太阳能辅助页岩油污水生化-微生物电解制氢互补系统

本发明属于石油污水处理，具体涉及一种太阳能辅助页岩油污水生化-微生物电解制氢互补系统。

背景技术：

1、现有的石油污水处理方式，只针对于污水处理，运行过程耗能大，资源浪费较大。含油物质导致设备损坏率高，不便维护，且含油污泥后续处理成本较高。

技术实现思路

1、为了解决石油污水处理成本较高的问题，本发明提供了一种太阳能辅助页岩油污水生化-微生物电解制氢互补系统。将处理含油污水与厌氧发酵、电解制氢相结合，以实现节能的目的。该系统充分利用太阳能、生物能、微生物能，净化页岩油污水制氢，实现多能互补，降低了处理成本，节能环保。

2、本发明采用的技术方案为：一种太阳能辅助页岩油污水生化-微生物电解制氢互补系统，互补系统包括原水罐、预处理反应器、油水分离器、厌氧反应器、生物燃料合成器、燃料收集器、热水储蓄罐、燃烧锅炉、第一提升泵、太阳能光伏电池、蓄电池组、第二提升泵、微生物电解池、净水罐和氢气收集罐；

3、所述生物燃料合成器的底部通过管线与燃料收集器连通，燃料收集器的出口与燃烧锅炉的燃烧室连通，燃烧锅炉的出气口与生物燃料合成器的进气口连通，燃烧锅炉的出水口通过管线与热水储蓄罐的补水口连通，燃烧锅炉的回水口与热水储蓄罐的循环加热管口连通，热水储蓄罐的出水口与厌氧反应器的夹层底部的进水管连通，厌氧反应器的夹层顶部的出水管与第一提升泵连通，第一提升泵的出水口通过管线与热水储蓄罐的回水口连通；原水罐通过管线与预处理反应器连通，预处理反应器与油水分离器的进液口连通，油水分离器的出液口与厌氧反应器内层的进水口连通，厌氧反应器的出水口与第二提升泵连通，第二提升泵与微生物电解池的进液口连通，微生物电解池的出气口通过管线与氢气收集罐的进气口连通，氢气收集罐的出气口与厌氧反应器内层的出气管连通；微生物电解池的排水口与净水罐连通；

4、所述太阳能光伏电池分别与生物燃料合成器、蓄电池组、和微生物电解池电连接，蓄电池组分别与生物燃料合成器和微生物电解池电连接；

5、所述生物燃料合成器的筒体为透明玻璃材质。

6、进一步地，所述生物燃料合成器的底部设有出料口，其顶部侧面设有进气口，底部侧面设有充气口。

7、进一步地，所述生物燃料合成器的内部设有具有导电性的四组微生物凹形盘片。

8、进一步地，所述厌氧反应器为双层壁结构，其外壁为绝热材料，内壁为导热材料。

9、进一步地，所述厌氧反应器的内层的底部设置有网格板。

10、进一步地，所述厌氧反应器的高度与外径的比为3：2。

11、进一步地，所述生化-微生物电解制氢互补系统中的管线上根据生产需要加装电磁阀或手动球阀。

12、进一步地，所述生物燃料合成器的燃料生成器的内部设有四片微生物凹形盘片，凹形盘片的倾斜角度为20°，盘片由收集管串联。

13、本发明的有益效果：本发明提供了一种太阳能辅助页岩油污水生化-微生物电解制氢互补系统。该系统充分利用太阳能、生物能、微生物能，净化页岩油污水制氢，实现多能互补，降低了处理成本，节能环保。其主要优点如下：

14、（1）、燃烧锅炉将生物燃料充分燃烧后燃烧后生成co2，co2输送至生物燃料生成器中，被微生物利用，减少碳排放。

15、（2）、生物光伏电池在太阳光充足的时候发电供给生物电解池电解制氢，还可以为生物燃料生成器生产正丁醇燃料提供电能。同时还可利用蓄电池组储存多余电量，在太阳能无法供给电能时，由蓄电池组供给。

