[发明专利]船舶生活污水灰黑分质处理及资源回收的系统及方法

权利要求书

1.一种船舶生活污水灰黑分质处理及资源回收的系统，其特征在于，包括光电分离系统、黑水厌氧消化池、海水镁源池、石英砂滤床、生物接触氧化池和紫外消毒池，船舶内部杂排水管出水流经船舶生活污水主排水管后进入光电分离系统，其中，

所述光电分离系统，用于检测流入水的浊度与色度对灰水和黑水进行分离；

所述黑水厌氧消化池，用于对流入的黑水进行深度厌氧消化处理；

所述海水镁源池，用于从海水中提取镁离子；

所述石英砂滤床，用于在石英砂晶种表面诱导结晶形成鸟粪石结晶产物，石英砂滤床出水和光电分离系统分离后的灰水一同进入生物接触氧化池；

所述生物接触氧化池，用于完成对剩余氨氮和磷酸盐的去除；

所述紫外消毒池，用于对流入的水进行消毒，实现出水达标排放或中水回用。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，

所述光电分离系统通过光电水检探头检测流入水的浊度与色度对灰水和黑水进行分离，分离后的黑水进入黑水厌氧消化池；

所述黑水厌氧消化池内设有粉碎泵及搅拌装置；

所述海水镁源池设有纳滤浓缩系统，出水设有小型镁离子泵；

所述石英砂滤床设有诱导结晶晶种石英砂和镁离子布水管；

所述生物接触氧化池设有曝气装置及排废控制装置；

所述紫外消毒池出水设有水质检测装置。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述光电分离系统中包含智能光电水检探头、全自动闸门、开关，所述智能光电水检探头中包含散射光浊度仪和色度比色计，对流入的生活污水中存在的颗粒物含量、粒径大小、光散射特性进行检测，得到水质浊度和色度数据，通过电信号反馈装置，传输到全自动闸门。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述光电分离系统中，当流入的生活污水水质浊度200NTU，或色度150度时，开启黑水闸门，反之则开启灰水闸门，实现灰水与黑水的分质检测与分流，所述灰水流入生物接触氧化池，所述黑水流入黑水厌氧消化池进行处理。

5.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述纳滤浓缩系统的纳滤膜有效面积0.37m²。

6.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述诱导结晶晶种为粒径为80～100目的石英砂、填充率80～90％、孔隙率大于99％、密度不小于2.55g/cm³，所述镁离子布水管设在滤床进水侧壁，随水流方向均匀布水。

7.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述生物接触氧化池分为生物降解区和出水区，生物降解区的生物填料采用亲水性聚氨酯填料，填充率60～70％，孔隙率大于99％，污水与滤料接触时间3～5h。

8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述生物接触氧化池部分污泥回流至黑水厌氧消化池，黑水厌氧消化池排泥超越至生物接触氧化池。

9.一种船舶生活污水灰黑分质处理及资源回收方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)船舶内部杂排水管出水流经船舶生活污水主排管排出，先检测污水的水质浊度和色度数据，并根据水质浊度和色度数据将其划分为灰水与黑水，并对其进行分质处理；

(2)对步骤(1)分流后的黑水进行深度厌氧消化处理，所得厌氧上清液进入石英砂滤床；

(3)从海水提取Mg²⁺进入石英砂滤床；

(4)石英砂滤床设有诱导结晶晶种，富含氨氮和磷酸盐的厌氧上清液和Mg²⁺一同在晶种表面诱导形成MAP结晶；

(5)石英砂滤床出水和步骤(1)中分离出的灰水一同进入生物接触氧化池进行处理；

(6)对步骤(5)的出水进行紫外消毒。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，

步骤(1)中，当污水水浊度200NTU，或色度150度时，为黑水，反之为灰水，实现灰水与黑水的分质检测与分流；

步骤(2)中，黑水进入黑水厌氧消化池，池内设有粉碎泵及搅拌装置，其中，污泥采用中温消化，全年平均温度32～35℃、pH在6.8～7.8之间、厌氧HRT在10～15d、污泥浓度为6000～8000mg/L、机械搅拌的搅拌叶片转速80～120rpm，池内排泥超越至生物接触氧化池，上清液进入石英砂滤床；

步骤(3)中，利用海水镁源池对海水中的Mg²⁺进行富集，所述海水镁源池设有纳滤浓缩系统，滤膜有效面积0.37m²，出水设有小型镁离子泵，海水镁源池出水和黑水厌氧消化池出水一同进入石英砂滤床；

步骤(4)中的反应中Mg²⁺、NH₄⁺、PO₄^3-的摩尔比为1:1:1，诱导结晶晶种为粒径为80～100目的石英砂、填充率80～90％、孔隙率大于99％、密度不小于2.55g/cm³，石英砂滤床出水后和光电分离系统分离后的灰水一同进入生物接触氧化池；

步骤(5)中，所述生物接触氧化池分为生物降解区和出水区，出水区设有排废控制装置，生物降解区下方设置曝气设备，不均匀曝气，使系统处于兼氧环境，生物填料采用亲水性聚氨酯填料，填充率60～70％、孔隙率大于99％、污水与滤料接触时间3～5h，此外，池内设有排废控制装置，出水后进入紫外消毒池，部分污泥回流至黑水厌氧消化池；

步骤(6)中，紫外消毒池出水设水质检测装置，水力停留时间2～3h，工作压力0.8～1.0MPa，杀菌率99.99％，经紫外消毒后可实现达标排放或中水回用。