Integrated Shipboard Wastewater Treatment Systems using Biofilm-MBR

Abstract

Marine pollution, particularly wastewater streams generated on ships, has recently been drawing more and more public attention. The direct discharge of any shipboard wastewater into marine environments is prohibited by the International Maritime Organization’s regulation – IMO MARPOL 73/78, which sets standards for black water and grey water discharge, and processed bilge water specifying a discharge with less than 15 ppm of oil. Wastewater treatment units will therefore be required in all kinds of vessels.

An integrated wastewater treatment system using a biofilm-MBR process is presented in this thesis, where the objective is to include the bilge water effluent with the treatment of black water and grey water for enhanced treatment and potential reuse of all wastewater streams on ships.

In this thesis, the KeraNor flat sheet ceramic membrane modules were developed and applied in a biofilm-MBR process for shipboard wastewater treatment. Both the deadend side-stream configuration and the recycle side-stream configuration of a biofilm- MBR were investigated. The operating parameters, such as sustainable flux, temperature, air scouring intensity, membrane pore size, hydraulic retention time, inlet oil concentration, salinity and so on, were investigated in the experiments. Results indicate that a high inlet oil concentration and fluctuant salinity have negative effects on the biofilm-MBR operation. The recycle side-stream configuration is the preferred process option for integrated shipboard wastewater treatment.

Marin forurensning fra avløpsvann og utslipp generert pa skip har i senere tid nylig fatt mer oppmerksomhet fra offentligheten og myndigheter. Direkte utslipp av avløpsvann fra skip til marine miljøer er forbudt og regulert av International Maritime Organization's regulering - IMO MARPOL 73/78, som setter standard for avlopsvann og gratt-vann utslipp, og behandlet bunnvann med angitt utslippskrav pa mindre enn 15 ppm olje. Behandling av avlopsvann vil derfor vare nodvendig for alle typer fartøy.

Et integrert prosses for rensing av alle typer avløpsvann pa skip basert pa bruk av en biofilm-MBR er presentert i denne avhandlingen, der målet er a inkludere bunnvann med behandling av avløpsvann for avansert behandling og eventuell gjenbruk av alt avløpsvann pa skip.

I denne avhandlingen er KeraNor keramiske membranmoduler utviklet og anvendt i en biofilm-MBR prosess for rensing av avløpsvann pa skip. Bade en ”dead-end” konfigurasjon og resirkulering fra membranfiltreringsenheten undersokt. Forskjellige driftsparametre er undersokt, for eksempel barekraftig fluks, temperatur, lufting for rensing av membranen, membranens pore størrelse, hydrauliske oppholdstid, innløpskonsentrasjon av olje, salinitet osv, er undersøkt i studiet. Resultatene indikerer at høye innløpskonsentrasjon av olje og vekslende salinitet har en negativ effekt pa drift og rensekapasitet av biofilm-MBR systemet. En resirkulerings konfigurasjonen er foretrukket som prosessløsning som et integrert renseprosess av avløpsvann fra skip.