申请日2018.12.29
公开(公告)日2019.03.26
IPC分类号C02F1/461; C02F1/72; C02F101/30
摘要
本发明属于电化学催化氧化法处理污水节能技术领域，涉及一种降低电催化氧化处理有机废水能耗的联合装置及方法。该装置，包括有机废水调节池;有机废水调节池通过第一管道与电催化氧化系统相连，电催化氧化系统通过第二管道与储备池相连，第一管道上安装有耐腐蚀磁力泵;电催化氧化系统的阴极通过第一导气管与洗气瓶的内部空间相连通，第一导气管上安装有抽气泵;洗气瓶还通过第二导气管与气体收集装置相连，第二导气管上安装有冷干机;气体收集装置通过第三导气管与燃料发电装置的进气口相连，燃料发电装置与储能装置相连，电容器与电催化氧化系统连接。本发明通过阴极产物氢气的收集、燃烧、转化，为电催化氧化系统提供部分电能，减小电能消耗。
权利要求书
1.一种降低电催化氧化处理有机废水能耗的联合装置，其特征在于，包括：与待处理有机废水相连的有机废水调节池(1);
所述有机废水调节池(1)通过第一管道与电催化氧化系统(4)相连，所述电催化氧化系统(4)通过第二管道与储备池(5)相连，所述第一管道上安装有耐腐蚀磁力泵(2);
所述电催化氧化系统(4)的阴极通过第一导气管与洗气瓶(8)的内部空间相连通，所述第一导气管上安装有抽气泵(7);
所述洗气瓶(8)还通过第二导气管与气体收集装置(10)相连，所述第二导气管上安装有冷干机(9);
所述气体收集装置(10)通过第三导气管与燃料发电装置(11)的进气口相连，所述燃料发电装置(11)与储能装置(12)相连，所述电容器(12)与电催化氧化系统(4)连接。
2.根据权利要求1所述的降低电催化氧化处理有机废水能耗的联合装置，其特征在于，所述电催化氧化系统(4)包括一组电催化氧化装置或者多组串联的电催化氧化装置。
3.根据权利要求2所述的降低电催化氧化处理有机废水能耗的联合装置，其特征在于，所述电催化氧化装置的阴极(13)与阳极(14)平行分布，且所述阴极(13)与阳极(14)之间设置有隔膜(6)。
4.根据权利要求3所述的降低电催化氧化处理有机废水能耗的联合装置，其特征在于，所述阴极(13)采用钛阴极或不锈钢材料制成，所述阳极(14)为DSA阳极或钛基二氧化铅阳极或镀铂阳极。
5.根据权利要求2或3或4所述的降低电催化氧化处理有机废水能耗的联合装置，其特征在于，所述电催化氧化装置的底部设置曝气装置。
6.根据权利要求1-4任一项所述的降低电催化氧化处理有机废水能耗的联合装置，其特征在于，所述气体收集装置(10)设置有气压传感器和报警装置。
7.根据权利要求1-4任一项所述的降低电催化氧化处理有机废水能耗的联合装置，其特征在于，所述燃料发电装置(11)为氢氧燃料电池，所述储能装置(12)为电容器。
8.根据权利要求1-4任一项所述的降低电催化氧化处理有机废水能耗的联合装置，其特征在于，所述第一管道、第二管道上还分别安装有控制阀门(3)。
9.一种降低电催化氧化处理有机废水能耗的方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
1)生物难降解有机废水由耐腐蚀磁力泵(2)引入到电催化氧化系统(4)进行处理;
2)电催化氧化系统(4)对有机废水进行处理得到净水;
3)净水进入储备池(5);
4)阴极氢气经抽气泵(7)输入到洗气瓶(8)中处理，获得处理后的氢气;
5)步骤4)处理得到的氢气经冷干机(9)处理后，继续储存在气体收集装置(10);
6)将氢气通入到燃料发电装置(11)中用于燃烧发电，并采用储能装置(12)存储电能，供电催化氧化系统(4)正常工作。
10.根据权利要求9所述的降低电催化氧化处理有机废水能耗的方法，其特征在于，所述燃料发电装置(11)为氢氧燃料电池，所述储能装置(12)为电容器。
说明书
一种降低电催化氧化处理有机废水能耗的联合装置及方法
技术领域
本发明属于电化学催化氧化法处理污水技术和清洁能源技术领域，具体涉及一种降低电催化氧化处理有机废水能耗的联合装置及方法。
