(nèi)電解反應(yīng)，提高廢水的可生化性。超聲頻率可選用10～1000kHZ，功率 可選用20～1000w，超聲時間可為10～30min，可間隔運行。經(jīng)超聲強化內(nèi)電解反應(yīng)后的廢水 再進(jìn)入曝氣池，由MBR中的活性污泥進(jìn)一步對廢水中的污染物進(jìn)行處理。時間繼電器控制 曝氣泵的啟停，曝氣泵運行時，池內(nèi)硝化細(xì)菌進(jìn)行好氧硝化反應(yīng)，同時反抽吸泵抽吸出水。 當(dāng)曝氣泵關(guān)閉時，池內(nèi)進(jìn)行反硝化脫氮作用，抽吸泵停止抽吸。
本發(fā)明超聲強化內(nèi)電解耦合生物法處理船舶污水的方法和裝置中還包括一下擴(kuò)展：
1.所述的催化鐵體系可以為Cu/Fe、Ni/Fe、Pd/Fe、Ag/Fe、Mn/Fe、Co/Fe等。
2.在處理的廢水中投加無機(jī)鹽可提高廢水的電導(dǎo)率從而加快電解反應(yīng)，尤其可投加水解 呈酸性的且具有絮凝效果的無機(jī)鹽，如Na2SO4等。針對船舶在大海中航行的優(yōu)勢，也可在原 水中摻入海水增加其電導(dǎo)率。
3.可在內(nèi)電解柱中投加催化劑MnO2，MnOOH，F(xiàn)eOOH來促進(jìn)電解反應(yīng)進(jìn)行，或者可以 加入金屬氧化物CuO，Al2O3等來強化電化學(xué)反應(yīng)，另外該體系內(nèi)還可加入沸石來促進(jìn)反應(yīng) 的進(jìn)行。
4.在酸性環(huán)境下可在內(nèi)電解柱中加入H2O2構(gòu)成Fenton體系，提高廢水的可生化性。在 Fenton體系中，可加入過渡金屬離子如錳、鈷、銅、銀、鎳等可以加速H2O2的分解。
5.前端的催化電解鐵柱中還可以增加超聲波來強化內(nèi)電解作用，采用在電解柱內(nèi)懸掛或 固定超聲波振動棒的方式實現(xiàn)。其中超聲頻率可選用10～1000kHZ，功率可選用20～1000w， 超聲時間可為10～30min，可間隔運行。
6.可設(shè)置微波發(fā)生器來實現(xiàn)微波對內(nèi)電解反應(yīng)的強化，微波功率可為100～1000w，輻照 時間為1～10min，可間隔運行。
7.MBR反應(yīng)器中投加的填料可為組合填料、立體彈性填料、多孔懸浮球填料、活性生物 填料等，填料的投加率可在30%左右。
8.MBR間歇運行方式可采用連續(xù)進(jìn)水，MBR反應(yīng)器的缺氧/好氧間歇式可采用攪拌1h， 曝氣同時反抽吸出水1h的方式。時間繼電器控制曝氣泵曝氣時間。曝氣時抽吸出水，停止曝 氣時攪拌的運行方式，其具體各階段運行時間可依據(jù)污染物濃度及C/N有所調(diào)整。
本發(fā)明的優(yōu)勢在于：
采用超聲強化內(nèi)電解的方式可以利用超聲的空化作用加強氧化還原反應(yīng)。同時超聲的振 蕩和破碎作用可增大鐵和炭、鐵和惰性金屬的接觸效率，而且超聲有再生內(nèi)電解填料的作用， 延長其使用壽命。采用超聲強化內(nèi)電解不僅可以提高污染物去除效率，還能加快反應(yīng)時間、 縮小反應(yīng)裝置、節(jié)省船舶空間。內(nèi)電解柱中廢鐵屑電解產(chǎn)生的三價鐵離子是良好的絮凝劑， 可有效去除污水中的P元素，無需投加其他混凝劑;內(nèi)電解過程可有效提高廢水的可生化性， 提高后續(xù)MBR去除有機(jī)物效能，同時有利于廢水中難降解有機(jī)物的去除;內(nèi)電解過程中產(chǎn) 生的鐵元素進(jìn)入MBR中將促進(jìn)反應(yīng)器中微生物的生長繁殖，同時鐵離子的絮凝作用可有效 改善MBR中活性污泥的沉降性能，減少污泥膨脹的發(fā)生;此反應(yīng)裝置不僅去除污染物效能 高且占用船舶空間小，管理操作也較其他同類裝置簡便。
