[发明专利]一种基于电化学的废气废水耦合净化系统及其净化方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种废气废水耦合净化方法，尤其涉及一种基于电化学的废气废水耦合净化系统及其净化方法。

背景技术

一般的企业均有烟气、VOCs(volatile organic compounds)等废气和废水产生，但往往单独处置；导致废气/废水处理需要废水/废气二次治理，环保设施重复投入，投资、运维成本高，企业负担重。我国目前执行的废气废水的排放指标越来越严格，有些省市在国标的基础上提标成地方标准或行业标准，企业由于未能找到适合技术而负担沉重，超标排放时有发生，环保监管压力大。

大多数行业如纺织、木业、喷漆、印刷、制鞋、屠宰、医药、化工等行业均存在VOCs排放治理难题；光催化、等离子体和光催化+等离子体组合技术等光电设备分解VOCs电耗高、光电系统寿命短，企业负担重；活性炭吸附技术会产生大量的危废(废活性炭)，后续处置成本高；采用药剂(如H₂O₂、ClO₂等)喷淋洗涤的湿式氧化塔技术效果好，但药剂成本贵。单一的VOCs技术适应性差，湿式氧化塔技术整合光催化、等离子体技术是目前的发展趋势，并取得不错的进展，但存在光电催化效率低、药剂成本高、污水处理设施投资大等二次困扰。

火力发电厂、热电厂、水泥厂和钢铁厂等产烟气行业，脱硫和脱硝的排放指标在不断提升，特别是固废(垃圾、污泥和危废等)焚烧厂的烟气脱臭、脱硫、脱硝、脱二噁英和脱重金属成本高；广泛使用的成熟的烟气脱硝技术有SCR(selective catalytic reduction)和SNCR(selective non-catalytic reduction)技术，均是用氨气或含氨气的物质(氨水、高温分解产生氨气的尿素等)来还原处理烟气中的氮氧化物。其典型的反应如式：

6NO+4NH₃→5N₂+6H₂O

6NO₂+8NH₃→7N₂+12H₂O

SCR的脱硝催化剂一般使用寿命为三年，失活催化剂除了二氧化钒、五氧化二钒、三氧化钨外，还含有铬、铍、砷和汞等重金属，已纳入《国家危险废物名录》(HW50废催化剂：772-007-50烟气脱硝过程中产生的废钒钛系催化剂)，危废外委处置成本高。SCR和SNCR烟气脱硝技术均存在氨逃逸等二次污染问题。

一些企业的废气废水治理，采用臭氧技术，易引起臭氧逃逸等二次污染问题，目前还没有很好的解决方案，急需升级改造。

发明内容

本发明的目的是针对：

(1)企业的废气废水单独处理，导致废气/废水处理需要废水/废气二次治理，环保设施重复投入，投资、运维成本高，企业负担重。

(2)企业的VOCs治理采用等离子体和光催化等光电催化设施运行成本高、效率低、污水处理设施不完善；采用湿式氧化塔喷淋洗涤技术药剂成本高。

(3)企业的SCR和SNCR烟气脱硝技术在使用上不可避免地存在氨气逃逸导致二次污染等问题；SCR脱硝的V-Ti系催化剂适用温度为350℃，耗能巨大、装置难以小型化，失活催化剂为危废；SNCR脱硝虽然不使用催化剂，但适用温度800～900℃，能耗高，效率低，经常达不到环保排放标准。

(4)我国很多省份已开始防范废气废水处理的氨和臭氧逃逸问题，甚至限时取缔臭氧氧化技术。

为此，本发明提供一种基于电化学的废气废水耦合净化系统及其净化方法，废气经光电处理塔预处理，再经过气相氧化塔和液相氧化塔的电化学耦合净化达标排放；废水经液相氧化塔和气相氧化塔的电化学耦合净化达标排放。光电处理塔为一种基于废气等离子体催化模组、光催化模组的废气净化技术；气相氧化塔和液相氧化塔均为一种基于Fe-C微电解技术和电-Fenton(电芬顿法)技术的废气废水电化学耦合氧化-絮凝净化技术。本发明的废气废水耦合净化方法，耦合了Fe-C微电解和电-Fenton的各自优势，药剂投入成本低，电耗低，市场空间大。