16、（3）、热水储蓄罐和燃烧锅炉通过双向管道连接，通过温度计的测量，当热水温度不够时，水流向锅炉重新加热，循环使用，避免浪费。加热厌氧反应器的热水回流至热水储蓄罐，按照比例混合后继续通入厌氧反应器加热污水，节约能源。

17、（4）、生物燃生成器内部的凹形生物盘片方便收集正丁醇燃料，微生物可充分利用太阳光电能源、氮气以及二氧化碳生成正丁醇生物燃料。

18、（5）、厌氧反应器通过燃烧锅炉给污水进行加热，提高了污水处理效果。

技术特征：

1.一种太阳能辅助页岩油污水生化-微生物电解制氢互补系统，其特征在于：互补系统包括原水罐、预处理反应器、油水分离器、厌氧反应器、生物燃料合成器、燃料收集器、热水储蓄罐、燃烧锅炉、第一提升泵、太阳能光伏电池、蓄电池组、第二提升泵、微生物电解池、净水罐和氢气收集罐；所述生物燃料合成器的底部通过管线与燃料收集器连通，燃料收集器的出口与燃烧锅炉的燃烧室连通，燃烧锅炉的出气口与生物燃料合成器的进气口连通，燃烧锅炉的出水口通过管线与热水储蓄罐的补水口连通，燃烧锅炉的回水口与热水储蓄罐的循环加热管口连通，热水储蓄罐的出水口与厌氧反应器的夹层底部的进水管连通，厌氧反应器的夹层顶部的出水管与第一提升泵连通，第一提升泵的出水口通过管线与热水储蓄罐的回水口连通；原水罐通过管线与预处理反应器连通，预处理反应器与油水分离器的进液口连通，油水分离器的出液口与厌氧反应器内层的进水口连通，厌氧反应器的出水口与第二提升泵连通，第二提升泵与微生物电解池的进液口连通，微生物电解池的出气口通过管线与氢气收集罐的进气口连通，氢气收集罐的出气口与厌氧反应器内层的出气管连通；微生物电解池的排水口与净水罐连通；

2.根据权利要求1所述的太阳能辅助页岩油污水生化-微生物电解制氢互补系统，其特征在于：所述生物燃料合成器的底部设有出料口，其顶部侧面设有进气口，底部侧面设有充气口。

3.根据权利要求2所述的太阳能辅助页岩油污水生化-微生物电解制氢互补系统，其特征在于：所述生物燃料合成器的内部设有具有导电性的四组微生物凹形盘片。

4.根据权利要求1所述的太阳能辅助页岩油污水生化-微生物电解制氢互补系统，其特征在于：所述厌氧反应器为双层壁结构，其外壁为绝热材料，内壁为导热材料。

5.根据权利要求4所述的太阳能辅助页岩油污水生化-微生物电解制氢互补系统，其特征在于：所述厌氧反应器的内层的底部设置有网格板。

6.根据权利要求5所述的太阳能辅助页岩油污水生化-微生物电解制氢互补系统，其特征在于：所述厌氧反应器的高度与外径的比为3：2。

技术总结本发明属于石油污水处理技术领域，具体涉及一种太阳能辅助页岩油污水生化‑微生物电解制氢互补系统，包括原水罐、预处理反应器、油水分离器、厌氧反应器、生物燃料合成器、燃料收集器、热水储蓄罐、燃烧锅炉、第一提升泵、太阳能光伏电池、蓄电池组、第二提升泵、微生物电解池、净水罐和氢气收集罐；生物燃料合成器、燃料收集器、燃烧锅炉、热水储蓄罐、第一提升泵、厌氧反应、第二提升泵、微生物电解池依次连通；原水罐、预处理反应器、油水分离器、厌氧反应器依次连通。太阳能光伏电池为生物燃料合成器、蓄电池组、和微生物电解池供电。该系统充分利用太阳能、生物能、微生物能，净化页岩油污水制氢，实现多能互补，降低了处理成本，节能环保。技术研发人员：刘昌宇,王晓坤,卞辑,张晓雪,孟凡斌,李栋受保护的技术使用者：东北石油大学技术研发日：技术公布日：2024/7/23