[发明专利]一种电化学处理废水联产制氢的工艺方法

说明书

本发明涉及废水处理联产制氢领域，具体是一种电化学处理废水联产制氢的工艺方法，包括以下步骤：（1）废水送入电控离子交换催化氧化装置降解；（2）电控离子交换催化氧化装置的氧化室出水耦合超声空化与催化技术进一步氧化降解废水中污染物，多次循环降解至达标后回用；（3）电控离子交换催化氧化装置的还原室内在制碱的同时联产制氢，碱性废水用于自结晶软化过程，产生的氢气纯化后收集利用。本发明所述工艺方法可适用于多类型废水的处理，处理全程高效、绿色、清洁，不产生二次污染，无废水废气排放，高效降解后的废水全部实现回用，保护生态环境的同时降低成本。

技术领域

本发明涉及废水处理领域，具体是一种电化学处理废水联产制氢的工艺方法，该方法基于超声空化和催化联用并产氢的电控离子交换催化氧化装置。

背景技术

随着现代化工行业相关技术的飞跃突进，其产品越来越多元化，但与此伴随的是日益严重的工业废水的处理和排放问题。工业废水排放量的日益增加导致水污染问题愈加严重，且由于化工废水的高浓度性和难处理性，若将化工废水未经处理排放到环境中，流入江河湖泊甚至污染渗透到地下水，则会破坏生态平衡，不利于水资源的可持续利用和生态环境的保护。废水中一些具有致突变性和致癌性的难降解毒性物质和有害物质还会通过食物链传递到人体中，对人们的身体健康造成巨大威胁，甚至危及到生命。

此外，由于废水排放标准的不断提高，工厂对废水水质的要求也日益严格。传统的物理法处理效率不高，难以处理不易降解的污染物；而化学法需添加大量药剂，容易造成二次污染；生物法反应过程复杂，影响因素较多，难以控制。目前传统的废水处理技术无法满足当前的废水处理要求，因此急需发展一种高效、绿色、经济的废水处理及回用技术。

而电化学废水处理技术与超声空化技术的结合为降解废水和氢气回收提供了新方案和思路。本发明的一种电化学处理废水联产制氢工艺方法以自然界可再生能源为能耗来源，通过多种技术联用，克服了传统废水处理技术的流程复杂、能耗高、效率低的难点，处理过程中无需添加药剂且不会产生二次污染，处理后的废水可直接用于循环冷却水补水，在高效处理废水的同时联产制氢，实现了废水的“零排放”，为企业带来高额效益。

发明内容

本发明针对现有废水处理技术存在的诸多问题，提供了一种电化学处理废水联产制氢的工艺方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种电化学处理废水联产制氢的工艺方法，包括以下步骤：

（1）将废水送入电控离子交换催化氧化装置降解；

（2）电控离子交换催化氧化装置的氧化室出水耦合超声空化与催化技术进一步氧化降解废水中污染物，多次循环降解至达标后回用；

（3）电控离子交换催化氧化装置的还原室内在制碱的同时联产制氢，碱性废水进行自结晶催化软化过程，产生的氢气纯化后收集利用；所述还原室内的进水为催化软化处理后废水、地下水、循环冷却水、河水中的一种或多种的混合物。

具体实施时，所述电控离子交换催化氧化装置的能量消耗源于太阳能、风能、潮汐能、水能、生物质能等可再生能源中的一种；上述能量通过供电系统可转换为电能并储存于发电站中，供电控离子交换催化氧化装置和超声空化等技术设备使用。

在本发明中，所述废水来自于城市污水和工业废水。

作为本发明技术方案的进一步改进，所述电控离子交换催化氧化装置包括阴极、阳极、还原室、氧化室、隔膜和电源，所述阴极位于还原室，阳极位于氧化室，且还原室与氧化室之间采用隔膜隔开，电源连接于阴极与阳极之间。

作为本发明技术方案的进一步改进，在步骤（2）中，所述超声空化的频率在100～1000kHz。

作为本发明技术方案的进一步改进，在步骤（2）中，所述催化技术中的催化剂选自臭氧催化剂、活性炭、活性氧化铝、三氯化铁、钼酸钠中的一种。