船舶生活污水水量及水質(zhì)特征研究

船舶生活污水水量及水質(zhì)特征研究董良飛|何桂湘2(1長(cháng)安大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，西安710064; 2銀川市白來(lái)水公司，銀川750004)摘要結合國內外現狀及實(shí)船調查資料,分析研究了 船舶排水系統的布設、船舶生活污水的水力特性及其污染負荷。研究認為,船型和衛生設備類(lèi)型及排水系統形式不同,船舶所排放的生活污水水量、水質(zhì)有較大差異。指出目前國內外船舶生活污水處理所存在的主要問(wèn)題是,盲目搬用城市生活污水的設計參數,缺乏系統的實(shí)船調查和研究。關(guān)鍵詞船舶生活污水 流動(dòng)污染源 水力特性 糞便污水 污染負荷隨著(zhù)航運業(yè)和海洋開(kāi)發(fā)的空前發(fā)展,海洋環(huán)境放的船舶生活污水僅為“黑水”,其他排水(灰水)混的污染也越來(lái)越嚴重,船舶作為內河航運中的交通有糞便污水時(shí)才要求處理。工具,也是一種流動(dòng)污染源,船舶生活污水的排放對1.2 排水系統內河水環(huán)境及湖泊、水庫的影響,隨著(zhù)船舶數量的增船舶上產(chǎn)生生活排水的衛生設備有大便器加而不容忽視。針對船舶生活污水的處理，國內外(槽)、小便器(槽)、洗手盆、洗臉盆、淋浴器、洗滌盆、都開(kāi)展了相關(guān)研究T作,并開(kāi)發(fā)了各種類(lèi)型的船舶洗衣機等。生活污水處理裝置,但各類(lèi)處理裝置的開(kāi)發(fā),大多基為使船舶生活污水得到處理,首先必須將各種于城市生活污水處理工藝的應用實(shí)踐而進(jìn)行的小型排水收集起來(lái)，然后輸送到船用衛生裝置(MSD,.化搬用或套用。因此在應用中暴露出裝置體積大、Marine Sanitation Device,為接受、儲存、處理或排運行不穩定及出水超標等問(wèn)題口。其原因在于,目放污水的任何設備,以及處理污水的任何方法)。前國內外對船舶生活污水的污染特征研究較少,尤MSD中所選用的處理方法,對污水收集系統有重要其是缺乏針對船舶生活污水水量及水質(zhì)特征的系統的影響。如果MSD既能處理糞便污水又能處理淋調查和分析研究。浴、洗滌、洗衣和廚房的排水,則收集系統可以簡(jiǎn)化，本文結合實(shí)船調查,擬從船舶排水系統的布設、即如果不能使糞便污水與其他排水分開(kāi),則應選擇船舶生活污水的水力特性(生活排水量及變化特征)能處理所有排水的MSD。及其污染負荷的確定,對船舶生活污水的污染特征對新船而言,可以使衛生及排水系統的設計適進(jìn)行研究,以便為解決這-流動(dòng)污染源問(wèn)題提供理合于選定的MSD。在以往的船舶上，大部分采用引論基礎及設計資料。向舷外的重力排泄,糞便污水排放與其他廢水排放1船舶排水是分開(kāi)的,通常有幾個(gè)舷外排放口。也就是說(shuō),為了1.1船舶生活污水敷設較短的管路,并不進(jìn)行收集或合并所有排水,而船舶生活污水來(lái)白于船上人員(船貝和旅客)的采用分散的重力式舷外排放。近幾年建造的許多船日常生活排水,按照所排水的水質(zhì)不同可分為“黑舶雖然未安裝MSD,但已為適于采用或添加MSD水”和‘“灰水”兩種類(lèi)型?！昂谒笔侵肝廴疚锖枯^作好準備,其中有些船舶已有集中的排水收集系統，高的廁所排水,即糞便污水;“灰水”是指污染較輕的例如為糞便污水排放、洗滌和淋浴廢水排放、洗衣廢洗浴、廚房,洗衣廢水。按照《船舶污染物排放標準》水排放和廚房廢水排放而設置單獨的排水管線(xiàn)。但(GB 3552- -83)、《 船用生活污水處理系統技術(shù)條有些便罕見(jiàn)，采用-些組合排件》GB 10833 -89), 以及《MARPOL73/78》公約YH中國煤化工難度。因此,不同的(Annex IW )對船舶生活污水的定義,日前所限定排船服CN M H G放的生活污水水量:72 給水排水VolL.32 No.2 2006W及水質(zhì)是不同的。生器具的類(lèi)型進(jìn)行設定,主要有沖洗水箱和沖洗閥由此可，見(jiàn),就現有船舶而言,由于已布設了排水兩類(lèi)。