大水位差码头船舶污水处理一体化智能系统及方法

本发明涉及船舶码头设备，特别是一种大水位差码头船舶污水处理一体化智能系统及方法。

背景技术：

1、随着海洋强国战略的提出，船舶运输业凭借载量高，成本低的竞争优势成为世界运输量的主力军，船舶航运业也得到了持续繁荣。但其频繁活动产生的污染给海洋带来了巨大的环境负担。随着人们航运环境保护意识的提高、对海洋生态环境的重视以及船舶排放公约的完善，合理地处理船舶污水及监管污水的排放显得尤为重要，许多沿海国家也制定了相关标准和采取相关的法律措施来保护海洋环境。

2、根据《国际防止船舶造成污染公约》(marpol73/78)规定，船舶上产生的污水主要有生活污水、灰水以及船舶含油污水。其中，船舶含油污水因其产生量大、处理难度高成为了研究重点。据统计，每年船舶产生的含油污水占据其船舶重量的三分之一左右，给船舶运行带来了巨大的经济负担。船舶含油污水在水中极易扩散，与水体接触后会在水体表面形成一层薄膜从而使氧气难以进入水体，导致水生生物缺氧死亡。此外，大部分油污混合物带有毒性，直接排放将造成海洋环境的严重污染，最终给人类健康带来较大危害。目前公约规定船舶舱底水必须经过油码头污水处理装置处理达标后方能排放。

3、与此同时，我国内河实行“零排放”政策，江河上所航行的船舶不能将产生的污水直接排放至水域内，需要将污水接收后转移至岸上的污水处理装置经环保处理达标后向外排放。当污水接收过程水位落差大时，常面临货船自备的污水泵抽取力度不够或货船污水管长度不够等缺陷，若采用固定式接收装置多级串连提升或码头卷扬设备提升污水接收装置的方式来排污，随水位变化该提升装置存在淹没、腐蚀和泥沙淤积导致船舶污水泄露等风险。同时船舶停靠码头一般按多层设计，污水接收装置很难在某一固定位置安装。

4、由于船舶数量急剧增多、污染物排放量的不断增大以及污水接收处理实际情况的不断变化，因此，需要一种实施简单，不受水位影响，兼顾安全性和方便操作等特点的新式污水提升转运系统。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的目的在于提供一种大水位差码头船舶污水处理一体化智能系统及方法，该系统利用可以自动升降的升降箱实现不同水位时期的船舶污水转运，并对污水进行处理。

2、为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、本发明提供的一种大水位差码头船舶污水处理一体化智能系统，包括码头污水接收装置、码头污水处理装置；

4、所述码头污水接收装置采用可移动的方式设置于码头岸壁上，所述码头污水接收装置通过管道与船舶上的污水收集装置连接，用于将船舶上的污水收集装置中的污水输送到码头污水处理装置中，所述码头污水处理装置用于对接收到的污水进行污水处理。

5、进一步，所述码头污水接收装置包括电动卷筒机、污水栓、升降箱、升降轨道；

6、所述电动卷筒机设置于码头桩台上方，用于收纳设置于码头上的污水管；

7、所述污水栓设置于码头桩台上方，用于连接控制污水管；

8、所述升降箱设置于码头岸壁前沿，用于通过设置于升降箱内的污水泵提升污水；

9、所述升降轨道设置于岸壁上，用于实现升降箱的上下移动。

10、进一步，所述升降箱上设置有大扬程污水泵、电机、pcl控制箱、水位探测器；

11、所述大扬程污水泵，用于提升污水；；

12、所述电机，用于驱动升降箱的移动；

13、所述pcl控制箱，用于控制升降箱的移动；

14、所述水位探测器，用于获取船舶靠岸时所在水位的水位数据，并将探测到的船舶靠岸时所在水位数据发送到pcl控制箱。

15、进一步，所述水位探测器与升降箱内部的plc控制箱相连；

16、所述pcl控制箱与电机连接，所述电机与轨道轮连接，所述轨道轮设置于升降装置轨道上；

17、所述大扬程污水泵的进水口位置处与第一污水管连接，所述第一污水管与船舶污水出口处连接；

18、所述大扬程污水泵的出水口位置处与第二污水管连接，所述第二污水管与码头桩台上方的电动卷筒机相连，所述电动卷筒机外端连接有污水栓，所述污水栓通过第三污水管与污水处理装置连接。

19、进一步，所述升降轨道安装于码头前，采用两排平行设置，轨道采用矩形管制成的钢轨，每两根钢轨接缝处和钢轨中间位置通过预制连接件固定，预制连接件与两排轨道组成框架结构，增加轨道稳定性，预制连接件通过固定螺栓固定于码头前沿岸壁。

20、进一步，所述升降箱上安装有两排轨道轮，可沿升降轨道上下运动，使用两条闭合回路式转动链条连接升降箱；

21、闭合回路式转动链条通过转动齿轮连接在升降轨道顶部与底部，闭合回路式转动链条从升降箱后立面出发，绕过齿轮组后向上延伸直至轨道另一端的转动齿轮然后转向，最后回到升降箱前立面。

