[发明专利]基于电催化膜蒸馏一体化装置的船舶压载水处理系统

说明书

本发明公开了一种基于电催化膜蒸馏一体化装置的船舶压载水处理系统，包括船舶发动机冷却池，依次通过管道连接的热侧加热装置、热侧水箱、电催化膜蒸馏反应器、冷侧水箱、渗透液冷却系统；还包括对电催化膜蒸馏反应器进行供电的直流电源以及与冷侧水箱连接的洁净水储存箱；本发明采用淹没式反应池方法将电催化氧化技术与膜蒸馏过程科学地耦合在一体式的船舶压载水处理装置，有机物降解效率高、氨氮去除率高、脱盐效率高、出水水质佳、有效减缓膜蒸馏膜污染/膜润湿、蒸馏膜使用寿命延长、可实现船舶压载水源头处理并回用等优势，有效解决船舶部分淡水需求，减轻港口污废水处理压力。

技术领域

本发明涉及船舶压载水处理系统领域，尤其是一种基于电催化膜蒸馏一体化装置的船舶压载水处理系统。

背景技术

船舶压载水未经处理或处理未达标的肆意排放，被全球环境基金组织确认为危害海洋的四大威胁之一。国际海事组织制定的《压载水公约》于2017年正式生效，该公约要求所有船舶必须安装合格认证的压载水处理系统(BWMS)方可进入国际海事组织成员国港口。船舶压载水属于一种高盐含油废水，现有BWMS系统主要是针对压载水中细菌等生物灭活处理而设计应用，忽略了对油类、有毒有害有机物等污染物的达标处理。膜分离法和高级催化氧化技术因其反应迅速、净化效果佳等优点，成为现阶段研究较多的高盐含油废水深度处理技术。

膜蒸馏作为新兴的膜分离技术，有着极高的耐盐优势，是目前唯一能从溶液中直接分离出结晶产物的膜过程，有望成为实现高盐度浓缩液零排放最具前景的技术，被广泛认为是21世纪最具前景的废水深度处理和海水淡化工艺之一。膜蒸馏技术的独特优势使其在盐度高、毒性大、难降解的工业废水处理领域显示出极大的应用潜力。

船舶压载水实质属于一种高盐含油废水，膜蒸馏技术在压载水处理方面具有独特优势与显著的应用潜力，然而，膜蒸馏技术在含油废水处理中的应用受到蒸馏膜长期运行易污染/易润湿这一特性的限制，高盐含油废水水质成分复杂，含有大量表面活性剂、盐和油类物质，表面活性剂可能对膜材料产生润湿作用，盐类物质会引起蒸馏膜严重的结垢问题，油类物质会通过疏水-疏水作用黏附至疏水膜表面造成膜污染。由此可见，要实现膜蒸馏法含油废水处理的工业化，膜污染/膜润湿是其亟需解决的主要瓶颈问题。

预处理或膜蒸馏与其他工艺联用的技术也是目前应用较多的膜蒸馏膜污染控制手段，利用各种物理、化学或生物方法对含油废水进行预处理可有效减缓膜蒸馏处理过程的膜污染。高级催化氧化技术是比较高效可行的含油废水预处理方法，利用高级催化氧化技术预处理含油废水能够高效降解含油废水中的油类、表面活性剂等有机污染物，从而有效去除后续膜蒸馏处理单元的膜污染物，保证蒸馏膜高效稳定地运行。其中，电催化氧化技术是高级氧化技术的一种，因其具有其他处理方法难以比拟的优越性近年来受到极大关注，该方法能彻底降解有机物且不易产生有毒中间产物，被称为“环境友好”技术，在绿色工艺方面极具潜力。但电催化氧化技术主要是针对污废水中的有机污染物进行高效降解处理，对船舶压载水中的盐类物质、重金属离子的去除效果几乎可以忽略。

因此，为提高船舶压载水的出水水质，提高废水回用率，可以考虑将电催化氧化技术与膜蒸馏过程相结合，耦合成一体化装置用于船舶压载水的源头处理与回用。

发明内容

发明目的：为了解决现有技术所存在的问题，本发明提供了一种基于电催化膜蒸馏一体化装置的船舶压载水处理系统，采用淹没式反应池方法将电催化氧化技术与膜蒸馏过程科学地耦合在一体式的船舶压载水处理装置，有机物降解效率高、氨氮去除率高、脱盐效率高、出水水质佳、有效减缓膜蒸馏膜污染/膜润湿、蒸馏膜使用寿命延长、可实现船舶压载水源头处理并回用等优势，有效解决船舶部分淡水需求，减轻港口污废水处理压力。

技术方案：为达到上述目的，本发明可采用如下技术方案：

一种基于电催化膜蒸馏一体化装置的船舶压载水处理系统，包括船舶发动机冷却池，依次通过管道连接的热侧加热装置、热侧水箱、电催化膜蒸馏反应器、冷侧水箱、渗透液冷却系统；