根據實(shí)船調查,目前在船舶上所采用的衛生系統并限定了MSD設備的位置及空間大小，致使器具類(lèi)型主要有大便器、大便槽、小便器及小便槽，污水收集系統復雜化。在許多情況下,必須重新敷因此可參考《建筑給水排水設計手冊》,確定各種衛設管路,并要設置中間收集柜,以便將污水輸送到生器具的1次及1 h用水量。MSD. .因此，船舶廁所每日沖洗所用水量,取決于所采2船舶生活污水水研究用的衛生器具類(lèi)型、沖洗方式及數量。據調查,貨船按照船舶衛生及排水系統的布設可知，船舶生廁所通常采用的衛生器具為蹲式、坐式大便器，客輪活排水可能來(lái)自于廁所、盥洗室、洗衣房及廚房。因廁所根據不同艙位采用的衛生器具類(lèi)型除蹲式、坐此船舶生活污水的水力特性受衛生設備沖洗系統的式大便器外，還有大便槽、小便器及小便槽等。蹲式型式(手動(dòng)或自動(dòng))、污水源(糞便污水或綜合排水)、及坐式大便器采用水箱手動(dòng)沖洗或延時(shí)自閉式?jīng)_洗船舶的型式和尺寸、用水設備數量、船舶航行的地理閥進(jìn)行沖洗,根據使用人數和次數,比較容易確定和位置、年份季節、船舶的總體布置和運輸貨物類(lèi)型的控制用水量。而在客輪尤其是大型客輪大便槽,其影響。沖洗設備通常采用自動(dòng)虹吸沖洗高位水箱，由于取2.1船舶生活 用水量分析.水方便且糞便污水直接排入水體,通常采用頻繁沖船舶生活排水量和用水量直接相關(guān),但船舶生洗或長(cháng)流水沖洗以保持便槽清潔,這對船舶生活污活用水量的確定沒(méi)有專(zhuān)門(mén)的標準和規范，因此應根水的處理不利。以江漢1* 型客輪為例，全船定員.據載客量.衛生設備完善程度和船舶所處區域條件，1 252人,共有廁所12間,蹲位58個(gè),其沖洗水泵流參照《建筑給水排水設計規范》進(jìn)行選用。量為30 m2/h,另設1.5 m'沖洗水壓力柜,組成了船舶生活用水包括廁所沖洗盥洗、洗衣、餐飲廁所沖洗水系統。每個(gè)廁所在大便槽一端設-一個(gè)沖等,對貨船而言,由于船員數量和生活習性是固定洗水箱,每隔1.5~2 min自動(dòng)沖洗一次，沖洗水量的,其生活用水特征類(lèi)似于居民區。對客船及旅游每天可達600~700 mt2]。船舶而言,流動(dòng)人口遠大于固定船員及服務(wù)人員,其就船舶生活污水處理而言,尤論采用何種處理生活用水具有商業(yè)及公共設施的特征,因此可參照方法,生活污水量越少,無(wú)疑對處理越有利。因此，《建筑給水排水設計規范》中,有關(guān)住宅和其他商業(yè)、如果要對船舶尤其是大型客輪或游輪的生活污水進(jìn)公共設施生活用水定額及小時(shí)變化系數的規定數值行處理,首先必須對其沖洗機制進(jìn)行改進(jìn),并盡可能進(jìn)行選取。采用節水型的減量沖洗方式。盡管船舶生活用水基本上都會(huì )轉化為生活排2.2船舶生活污水量及 水力特征水,但由于船舶生活污水的定義中不直接包括洗衣、船舶生活污水量取決于用水量的多少,對糞便盥洗、餐飲等廢水,也就足說(shuō)對這類(lèi)排水無(wú)明確的限污水而言,則取決于沖洗水量的大小。通常對船舶制,只是當這類(lèi)排水混有糞便污水時(shí)(組合排泄情況生活污水量的確定,均按照每人每天的污水產(chǎn)生量下)才列為生活污水，因此對船舶生活用水而言,尤進(jìn)行計算。其應關(guān)注廁所的沖洗用水量,因為沖洗用水將直接2.2.1國內外計算方法轉變?yōu)榧S便污水。按照《城市居民生活用水量標準》美國、日本及國內糞便污水量的估算見(jiàn)表18。(GB/T 50331- -2002)對 城市居民家庭- -些用水器2.2.2實(shí)船調 查統計情況具、洗浴頻率、用水內容所進(jìn)行的跟蹤寫(xiě)實(shí)調查,沖.根據國內對民用船舶的調查結果,排出的純糞廁用水量為30~40 L/(人●d),占每人每日用水量尿量為1.5 kg/(人●d),生活污水量取決于廁所大的29%~35%。