公布日：2023.11.17
申請日：2023.07.06
分類號：C25B1/04(2021.01)I;C25B15/08(2006.01)I;C25B9/67(2021.01)I;C02F9/00(2023.01)I;C02F11/00(2006.01)I
摘要
本發(fā)明一種基于石化污水處理的綜合制氫系統(tǒng)及方法，包括通過膜組件傳質(zhì)裝置連通的含油污水處理系統(tǒng)和電解液補水系統(tǒng)；所述含油污水處理系統(tǒng)包括初級除污系統(tǒng)、氣浮池、調(diào)節(jié)池和二次處理系統(tǒng)；所述電解液補水系統(tǒng)包括依次連通的過濾器、循環(huán)泵、堿性電解制氫裝置和堿液冷卻裝置；所述調(diào)節(jié)池的出水口接入膜組件傳質(zhì)裝置的進水口，膜組件傳質(zhì)裝置的出水口與二次處理系統(tǒng)連通，實現(xiàn)對含油污水的深度處理；所述膜組件傳質(zhì)裝置的出水口同時與過濾器連通，堿液冷卻裝置的出水口接入膜組件傳質(zhì)裝置的進水口，實現(xiàn)堿液回流；本發(fā)明還公開利用上述系統(tǒng)進行石化污水處理，通過兩套子系統(tǒng)的協(xié)同聯(lián)用實現(xiàn)給堿性電解槽補水的功能，并解決了污水處理過程中資源化利用的問題，減少污水處理量。
權(quán)利要求書
1.一種基于石化污水處理的綜合制氫系統(tǒng)，其特征在于：包括通過膜組件傳質(zhì)裝置聯(lián)系的含油污水處理系統(tǒng)和電解液補水系統(tǒng)；所述含油污水處理系統(tǒng)包括初級除污系統(tǒng)、氣浮池、調(diào)節(jié)池和二次處理系統(tǒng)；所述電解液補水系統(tǒng)包括依次連通的過濾器、循環(huán)泵、堿性電解制氫裝置和堿液冷卻裝置；所述調(diào)節(jié)池的出水口接入膜組件傳質(zhì)裝置的進水口，膜組件傳質(zhì)裝置的出水口與二次處理系統(tǒng)連通，實現(xiàn)對含油污水的深度處理；所述膜組件傳質(zhì)裝置的另一個出水口同時與過濾器連通，堿液冷卻裝置的出水口接入膜組件傳質(zhì)裝置的另一個進水口，實現(xiàn)堿液循環(huán)流動。
2.如權(quán)利要求1所述的一種基于石化污水處理的綜合制氫系統(tǒng)，其特征在于：所述電解液補水系統(tǒng)中的堿性電解制氫裝置與儲氫系統(tǒng)連通。
3.如權(quán)利要求1所述的一種基于石化污水處理的綜合制氫系統(tǒng)，其特征在于：所述二次處理系統(tǒng)包括依次連通的生化處理裝置和深度處理裝置；所述生化處理裝置還連通至污泥處理系統(tǒng)。
4.一種基于石化污水處理的綜合制氫方法，其特征在于，包括如下步驟：(1)來源于石油化工或生活的含油污水依次經(jīng)過初級除污系統(tǒng)的綜合收集、多道格柵、多級隔油處理，對污物進行初步凈化后清除可浮性油類物質(zhì)；(2)將經(jīng)過初步凈化后的污水排入氣浮池，去除污水中難以沉淀的輕浮絮物和無機物，再將澄清污水排入調(diào)節(jié)池，提高有機污染物負荷能力；(3)將調(diào)節(jié)池內(nèi)的澄清污水通入膜組件傳質(zhì)裝置，通過膜組件傳質(zhì)裝置后得到濃水和電解液補充水；濃水進入后續(xù)二次處理系統(tǒng)后，依次進行生化處理和深度處理，電解液補充水進入電解液補水系統(tǒng)；(4)抽取堿性電解裝置中電解槽內(nèi)堿液進入堿液冷卻裝置，對溫度較高的堿液進行降溫處理后，流至膜組件傳質(zhì)裝置接收電解液補充水后用于堿性電解制氫裝置的電解槽補液；(5)補液經(jīng)過循環(huán)泵和過濾器，回流到堿性電解制氫裝置的電解槽內(nèi)，形成循環(huán)的電解液補水系統(tǒng)，該系統(tǒng)能保持電解槽內(nèi)堿液水位和維持電解槽內(nèi)堿液濃度。