22、进一步，所述码头污水处理装置包括机器过滤器、电化学过滤箱、油水分离器、油份传感器；

23、所述机器过滤器，用于处理掉船舶废水中的上浮油和大粒径的分散油；

24、所述电化学过滤箱，用于去除部分油污水中的油分；

25、所述油水分离器，用于对过滤后的含油污水进行油水分离；

26、所述油份传感器，用于检测过滤后的水是否符合排放标准。

27、进一步，所述机器过滤器一侧中下部固定有进水口，进水口连接第三污水管；

28、所述机器过滤器侧面上部通过第一水管连接在电化学过滤箱的顶部，所述电化学过滤箱一侧连接有太阳能电池/微生物电池，所述电化学过滤箱另一侧通过第二水管与油水分离器连接，所述油水分离器一侧通过第三水管与油份传感器连接，所述油水分离器另一端连接污水管，且中间设有第三阀门，所述第三水管的中间设有第一阀门，所述油份传感器侧面下部设有出水口以及第二阀门；

29、所述机器过滤器后方空间设有四通管接头，所述机器过滤器、电化学过滤箱、油水分离器均通过污水管与四通管接头连接。

30、本发明提供的利用上述大水位差码头船舶污水处理一体化智能系统来实现的污水处理方法，包括以下步骤：

31、获取船舶靠岸时水位数据并发送到pcl控制箱中；

32、通过pcl控制箱控制升降箱的位置；

33、将第一污水管的一端与船舶污水出口处连接，另一端与升降箱中的大扬程污水泵的进水口连接；

34、将大扬程污水泵的出水口通过设置于电动卷筒机中的第二污水管与污水栓连接；所述污水栓通过第三污水管与污水处理装置连接；

35、所述污水处理装置通过机器过滤器、电化学过滤器、油水分离器来处理后，将处理后符合要求的水通过油份传感器排出，将不符合要求的污水通过污水管排出收集。

36、进一步，所述升降箱按照以下步骤进行控制，具体过程如下：

37、通过水位探测器获取船舶靠岸时的水位数据；

38、将水位数据发送到pcl控制箱中；

39、通过水位数据计算得到升降箱移动距离；

40、启动电机驱动升降箱沿升降轨道移动到符合要求的位置；

41、其中，电机启动后，电机带动轨道轮转动，轨道轮设置于闭合回路式转动链条上，所述闭合回路式转动链条通过设置于轨道两端的转动齿轮连续转动，从而使得升降箱平稳移动。

42、本发明的有益效果在于：

43、本发明提供的一种大水位差码头船舶污水处理一体化智能系统及方法，该系统设有升降箱-轨道智能升降系统，升降箱附着于轨道上，通过pcl控制系统和电机转运系统根据水位变化实时调整升降箱位置，可靠地进行上升和下移，升降控制灵活、经久耐用、结构紧凑、占用空间小。有效地防止水位落差大时提升装置腐蚀、污水泵抽取力度不够或污水管长度不够等问题。其中，污水处理装置中采用与各种油污形态对应的处理方式，更大程度地处理掉含油污水中的油分和悬浮固体。利用太阳能电池/微生物电池新型绿色能源代替传统电源，解决电化学法高耗能问题。采用油份传感器检测油水分离器过滤后的水，将符合排放标准的过滤后的水排出。

44、本系统中采用pcl控制箱智能控制污水接收装置，通过水位探测器将水位变化信号传递给pcl控制箱，pcl控制箱控制电机带动升降箱上的轨道轮沿轨道通过闭合回路式链条上下运动。使升降箱随水位变动而自动升降，适应不同水位情况，同时防止提升装置淹没、腐蚀等情况，解决水位落差大时污水泵抽取力度不够或污水管长度不够、提升装置腐蚀等问题。并且该提升系统简单易行，具有较高的效率和较强的实用性；

45、同时，能避免轨道轮“打滑”问题，升降轨道采用两条闭合回路式转动链条和转动齿轮连接，转动齿轮设置在升降轨道顶部与底部，从升降箱的后立面出发，绕过齿轮组后向上延伸直至轨道另一端的转动齿轮然后360°转向，最后回到升降箱前立面。与钢丝相比，传统的齿合转动方式避免了钢丝“打滑”问题，保证升降箱升降过程的稳定性；

46、通过码头污水处理装置对应处理各种油污形态，通过机器过滤器处理掉船舶废水中的上浮油和大粒径的分散油，电化学过滤箱对上个步骤遗留下的油分与油污水中的乳化油进行去除，处理完后再进入油水分离器进行油水分离。明确各码头污水处理装置的作用与用途，有针对性地对含油污水中各油分进行去除，更大程度地处理掉含油污水中的油分和悬浮固体；

47、采用太阳能电池/微生物电池供电，清洁环保，利用太阳能电池/微生物电池新型绿色能源代替传统电源，解决电化学法高耗能问题。电池具有稳定地性能，不需要经常维护且使用寿命较长。清洁环保，不会产生温室气体或其他有害排放，微生物燃料电池还可以同时处理废水中的有机物，减少二次污染；

48、该系统适用于水位落差大时船舶污水接收-处理一体化装置，可以根据船舶含油污水的特性与污水排放标准改善含油污水的处理方法。

49、本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。