便器中國煤化工提下，一-般蹲式大另外廁所沖洗用水量的大小和所采用的沖洗系便CN M H洗水量每次71:坐統有直接關(guān)系,而沖洗系統通常是根據所采用的衛式大便夼葉沈水重吩多丁礙式大便器,因此糞便污給水排水VoL.32 No.2 2006 73表1國內外糞便污水量估算值污水處理裝置的設計與應用情況來(lái)看,考慮船舶固美國/L/(人 ●d)日本/L/(人●d)國內/L/(人●d)有的特點(diǎn),通常是根據衛生裝置、沖洗系統、每人每16~21(每人每天大便1次、大生活污水量及在船人數進(jìn)行估算。因此,其計算114~-171(標準沖洗)小便6次;人便器每次沖洗水20--30 .方法類(lèi)似丁于居住區生活污水。但對于污水量變化系11. 5~35(減敏沖洗)城10~15 L,小便器1L)數的選擇應考慮船舶自身的特點(diǎn)。水量約為15 L/(人●d)。由于在船人數較城市居住區少,且船舶生活污根據課題組1997年在武漢輪船公司貨輪水的產(chǎn)生和排放也具有明顯的時(shí)段特征,因此其時(shí)21006上的實(shí)船試驗,該船定員40人，兩班倒,試驗變化系數較大。對于客、貨輪而言,其污水量變化期問(wèn)實(shí)際在船人數為18人，船上有廁所兩間,蹲式系數具有不同的規律。由于貨輪的船員人數一定，大便器,采用延時(shí)自閉式?jīng)_洗閥(可延時(shí)2~6 s,沖且航線(xiàn)及船員生活規律基本確定,所以生活污水的水量為0.5~10 L.), 分離式排水系統,只有廁所排口變化般較小,日變化系數可為 1,時(shí)變化系數水進(jìn)入處理裝置。據統計,產(chǎn)生的糞便污水量約為通常較大?？洼唭扔谳d客量變化和乘客生活規律250 1./d,即14 L/(人●d)。的差異,日變化系數可能較大,時(shí)變化系數通常也另外，根據目前國內外船舶生活污水處理裝置較大。有資料介紹，一-般工廠(chǎng)車(chē)間生活污水量時(shí)變的處理能力及其服務(wù)人數，也可推算出其采用的每化系數為3。根據在貨輪21006.上的實(shí)船調查,每人每天生活污水量。國內外處理裝置的相關(guān)參數及日的最人時(shí)污水量出現在約7:00~8:00,其污水計算出的每人每日生活污水量見(jiàn)表24.5。量可達40 L/h,與日污水量250 I./d 相比，叮得時(shí)2.2.3船舶生活污水的水力特征變化系數為3.8?？梢?jiàn),對于船舶而言,尤其是人和城市生活污水一樣，船舶生活污水的產(chǎn)生和數較少的貨輪,船舶生活污水量在一大中波動(dòng)較排放通常是不穩定的，因此其流量也不穩定。所不大,而且會(huì )出現某段時(shí)間(如伎間)無(wú)污水排放的情同的是,船上人數比城市少得多,這意味著(zhù)船舶生活況,所以船t:污水處理設施的水力負荷相應變化較污水水力流動(dòng)的變化比城市大。這個(gè)參數的大幅度大。因此為保證船上污水處理設施的穩定運行,進(jìn)變化使船舶污水處理問(wèn)題復雜化。行流量調節是必要的?？梢?jiàn)，為準確地進(jìn)行處理設就船舶生活污水而言,如果要實(shí)現在船處理,就施的設計和選型,對船舶污水量的產(chǎn)生:及排放規地達標排放，確定污水流最以設計或選擇合適的處律、水力特征進(jìn)行實(shí)船調查和研究是十分必要的。理裝置容積是必要的。因此在設計船舶生活污水處3船舶生活污水水質(zhì)研究理裝置前,應仔細調查污水的流量及變化,并對污水船舶生活污水,尤其是糞便污水中含有大量的流量進(jìn)行實(shí)船測量。如果不能進(jìn)行實(shí)船測量,則需有機物。船舶生活污水處理去除的對象主要是通過(guò)估算來(lái)得到流量數據。從目前國內外船舶生活BOD3..SS和大腸桿菌,現就表示有機污染負荷的表2國內外船舶生活污水處理裝 置參數及每人每日生活污水量處理能力生活污水址產(chǎn)地型號服務(wù)人數處理量處理丁藝沖洗系統/L/(人●d)/人/L/d(RCAI- 364 088物理一化學(xué)標準沖洗114ST-44(3 01078H2SBT-402 400生物法<生:物膜)標準沖洗.6(KSA-S5054 500生物法(活性污泥)90CSWA- 403200.芒沖洗8C中國煤化工WCB- 40403 080二沖浩77WCV- 505(500FHCNMHG中洗174給水排水 VvuL,32 Nn,2 2006指標BOD;作如下討論。