5.如權(quán)利要求4所述的一種基于石化污水處理的綜合制氫方法，其特征在于：所述步驟(1)中多級隔油池內(nèi)的流速為0.003～0.01m/s，含油污水在多級隔油池內(nèi)停留時間為2～10min，多級隔油池中的儲油部分的容積不小于有效容積的20～30％。
6.如權(quán)利要求4所述的一種基于石化污水處理的綜合制氫方法，其特征在于：所述步驟(2)中氣浮池中加入PAC或PAM，PAC水溶液的質(zhì)量分數(shù)為8～30％，PAM水溶液的質(zhì)量分數(shù)為0.1％～0.5％；池的調(diào)控時間為4～8h，控制pH值為6～9。
7.如權(quán)利要求4所述的一種基于石化污水處理的綜合制氫方法，其特征在于：所述步驟(3)中膜組件傳質(zhì)裝置包括若干透水膜，透水膜為憎水微孔膜，孔徑為0.001～50μm。
8.如權(quán)利要求4所述的一種基于石化污水處理的綜合制氫方法，其特征在于：所述步驟(3)中所述生化處理為好氧-厭氧處理；經(jīng)過生化處理后氨氮的濃度不高于80mg/L，總氮的濃度不高于100mg/L；所述深度處理為混凝過濾、生物膜過濾、高級氧化、活性炭吸附、膜分離或消毒殺菌中的一種或多種處理方法聯(lián)合。
9.如權(quán)利要求4所述的一種基于石化污水處理的綜合制氫方法，其特征在于：所述步驟(4)中堿性電解制氫裝置的電解槽內(nèi)堿液為15～50wt％的KOH或NaOH水溶液；經(jīng)過堿液冷卻裝置對堿液進行降溫處理后，溫度為20～30℃。
10.如權(quán)利要求4所述的一種基于石化污水處理的綜合制氫方法，其特征在于：所述步驟(5)中回流至堿性電解制氫裝置的電解槽內(nèi)速率為2～10m3/h。
發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提供一種基于石化污水處理的綜合制氫系統(tǒng)及方法，耦合含油污水處理系統(tǒng)和電解液補水系統(tǒng)，不僅提高了污水處理效益，同時污水中水分透過疏水微孔膜補給電解槽的堿液直接實現(xiàn)電解制氫，實現(xiàn)污水資源化利用。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下：
本發(fā)明提供一種基于石化污水處理的綜合制氫系統(tǒng)，包括通過膜組件傳質(zhì)裝置聯(lián)系的含油污水處理系統(tǒng)和電解液補水系統(tǒng)；所述含油污水處理系統(tǒng)包括初級除污系統(tǒng)、氣浮池、調(diào)節(jié)池和二次處理系統(tǒng)；所述電解液補水系統(tǒng)包括依次連通的過濾器、循環(huán)泵、堿性電解制氫裝置和堿液冷卻裝置；所述調(diào)節(jié)池的出水口接入膜組件傳質(zhì)裝置的進水口，膜組件傳質(zhì)裝置的出水口與二次處理系統(tǒng)連通，實現(xiàn)對含油污水的深度處理；所述膜組件傳質(zhì)裝置的另一個出水口同時與過濾器連通，堿液冷卻裝置的出水口接入膜組件傳質(zhì)裝置的另一個進水口，實現(xiàn)堿液循環(huán)流動
進一步的，所述電解液補水系統(tǒng)中的堿性電解制氫裝置與儲氫系統(tǒng)連通。
進一步的，所述二次處理系統(tǒng)包括依次連通的生化處理裝置和深度處理裝置；所述生化處理裝置還連通至污泥處理系統(tǒng)。
本發(fā)明還提供一種基于石化污水處理的綜合制氫方法，包括如下步驟：
(1)來源于石油化工或生活的含油污水依次經(jīng)過初級除污系統(tǒng)的綜合收集、多道格柵、多級隔油處理，對污物進行初步凈化后清除可浮性油類物質(zhì)；
(2)將經(jīng)過初步凈化后的污水排入氣浮池，去除污水中難以沉淀的輕浮絮物和無機物，再將澄清污水排入調(diào)節(jié)池，提高有機污染物負荷能力；
