CN116161832A - 一种含高浓度有机工业废水制氢*** - Google Patents

Abstract

本发明属于废水处理领域，具体公开了一种含高浓度有机工业废水制氢***，包括依次设置的超滤装置、混合池一、沉降装置一、压滤装置、混合池二、混合池三、沉降装置二、生化装置、污泥收集池、污泥酸化池、缓冲池、制氢发酵罐，利用印制线路板废水中不同种类废水水质，利用重金属废水离子交换后的废水中氢离子、酸性废水及剩余污泥酸化工艺产生是酸化废水实现了油墨废水pH调节，使其中油墨形成胶状凝聚物，同时利用干化污泥与胶状凝聚物混合后形成沉降处理以及生化工艺产生的剩余污泥进行酸化处理后制氢，实现了以废治废的目的。

Description

一种含高浓度有机工业废水制氢***

技术领域

本发明是关于废水处理工艺，特别是关于一种含高浓度有机工业废水制氢***。

背景技术

PCB油墨废水是一种高浓度有机废水，其CODcr通常为5000-10000mg/L，有的可高达20000mg/L。水性油墨是由水溶性高分子树脂、色料、溶剂和相关助剂经物理化学过程组合制备而成的一种油墨，水性油墨废水主要来源于印刷过程中的设备清洗水。由于水性油墨废水的化学成分比较复杂，具有高化学需氧量、高色度、生物难以降解等特点，其一旦进入水体，会对水环境造成严重污染。再由于水性油墨的品种、原料性质和生产工艺的不同，其废水的水质差异较大，导致处理难度更大，废水处理的运行费用更高。CN104944692A公开了一种水性油墨废水的处理方法，其采用酸析混凝沉淀-生物降解组合的工艺来处理水性油墨废水，选用的三氯化铁和聚丙烯酰胺适用范围广，在酸性条件下能快速形成絮体并沉降，处理工艺稳定并易于控制。CN109809615A公开了一种PCB废水处理工艺其针对第一废水、第二废水、第三废水及第四废水采用了电絮凝、气浮等处理工艺，获得了较好的处理效果。但是在上述处理过程中，其并未利用PCB生产过程中产生的不同废水的特性进行以废治废，如果能够将不同废水进行针对性处理，并利用各种废水的特性实现以废治废可以大大降低废水处理成本及处理效果，如果在处理过程中，能够产生可再生能源也是很重要的废物利用方式。

因此，如何针对PCB生产废水中不同水质特点的高浓度废水进行高效处理成了目前急需解决的问题。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种含高浓度有机工业废水制氢***，其利用PCB废水中各不同水质的特点，综合处理，可以对PCB高浓度有机废水进行高效处理的同时获取氢达到以废治废的目的。

为实现上述目的，本发明的实施例提供了一种含高浓度有机工业废水制氢***，包括依次设置的超滤装置1、混合池一2、沉降装置一3、压滤装置4、混合池二5、混合池三6、沉降装置二7、生化装置8、污泥收集池9、污泥酸化池10、缓冲池11、制氢发酵罐16；所述超滤装置1上设置油墨废水进水管1-1和浓缩液排放管1-2，所述浓缩液排放管1-2连通所述混合池一2，所述混合池一2上设置酸性废水进水管2-2，所述混合池一2产生的混合液输送至沉降装置一3中，所述沉降装置一3上设置干化污泥投加口，所述沉降装置一3底部设置锥形收集槽，所述收集槽连通所述压滤装置4，所述压滤装置4排泥经粉碎处理后输送至所述混合池二5中，所述混合池二5上设置碱性水进水管5-1，所述混合池二5上设置出水堰，所述出水堰连通所述混合池三6，所述混合池三6中的混合物输送至所述沉降装置二7，所述沉降装置二7的上清液输送至所述生化装置8中；所述生化装置8设置剩余污泥排放管，所述剩余污泥排放管连通所述污泥收集池9，所述污泥收集池9中污泥经均质和破壁处理后输送至所述污泥酸化池10，所述污泥酸化池10中的污泥经厌氧酸化后输送至所述缓冲池11中，所述缓冲池11连通所述制氢发酵罐16；所述缓冲池11与所述制氢发酵罐16之间设置污泥高温破解装置和脱水装置；

在本发明的一个或多个实施方式中，还包括纳滤装置13，所述纳滤装置13上设置重金属废水管13-1，所述纳滤装置13的浓水管连通离子交换装置14，所述离子交换装置14排水口连通所述油墨废水进水管1-1；

