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大家好，我是倪老轨。船用生活污水处理装置是船舶重要的防污染设备，该装置可以把船舶的生活污水进行无害化处理，达到国际公约和国家法律标准规范要求的排放标准，避免造成海洋环境污染。今天，以我轮WCBx-20 C Sewage Treatment Plant设备为例，介绍船用生化法生活污水处理装置。主要内容包括:一、什么是生活污水；二、生活污水的处理方式及原理；三、生活污水处理装置的组成部件及其作用；四、生活污水处理装置的工作原理；五、生活污水处理装置的操作和运行管理；六、生活污水处理装置的排放要求与记录；七、生活污水处理装置日常管理检查要点；八、生活污水处理装置PSC检查主要缺陷；九、生活污水处理装置各种故障现象原因及应对措施。原创不易，请点赞、关注、转发与收藏。
一、 什么是生活污水
生活污水是指船上由人或活的动物产生的污水，通常有黑水和灰水之分。
黑水包括：
(1) 任何形式的厕所和小便池的排出物和其他废物；
(2) 医务室（药房、病房等）的面盆、洗澡盆和这些处所排水孔的排出物 ;
(3) 装有活畜禽货的处所的排出物；
(4) 混有上述排出物的其他废水。
灰水包括：医务室外的厨房、面盆、洗浴、洗衣等用水排出物。
IMO定义的生活污水指的是黑水。正常情况下，生活污水处理装只处理黑水。黑水通过黑水管进入生活污水处理装置处理后排舷外或排入黑水存储柜存放；或通过黑水管直接收集到黑水存储柜后再由专用泵排海；或者通过岸基接受。
灰水通过灰水管收集到灰水存储柜，再由专用泵排海；或者通过灰水管直接排放入海。
生活污水的排放有严格的要求，后面会专门详细介绍。
二、生活污水的处理方式及原理
船用生活污水处理通常有生化法、物化法、电解法等三种型式，其中船舶最常见的是采用生化法，即利用生物化学的传统活性污泥法，分为好氧生物法和厌氧生物法。好氧生物法又分为活性污泥法和生物膜法。
好氧生物法由英国的克拉克和盖奇与1912年发明，该法是在人工充氧条件下，对污水和各种微生物群体进连续混合培养，形成活性污泥，利用活性污泥的生物凝聚、吸附和氧化作用，以分解、去除水中的有机污染物，然后再使污泥和水分离。简单的说就是培养细菌来分解大部分有机物，变成无害的二氧化碳和水，及其他无机盐等无机物。而另一部分有机物则被转换为生物体所必须的营养物质，使活性污泥好氧菌赖以发育和繁殖。经生化法处理后的污水，仍然含有大量的大肠杆菌等病菌，还有其他有害悬浮固体物，需要经膜，。滤和投药或紫外线光照消毒处理排放。
生物膜法是利用微生物群体附着在其它物体表面上呈膜状，让生物膜与污水接触而使之净化的方法。生物膜法主要用来去除污水中溶解性和胶体性的有机物。
三、生活污水处理装置的组成部件及其作用
生活污水处理装置由四个密闭腔室：污水柜、一级接触柜、二级接触柜、MBR 膜柜和紫外线消毒装置、回流管、流程泵、液位开关、风机、气提装置、控制箱以及管路、阀件、压力表等组成。
1． 气泵air pump
本装置装有二台气泵，一备一用。气泵有三个作用：
A 向接触氧化柜补充空气，利于好氧菌繁殖，以降解生活污水中的有机物；
B 通过提气拔气装置将沉淀柜中的沉淀污泥返送至一级接触氧化柜；
C 向 MBR 膜柜曝气，对 MBR 膜进行冲洗。
2. 流程泵 Process pump
本装置装有一台流程泵，当 MBR 膜柜中的水位达到设定的高液位时，流程泵将柜中的水输入紫外线消毒装置。当 MBR 膜柜中水排放到设定的低液位时，流程泵停止工作。
3. MBR 膜组件 MBR membrane device