(3)將調(diào)節(jié)池內(nèi)的澄清污水通入膜組件傳質(zhì)裝置，通過膜組件傳質(zhì)裝置后得到濃水和電解液補充水；濃水進入后續(xù)二次處理系統(tǒng)后，依次進行生化處理和深度處理，電解液補充水進入電解液補水系統(tǒng)；
(4)抽取堿性電解裝置中電解槽內(nèi)堿液進入堿液冷卻裝置，對溫度較高的堿液進行降溫處理后，流至膜組件傳質(zhì)裝置接收電解液補充水后用于堿性電解制氫裝置的電解槽補液；
(5)補液經(jīng)過循環(huán)泵和過濾器，回流到堿性電解制氫裝置的電解槽內(nèi)，形成循環(huán)的電解液補水系統(tǒng)，該系統(tǒng)能保持電解槽內(nèi)堿液水位和維持電解槽內(nèi)堿液濃度。
進一步的，所述步驟(1)中多級隔油池內(nèi)的流速為0.003～0.01m/s，含油污水在多級隔油池內(nèi)停留時間為2～10min，多級隔油池中的儲油部分的容積不小于有效容積的20～30％。
進一步的，所述步驟(2)中氣浮池中加入PAC或PAM，PAC水溶液的質(zhì)量分數(shù)為8～30％，PAM水溶液的質(zhì)量分數(shù)為0.1％～0.5％；池的調(diào)控時間為4～8h，控制pH值為6～9。
進一步的，所述步驟(3)中膜組件傳質(zhì)裝置包括若干透水膜，透水膜為憎水微孔膜，孔徑為0.001～50μm。
進一步的，所述步驟(3)中所述生化處理為好氧-厭氧處理；經(jīng)過生化處理后氨氮的濃度不高于80mg/L，總氮的濃度不高于100mg/L；所述深度處理為混凝過濾、生物膜過濾、高級氧化、活性炭吸附、膜分離或消毒殺菌中的一種或多種處理方法聯(lián)合。
進一步的，所述步驟(4)中堿性電解制氫裝置的電解槽內(nèi)堿液為15～50wt％的KOH或NaOH水溶液；經(jīng)過堿液冷卻裝置對堿液進行降溫處理后，溫度為20～30℃。
進一步的，所述步驟(5)中回流至堿性電解制氫裝置的電解槽內(nèi)速率為2～10m3/h。
相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果在于：
(1)本發(fā)明創(chuàng)造性地提出將一種耦合污水處理技術(shù)，將含油污水處理系統(tǒng)和電解液補水系統(tǒng)協(xié)同聯(lián)用，經(jīng)過初級除污系統(tǒng)的含油污水除去了可浮性油類物質(zhì)，輕浮絮物、膠體、含磷無機物等，形成澄清污水，進入膜組件傳質(zhì)裝置后，澄清污水中的水分經(jīng)過透水膜組件界面?zhèn)髻|(zhì)的作用，通過蒸汽壓差的物理力學(xué)驅(qū)動，水分子由“液-氣-液”形態(tài)變化輸送到堿性電解制氫裝置的電解槽中，用以補充電解水消耗的部分純水，進而能提高污水處理效益，達到綜合治理的有益效果；
(2)本發(fā)明中在經(jīng)過初級除污系統(tǒng)、氣浮池和調(diào)節(jié)池后，進入膜組件傳質(zhì)裝置的澄清污水會被膜組件濃縮，經(jīng)過濃縮后濃水的COD、BOD濃度增加，因此，相較于普通含油污水經(jīng)過預(yù)處理后直接進行生化處理，有利于提升生化處理效率，提高活性污泥的質(zhì)量，增加污水處理的經(jīng)濟效益，同時提高了資源化利用的收益；
(3)本發(fā)明提供的石化污水協(xié)同處理系統(tǒng)解決了含油污水處理過程中資源化利用的問題，減少污水處理量，污水處理量可提高50％以上，允許的容積負荷提高2.5倍以上；生物處理能力更強，提高活性污泥的質(zhì)量，污泥濃度提高至少三倍；符合相關(guān)排放的標準，污水處理效果更佳；降低污水處理成本至少20％，有效地節(jié)約運行費用。
（發(fā)明人：郭傳鑾;裴景克;李愿杰;周子健;劉虹邑;冉啟鼎;彭浣欽）