4問(wèn)題與討論3.1國內 BOD;污染負荷4.1水量及水質(zhì)我國(室外排水設計規范》指出,城市污水的設按照國家標準及規范要求,僅需對船舶生活污計水質(zhì),在無(wú)資料時(shí),生活污水的BOD3按20~35水中的“黑水”進(jìn)行處理,但目前國際上很多國家已g/(人●d),SS按35~50 g/(人●d)計算。上述生對“灰水”作出了同樣的處理要求。就國情而言,首活污水為綜合排水,包括糞便污水和雜排水,而糞便先治理主要污染源以逐步改善水環(huán)境是可行的。但污水和雜排水的負荷量也有較大差異。通常國內船從發(fā)展的觀(guān)點(diǎn)來(lái)看,將“灰水”納入處理范圍對于流舶大多采用分開(kāi)排泄的排水系統,而目前國內船舶域尤其是敏感區域(如三峽庫區)水環(huán)境保護,是十生活污水處理裝置的設計均參考城市生活污水水分必要的。質(zhì),每人每天污水量和處理裝置進(jìn)水指標等參數幾由于國內陸上生活污水采用分開(kāi)排放的方式很乎都相同。事實(shí)上不同生活污水的污染指標是不一少,因此尚缺乏糞便污水單獨排放時(shí)的流量變化情樣的,船舶生活污水有其自身的特點(diǎn)，由于船舶衛生況及糞便性質(zhì)和污染負荷等數據分析資料。日前國系統排泄周期比較短,排放的污水比城巾排水系統內船舶生活污水處理裝置雖然以處理糞便污水為更為新鮮(分解較少),因此污染負荷較高。另外不主,但采用的污染負荷通常為陸上生活污水(綜合污同船型和衛生設備類(lèi)型及排水系統形式,所排放的水)處理裝置的設計參數(如BOD:≤300 mg/L)。生活污水水質(zhì)也有較人差異。就船舢而言,船員尤其是遠洋貨輪上的，由于生活水3.2國外 B0Ds污染負荷平高于-般居民,因此相應的污染負荷會(huì )更高些,糞有資料介紹國外柴油機貨船上每人每天用水量便污水BOD3污染負尚估計為20~25 g/(人●d),及B0D。負荷平均值見(jiàn)表358。由表3可知,每人每加上用水量的限制，通常濃度較高。而由于缺乏相天產(chǎn)生的BOD,為48g,其中糞便所構成的BOD;關(guān)數據，盲目搬用其他類(lèi)型生活污水的設計參數,是占較大比例。各單元耗水量不同，各種污水的排放目前國內船舶生活污水處理裝置存在的一.個(gè)突 出問(wèn)濃度也有較大差異,其中糞便污水BODs高達670題。mg/I,但當組合排泄時(shí)綜合污水BOD3濃度僅為4.2排放標準250mg/L。因此，船舶生活污水污染物濃度和所采隨著(zhù)各國政府對江河湖泊及沿海水域環(huán)境保護用的衛生設備類(lèi)型及排水系統形式有直接關(guān)系。越米越重視,越來(lái)越多的水域被劃定為特殊保護水體,對船舶生活污水的排放要求也隨之提高。如加表3用水量及BOD,負荷拿大Great Lakes、 美國Alaska 及Miami - Dade指標廚房洗裕|洗衣機廁所總計(Florida),除了對常規船舶生活污水的二項排放指用水量11/(人●d) 501003019標有更嚴格要求外,還限定了余氯值。另外,大量船BOD:/g/(人●d)17204舶的停泊和生活污水排放,對河口和海灣地區頻繁B0D/mg/L .337(35070250出現水體富營(yíng)養化的影響也不容忽視。而日前我國德國一些研究機構在進(jìn)行船舶生活污水處理設船舶生活污水的排放指標要求僅僅是碳源有機物計時(shí),參考ATV(污水工程聯(lián)合會(huì ))針對小型污水處(BOD5 )的去除,對N.P沒(méi)有要求,未來(lái)對船舶生活理裝置的設計規定,所采用的生活污水污染負荷等污水排放標準的修訂應考慮這些因素。參數見(jiàn)表45.7]。5結論表4德國生活污水排水量及 BODs負荷通過(guò)對船舶生活污水水量及水質(zhì)的調查和分析指廚房|醫院|洗浴|洗衣|則所總計討論,本研究認為:用水量/L/(人.d) 10| 100010 | 150K系統布設，所排放1550| 91中國煤化工BOD/mg/1.2000 20050| 200| S 000 607YHCNM H S排放邇常是不穩定給水排水VolL.32 No.2 2006 75對高檔別墅供水水壓和水量的探討宋際華(.