本装置装有一台 MBR 膜组件，用于过滤 MBR 膜柜中的水， MBR 膜通过流程泵的抽吸实现过滤，流程泵抽出的水将输入到紫外线消毒装置。 MBR 膜设有自动反冲洗功能。反冲洗水采用压力为 0.1MPa~ 0.2MPa 之间，温度为 2℃~32℃ 的清洁水。
4. 紫外线消毒装置 Ultraviolet sterilizing plant
本装置装有一台紫外线消毒装置，用于杀灭排放水的大肠菌群和其他的细菌。消毒装置装有自动清洁装置。
5.粉碎泵 Crushing pump
本装置装有一台刀片离心式粉碎泵，生活污水通过粉碎泵充分粉碎后，把大颗粒的污物变为小颗粒的杂质，使生化反应更充分。在装置定期反冲洗时，通过阀门的关闭和开启粉碎泵将反冲洗产生的污水排出，以清洁箱体。
6.污泥和浮渣回流管
连接曝气柜和沉淀柜的透明管，或一级接触柜和二级接触柜的透明管。在风机空气驱动的提气装置的作用下，使从一级接触柜溢流到二级接触柜的浮渣和活性污泥，回流到一级接触柜，使浮渣等漂浮的固体物质再次曝气分解，同时避免活性污泥的损失。
7 电气系统 Electric system
基本功能：
(a) 高水位声光报警。
(a) 高水位声光报警。
(b) 装置故障综合报警。
(c) 气泵手动 / 停止 / 自动功能。
(d) 流程泵手动 / 停止 / 自动功能。
(e) 粉碎泵手动 / 停止 / 自动功能。
(f) 紫外线消毒器开启 / 停止功能。
(g) 紫外线消毒器自动清洗功能。
(h) 电磁阀 V6 、 V8 自动开启功能。 四、生活污水处理装置的工作原理
这是船上常见的WCMBR型生活污水处理装置简图，处理流程是：
污水入口→一级气瀑_→二级接触氧化→_
↑回流
沉淀→消毒→_排放
图2 船上常见的WCMBR型生活污水处理装置
这是船上常见的WCB型生活污水生化处理装置系统图：
在一级曝气室内以好痒菌为主的活性污泥菌团在充氧条件下，消解95%有机物质，变成无害的二氧化碳和水，在二级接触氧化室内悬挂有软性生物膜填料在水中飘动，同样由于充氧作用，有机物质进一步与生物膜接触氧化分解，污水最后进入沉淀消毒柜，经过沉清并用含氯药品杀菌，然后用，排放泵排至舷外。浮渣和活性污泥回流至曝气柜。
再用一段动画演示巩固一下：
这是我轮WCBx-20 CWCBx-C 系列生活污水处理装置。采用接触氧化、 MBR 膜过滤和紫外线消毒杀菌相结合的方法，处理来自船舶厕所医院等处的生活污水。由于在接触氧化室中设置了填料，采取了紫外线杀菌，因而与同类型产品相比，具有体积小，重量轻，结构紧凑，杀菌能力强，无二次污染等特点。
生活污水进入污水柜，经过充分粉碎后，依次流进一级接、二级接触氧化柜，通过气泵对其进行曝气。流过填料与生物膜接触。其中有机污染物被生物膜粘附消解，生成 CO 2 和水，然后流入 MBR 膜柜。 MBR 膜柜中的活性污泥再对污染物进行消解，生成 CO 2 和水，处理后的污水由流程泵通过 MBR 膜排入紫外线消毒装置，MBR 膜截留水中的杂质。紫外线消毒装置将水中的细菌消除干净后直接排放舷外。MBR 膜柜内沉淀的污泥经过提气装置返送至接触柜，并造成一定的回流比，用以提高出水水质，减少进水浓度，调节和稳定冲击负荷，提高生物膜活性，提高接触氧化柜的有机负荷率。
五、生活污水处理装置的操作和运行管理
一）准备
1. 打开装置下部消毒室阀门，关闭下部其余阀件；
2. 打开粉碎泵吸入管上阀门；
3. 打开主气泵气体排出控制阀，及一、二级接触氧化控制阀；
4. 打开控制箱电源，使粉碎泵、气泵、排放泵处于自动状态；
5. 检查粉碎泵能否自动启停，空气泵运转是否正常；
二）培菌种
菌种培养可采用陆地上引进或者本船粪便污水培养。