在本发明的一个或多个实施方式中，还包括焚烧炉12，所述混合池二5连通所述焚烧炉12，所述混合池二5中的污泥经压滤处理后进行焚烧；

在本发明的一个或多个实施方式中，还包括微电解装置15，所述沉降装置一3的上清液输送至所述微电解装置15，所述微电解装置15的排水口连通所述混合池三6；

在本发明的一个或多个实施方式中，所述超滤装置1上的出水口连通所述微电解装置15；

在本发明的一个或多个实施方式中，生化装置包括厌氧工艺、好氧工艺及MBR工艺；

在本发明的一个或多个实施方式中，向所述沉降装置一3投加的干化污泥投加量为20-40g/L；

在本发明的一个或多个实施方式中，所述缓冲池11中的出水口连通所述混合池一2；

在本发明的一个或多个实施方式中，所述酸性废水进水管2-2及所述缓冲池11出水加入所述混合池一2中的废水量通过所述混合池一2中pH确定，调整所述pH为3.5-4.5；

在本发明的一个或多个实施方式中，所述离子交换装置中使用强酸性离子交换树脂；

在本发明的一个或多个实施方式中，所述高浓度有机工业废水为印制线路板废水；

在本发明的一个或多个实施方式中，所述高浓度有机工业废水中含有重金属的废水进入所述重金属废水管13-1前进行破络和保安过滤处理；

在本发明的一个或多个实施方式中，所述离子交换装置14设置再生液出口，所述再生液出口连通所述浓缩液排放管1-2；

与现有技术相比，根据本发明实施方式具有以下优点：

（1）印制线路板废水中的油墨废水很难处理的废水，本申请则利用印制线路板废水中不同种类废水水质，利用重金属废水离子交换后的废水中氢离子、酸性废水及剩余污泥酸化工艺产生是酸化废水实现了油墨废水pH调节，使其中油墨形成胶状凝聚物，同时利用干化污泥与胶状凝聚物混合后形成沉降处理；

（2）将压滤装置产生的污泥粉碎处理后与所述碱性废水混合处理，其中粉碎后的污泥为酸性污泥，降低碱性废水中pH的同时，提高了粉碎污泥pH，这样可以使得粉碎污泥在进行焚烧处理过程中，焚烧效率更高；

（3）油墨废水经过滤处理后与沉降装置一的上清液加入微电解装置后，由于混合后的废水pH降低，这使得铁碳工艺处理效果大大提高的同时，无需额外使用酸进行pH调节；

（4）微电解装置出水与混合池二出水在混合过程中，由于碱性废水与铁碳工艺中含有的铁离子可以形成沉降进一步降低废水中悬浮颗粒的同时，酸碱得到中和，出水更符合生化处理工艺要求；

（5）利用污泥酸化池将破解后的污泥酸化处理后输送至缓冲池，上清液输送至混合池对油墨废水pH进行调节，底部物质输送至制氢发酵罐发酵制氢获取生物能源；

（6）经过污泥酸化池处理的剩余污泥进行污泥脱水和高温破解后，污泥pH值在5-6，该pH值适合制氢反应。

附图说明

图1是根据本发明一实施方式的一种含高浓度有机工业废水制氢***示意图；

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。

除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。

实施例1

如图1所示，根据本发明优选实施方式的一种含高浓度有机工业废水制氢***，包括依次设置的超滤装置1、混合池一2、沉降装置一3、压滤装置4、混合池二5、混合池三6、沉降装置二7、生化装置8、污泥收集池9、污泥酸化池10、缓冲池11、制氢发酵罐16；所述超滤装置1上设置油墨废水进水管1-1和浓缩液排放管1-2，所述浓缩液排放管1-2连通所述混合池一2，所述混合池一2上设置酸性废水进水管2-2，所述混合池一2产生的混合液输送至沉降装置一3中，所述沉降装置一3上设置干化污泥投加口，所述沉降装置一3底部设置锥形收集槽，所述收集槽连通所述压滤装置4，所述压滤装置4排泥经粉碎处理后输送至所述混合池二5中，所述混合池二5上设置碱性水进水管5-1，所述混合池二5上设置出水堰，所述出水堰连通所述混合池三6，所述混合池三6中的混合物输送至所述沉降装置二7，所述沉降装置二7的上清液输送至所述生化装置8中；所述生化装置8设置剩余污泥排放管，所述剩余污泥排放管连通所述污泥收集池9，所述污泥收集池9中污泥经均质和破壁处理后输送至所述污泥酸化池10，所述污泥酸化池10中的污泥经厌氧酸化后输送至所述缓冲池11中，所述缓冲池连通所述制氢发酵罐16，所述缓冲池11与所述制氢发酵罐16之间设置污泥高温破解装置和脱水装置；还包括纳滤装置13，所述纳滤装置13上设置重金属废水管13-1，所述纳滤装置13的浓水管连通离子交换装置14，所述离子交换装置14排水口连通所述油墨废水进水管1-1，还包括焚烧炉12，所述混合池二5连通所述焚烧炉12，所述混合池二5中的污泥经压滤处理后进行焚烧，还包括微电解装置15，所述沉降装置一3的上清液输送至所述微电解装置15，所述微电解装置15的排水口连通所述混合池三6，所述超滤装置1上的出水口连通所述微电解装置15；生化装置包括厌氧工艺、好氧工艺及MBR工艺，向所述沉降装置一3投加的干化污泥投加量为20-40g/L，所述缓冲池11中的出水口连通所述混合池一2，所述酸性废水进水管2-2及所述缓冲池11出水加入所述混合池一2中的废水量通过所述混合池一2中pH确定，调整所述pH为3.5-4.5；控制发酵制氢罐温度为39-45℃。