背景技术
水资源的短缺已经成为21世纪人类发展面临的重大挑战之一。水污染进一步加剧水资源的短缺，尤其是化工、制药、印染、石化等行业产生的废水呈现出毒性大、浓度高、新型污染物层出不穷的特点，严重威胁了生态循环和人类生命安全。水短缺和水污染双重压力对于水处理技术提出了越来越高的要求和期望。
传统水处理中的生物法虽然成本较低，但对于一些难降解有机污染物却显得无能为力;化学处理需要外加化学试剂，具有高成本的同时还存在二次污染的风险。废水中蕴藏着许多可以利用的能量和水资源，传统的水处理技术难以满足对上述资源能源的回收。因此，能够强化污染物去除，同时实现能量和资源回收的水处理技术成为本行业发展的迫切要求。
新兴的电解法处理水具有无须添加化学药剂、设备体积小、占地不大、不产生二次污染等优点而备受关注，已被用于处理含醇、醛、酚及染料等有机污染物的废水，但不足之处在于该方法电能消耗较高，因此降低能耗成为我们急需解决的核心问题。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种降低电催化氧化处理有机废水能耗的联合装置及方法，通过将电催化氧化处理有机废水中阴极产物氢气进行处理、收集，为氢氧燃料电池源源不断的提供燃料，通过氢气的燃烧实现化学能到电能的转化，最终将电能用于电催化氧化装置，实现减小电能消耗的目的。
为了实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：
第一方面，本发明提供了一种降低电催化氧化处理有机废水能耗的联合装置，包括：与待处理有机废水相连的有机废水调节池;
所述有机废水调节池通过第一管道与电催化氧化系统相连，所述电催化氧化系统通过第二管道与储备池相连，所述第一管道上安装有耐腐蚀磁力泵，用于将难降解有机废水引入到电催化氧化系统中;
所述电催化氧化系统的阴极通过第一导气管与洗气瓶的内部空间相连通，所述第一导气管上安装有抽气泵;
所述洗气瓶还通过第二导气管与气体收集装置相连，所述第二导气管上安装有冷干机;
所述气体收集装置通过第三导气管与燃料发电装置的进气口相连，所述燃料发电装置与储能装置相连，所述电容器与电催化氧化系统连接。
进一步地，所述电催化氧化系统包括一组电催化氧化装置或者多组串联的电催化氧化装置。
进一步地，所述电催化氧化装置的阴极与阳极平行分布，且所述阴极与阳极之间设置有隔膜。
进一步地，所述阴极采用钛阴极或不锈钢材料制成，所述阳极为DSA阳极或钛基二氧化铅阳极或镀铂阳极。
进一步地，所述电催化氧化装置的底部设置曝气装置。
进一步地，所述气体收集装置设置有气压传感器和报警装置。
进一步地，所述燃料发电装置为氢氧燃料电池，所述储能装置为电容器。
进一步地，所述第一管道、第二管道上还分别安装有控制阀门。
另一方面，本发明还提供了一种降低电催化氧化处理有机废水能耗的方法，具体包括以下步骤：
1)生物难降解有机废水由耐腐蚀磁力泵引入到电催化氧化系统进行处理;
2)电催化氧化系统对有机废水进行处理得到净水;
3)净水进入储备池;
4)阴极氢气经抽气泵输入到洗气瓶中处理，获得处理后的氢气;
5)步骤4)处理后得到的氢气经冷干机处理，继续储存在气体收集装置;
6)将氢气通入到燃料发电装置中用于燃烧发电，并采用储能装置存储电能，供电催化氧化系统正常工作。
进一步地，所述燃料发电装置为氢氧燃料电池，所述储能装置为电容器。
与现有技术相比，本发明提供的技术方案具有如下有益效果：生物难降解有机废水进入电催化氧化装置，通过控制有机废水在电催化氧化装置内的停留时间，电催化氧化装置处理后得到的净水进入储备池;阴极氢气经抽气泵输入到洗气瓶中处理，获得纯度较高的氢气，再经冷干机处理，接着将氢气储存在配备有气压传感器和报警装置的气体收集装置;将氢气通入到氢氧燃料电池中用于燃烧发电，并采用电容器存储电能，供电催化氧化装置正常工作。本发明主要解决电催化氧化法处理污水高能耗的问题，通过阴极产物氢气的收集、燃烧、转化可以为设备提供一部分电能，减小电能消耗，降低工业化成本。