1. 打开污水入口阀，让来自厕所的污水进入装置；
2. 选择1#或2#空气泵，气泵连续运转；
3. 打开污泥返送阀；
4. 待消毒柜内的液位到达中位时，粉碎泵自动启动，待液位达到地位时粉碎泵自动停止；
5. 粉碎泵如前启动，停3次后，关闭污泥入口阀，进行“闷曝”过程；
6. 每个一天停歇气泵半小时。然后打开污水入口阀，待粉碎泵启动，停止一次后，关闭污 水入口阀；
7. 视环境和污水质量，培菌时间一般在5-7天。如果预先从污水处理厂加入50升生活性污 泥菌种，可以缩短培菌时间，一般仅需两天。
三）正常运行
1. 将粉碎泵开关转向“自动”
2. 选择1#或2#空气泵。
3. 打开污水入口阀。
4. 每天打开污泥返送阀两次，再观察管中看到污泥返送，每次约开2分钟，视沉淀区观察 玻璃镜污泥多少而定。
四）污泥排放
1. 从取样口用量筒在正常运行状态下取含有悬浮物的液体100ml，静止半小时后，如果沉淀物界面超过40%时，应排放污泥；
2. 从沉淀观察窗中看到沉淀物超过观察玻璃的2/3时，应先加大空气阀，以增加回流量， 如果无效，也应排放污泥；
3. 排放污泥时，关闭消毒柜出口阀，打开污泥柜出口阀，手动启动粉碎泵将沉淀柜污泥排 出，待液位降至液位观察窗1/2时，手动停止粉碎泵，污泥不可一次排空，以保留一定量的菌种。
4. 污泥排放周期一般为3个月，在领海基线12海里以外排放时不可顷刻排空，应在航速 不低于4节以中等速率排放。 六、生活污水处理装置的排放要求与记录
1.排放限制：靠港期间严禁排放；抛锚期间严禁排放；3海里内禁止排放；3海里外航行期间处理后可以排放；12海里外航行期间可未经处理直接排放。
3海里或12海里，不是指船舶距离岸边的距离，而是距离领海基线的距离。
以上排放限制是最基本的规定，有些特殊区域，例如波罗的海海域，是严禁排放的。具体到哪个国家或哪个水域，还要遵守当地的规定。比如我们中国，目前12海里领海基线内是严禁排放的。
2.排放标准：
3海里外航行期间处理后可以排放，但是不同船型，不同建造时间，排放标准不同。
2012年1月1日之前安装在船的设备，需满足三项排放指标；2012年1月1日之后安装设备，不但原有的三项排放指标更严格了，还增加了三项指标；对于2021年1月1日之后安装设备的客运船舶，并且是在内河航行的，执行最为严格的9项标准。
处理后的水质标准：
(1) 耐热大肠杆菌群几何平均值为不超过 100 个 /100mL ；
(2) 悬浮固体总量几何平均值为 35 Qi/Qe mg/L ；
(3) 5 日生化需氧量（ BOD 5 ）几何平均值为不超过 25 Qi/Qe mg/L ；
(4) 化学需氧量几何平均值为不超过 125 Qi/Qe mg/L ；
(5) 排出物 PH 值介于 6 与 8.5 之间
3.四种排放模式：
①生活污水处理装置达标排放（生活污水处理装置经过处理后的水各项指标应能完全符合国家标准（GB3552-2018）,在航行中排放，以这种方式排放，对生活污水处理装置管理要求相对较高，须培养活性菌，生活污水处理装置一般需要长期运转）
②粉碎、消毒排放（要经过粉碎和消毒，领海基线3海里以外，航速不低于4节，实际排放速率不超过相应航速下最大允许排放速率）
③通过排放泵直排（领海基线12海里以外，航速不低于4节，实际排放速率不超过相应航速下最大允许排放速率）
④岸上单位接收。
4 .排放规定。
1）船舶使用生活污水处理装置达标排放可以不填写允许最大排放速率、实际排放速率和排放总量，但应保证在航行中排放。