上海先錦置業(yè)有限公司,上海200052)摘要通過(guò)對高檔別墅內潔具最低工作壓力、居住人群生活習慣的分析,提 出別墅或同類(lèi)型住宅給水設計中的壓力和設計秒流量的計算有別于普通住宅,認為上海地區高檔別墅小區應設增壓措施，管段的設計秒流量選用應高于普通住宅。關(guān)鍵詞高檔別墅衛生潔具水壓流量流速水頭 .高檔別墅的高檔需體現在建筑的外型、小區的1水壓?jiǎn)?wèn)題容積率、綠化和水景,還體現在單體建筑內部功能的別墅一般建在遠離市區的郊外,大部分別墅的層齊全,滿(mǎn)足居住人員的需求。就給排水系統而言,除高為2~3層,最高用水點(diǎn)幾何高度6~10 m,其周?chē)錈崴?、衛浴等常規功能,還包括凈水(軟水)系市政供水壓力在0. 15~0. 25 MPa范圍波動(dòng)。許多設統、地熱系統,有些還建有私家游泳池。在衛浴系統計者都是采用市政直接供水。但需考慮以下因素。中很多使用的都是進(jìn)口潔具。(1)別墅在建成初期，周?chē)鷧^域用水單位少,用本.人在工作中經(jīng)歷了--些高檔別墅的建設和施水量小，水壓還能滿(mǎn)足要求,但隨著(zhù)時(shí)間的推移,周工,諸如上海浦東花木四季雅苑(中檔,全裝修房)，圍住宅區、生活區的形成，用水量會(huì )急劇增加,水壓上海網(wǎng)球俱樂(lè )部和公寓(高級會(huì )所,公寓為境外人士下降，一些用水器具出水量達不到其額定流量。居住)，上海西郊莊園(高檔水景別墅,基本毛坯出(2)在一些高檔別墅使用相當部分進(jìn)口潔具，售),所涉及到供水水壓和水量的計算,筆者認為有特別是龍頭系列,像Grohe(高儀)、Dornbracht(當別于其他普通住宅。代)等,其淋浴噴灑頭出水孔多而孔徑特細,出口的,時(shí)變化系數較大。因此為保證船上污水處理設施4 Mascow K. Vacurm and sewage trcatment. Oldenburg i. O.，的穩定運行,對船舶生活污水的水力特征進(jìn)行實(shí)船調Germany:' Wastewater Treatment Technologies [or Ships, 1998Smith G. Environmental compliance for the royal navy-completion查和研究，并設置調節池進(jìn)行水量調節是必要的。of wastewater creatment trials on a type 23 frigale. Bremen:(3)目前國內外船舶生活污水處理所采用的水Ballast Water and Waste Water Teatment Aboard Ships and in量、水質(zhì)指標，尚尤專(zhuān)門(mén)的標準和規定,幾乎都是參Pors,2004照居住區、賓館或辦公樓等生活污水的污染負荷和6 Mitropoulou V, New approach in designing black and krey water相關(guān)參數進(jìn)行計算，是相當不準確的。treatmcnt systems for ships. Bremen: Rallast Water and Wastc(4)為保護水環(huán)境,控制船舶流動(dòng)污染,應修訂Water Tratmeat Abourd Ships and in Ports,2004Jokela J. Options (or onboard waste water trcatment processes.日前有關(guān)船舶生活污水的標準和規范要求。Bremen: Bllast Watcr and Waste Waler Treatment Aboard參考文獻Ships and in Ports,20041董良飛,朱浚黃.船舶生活污水處理技術(shù)的研究.西安公路交通大※電話(huà):(029)>82334563學(xué)學(xué)報，1998,2:121~123?皮建國.客輪生活污水處理的研究與應用.交通環(huán)保，1997,3;.中國煤化工om23~25YHCNMH G黃忠秀. 船舶與港口水域防污染.北京:人民交通出版社,1999修凹口期:4UU0-Ur-U476 給水排水Vol.32 No.2 2006