其中，油墨废水进水管的废水CODcr为8900mg/L，SS为1050mg/L，pH8.4， 控制所述压滤装置排出污泥含水率为50-70%；混合池一中pH分别控制在3.5、3.7、3.9、4.0、4.3、4.5，沉降装置一出水中CODcr去除率分别为34.5%、41.2%、43.4%、40.8%、36.9%和32.1%，可见，pH3.9时处理效果最好；

生化处理工艺处理后的出水CODcr为64mg/L，ss为2.3mg/L；制氢发酵罐氢气得率为64.3%。

对比例

省略污泥酸化池对剩余污泥的酸化处理，直接将其进行高温破解和脱水处理，采用实施例1的方式进行制氢发酵，氢气得率仅为51.2%。

实施例2

在实施例1的基础上，所述离子交换装置中使用强酸性离子交换树脂；所述高浓度有机工业废水中含有重金属的废水进入所述重金属废水管13-1前进行破络和保安过滤处理；所述离子交换装置14设置再生液出口，所述再生液出口连通所述浓缩液排放管1-2。

前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。

Claims (10)

1.一种含高浓度有机工业废水制氢***，其特征在于，包括依次设置的超滤装置（1）、混合池一（2）、沉降装置一（3）、压滤装置（4）、混合池二（5）、混合池三（6）、沉降装置二（7）、生化装置（8）、污泥收集池（9）、污泥酸化池（10）、缓冲池（11）、制氢发酵罐（16）；所述超滤装置（1）上设置油墨废水进水管（1-1）和浓缩液排放管（1-2），所述浓缩液排放管（1-2）连通所述混合池一（2），所述混合池一（2）上设置酸性废水进水管（2-2），所述混合池一（2）产生的混合液输送至沉降装置一（3）中，所述沉降装置一（3）上设置干化污泥投加口，所述沉降装置一（3）底部设置锥形收集槽，所述收集槽连通所述压滤装置（4），所述压滤装置（4）排泥经粉碎处理后输送至所述混合池二（5）中，所述混合池二（5）上设置碱性水进水管（5-1），所述混合池二（5）上设置出水堰，所述出水堰连通所述混合池三（6），所述混合池三（6）中的混合物输送至所述沉降装置二（7），所述沉降装置二（7）的上清液输送至所述生化装置（8）中；所述生化装置（8）设置剩余污泥排放管，所述剩余污泥排放管连通所述污泥收集池（9），所述污泥收集池（9）中污泥经均质和破壁处理后输送至所述污泥酸化池（10），所述污泥酸化池（10）中的污泥经厌氧酸化后输送至所述缓冲池（11）中，所述缓冲池（11）连通所述制氢发酵罐（16）；所述缓冲池（11）与所述制氢发酵罐（16）之间设置污泥高温破解装置和脱水装置。

2.如权利要求1所述的一种含高浓度有机工业废水制氢***，其特征在于，还包括纳滤装置（13），所述纳滤装置（13）上设置重金属废水管（13-1），所述纳滤装置（13）的浓水管连通离子交换装置（14），所述离子交换装置（14）排水口连通所述油墨废水进水管（1-1）。

3.如权利要求1所述的一种含高浓度有机工业废水制氢***，其特征在于，还包括焚烧炉（12），所述混合池二（5）连通所述焚烧炉（12），所述混合池二（5）中的污泥经压滤处理后进行焚烧。

4.如权利要求1所述的一种含高浓度有机工业废水制氢***，其特征在于，还包括微电解装置（15），所述沉降装置一（3）的上清液输送至所述微电解装置（15），所述微电解装置（15）的排水口连通所述混合池三（6）。

5.如权利要求4所述的一种含高浓度有机工业废水制氢***，其特征在于，所述超滤装置（1）上的出水口连通所述微电解装置（15）。

6.如权利要求1所述的一种含高浓度有机工业废水制氢***，其特征在于，生化装置包括厌氧工艺、好氧工艺及MBR工艺。

7.如权利要求1所述的一种含高浓度有机工业废水制氢***，其特征在于，向所述沉降装置一（3）投加的干化污泥投加量为20-40g/L。

8.如权利要求1所述的一种含高浓度有机工业废水制氢***，其特征在于，所述缓冲池（11）中的出水口连通所述混合池一（2）。

9.如权利要求8所述的一种含高浓度有机工业废水制氢***，其特征在于，所述酸性废水进水管（2-2）及所述缓冲池（11）出水加入所述混合池一（2）中的废水量通过所述混合池一（2）中pH确定，调整所述pH为3.5-4.5。

10.如权利要求2所述的一种含高浓度有机工业废水制氢***，其特征在于，所述高浓度有机工业废水中含有重金属的废水进入所述重金属废水管（13-1）前进行破络和保安过滤处理。

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