2）如采用粉碎、消毒方式排放或排放泵直排，应分别满足领海基线3海里和12海里以外且航速满足要求才能排放。但无论何种情况，不应将集污舱柜中储存的生活污水和来自装有活动物的处所的生活污水顷刻排光，而应该在船舶不少于4KN船速在航行途中，以中等速率排放。该速率应该根据有关标准予以批准。
3）船上装有经认可的生活污水处理装置正在运转，且在航行途中，同时排出的污水在其周围水域中不产生可见的漂浮固体，也不使水变色。
3）有专门的记录簿，清楚记录：日期、航速、吃水、排放模式、开始时间、开始船位、结束时间、结束船位，对应的允许最大排放速率、实际排放速率等参数，并与航海日志、轮机日志上所有相关数据一致，相互印证。
七、生活污水处理装置日常管理检查要点
1.证书检查。检查船上配备的生活污水处理装置的型号、额定处理量和型式认可证书上所列一致，设备型号是否符合MARPOL公约的要求，查看装置处理量是否满足全部船员的要求。
2.现场检查。
1）外观检查。设备的外观是否良好整洁不能有锈蚀，无泄漏；是否粘贴有操作规程、排放速率数据证书、设备系统图、操作说明等；管路阀门标识是否清楚；管系布置是否与示意图相同；排舷外阀要活络，标识和警示牌要悬挂，靠港期间要上锁或贴封条。透气管是否正常；国际通岸接头的尺寸是否标准，法兰及螺栓是否锈蚀等。
2）该装置是否处于正常的运作状态。若怀疑装置长时间未用，即生活污水直接排到海中，则可以打开顶部盖子观察，如内壁干燥，堵塞，则可判断装置未用或长时间未使用。
3）阀门的检查。在港期间，生活污水直接通海阀应该关闭。排放泵的吸入管，有许多阀门通过冲洗管路连接各腔室内部，主要是为了清洗维护使用。注意，装置正常运行时，仅消毒室和排出泵的阀门处于开启状态，其他阀门均要关闭。
4）风机检查。检查风机是否处于正常运行状态，压力表是否完好，压力是否保持和说明书一致。
5）消毒设备的检查。通常情况下采用紫外线或者消毒剂对生活污水消毒。对于紫外线消毒设备可通过观察孔查看紫外线灯来判断紫外线消毒器是否正常工作；对使用消毒剂消毒的装置，要检查加药孔是否有药片，药片通常是次氯化碳，检查是否过期。采用定量加药泵的，要检查该泵是否运转正常。
6）回流管的检查。回流管通常是透明的，不能打油漆，可用电筒照射回流管，查看是否有回流。如果没有回流，说明管路堵塞或风机等设备故障。
7）高水位报警测试检查。不同的装置有不同的测试方法，有用金属线对接的，有拉浮球拉杆的，有向消毒室注水使水位高位的。
3.操作检查，询问船员是否熟悉装置的操作流程，是否了解改港的排放要求，是否按要求做好排放记录。
4．维护保养检查。
1）检查维护保养记录是否按照说明书或体系开展相应的保养。
2）对工况不佳的装置，可以取样送检。也可能现场取样，正常为茶褐色或淡黄色，用试纸检测其PH值，和比色卡对比是否在6.5-8之间。
5．船员培训的检查。检查对责任船员是否开展了相应培训。
八、生活污水处理装置PSC检查主要缺陷；
1.IOPP证书过期；
2.无型式认可证书；
3.设备与证书型号不符；
4.船员不熟悉操作；
5.生活污水直接排放；
6.紫外线灯管故障；
7.消毒药片过期，无投药记录；
8.风机气泵故障或压力不足；6
9.不熟悉高水位报警测试；
10.无维护保养记录；
11.操作说明未张贴；
12.设备本体外观工况差。表面脏污、锈蚀、洞穿或临时性修理；
13，转换三通阀故障；
14.浮渣和活性污泥回流管未发现回流或看不清；
15，生活污水未按照相应的排放速率要求排放。
九、生活污水处理装置各种故障现象原因及应对措施
全部汇总如下，可横屏结合暂停键查看。 (倪老轨2023/11/07)
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