基本信息
- 項目名稱：
- 電解法污水處理余能利用實驗研究
- 小類：
- 能源化工
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡介：
- 用電解法處理污水，具有氧化能力強，處理效率高等特點,特別是隨著金剛石電極的應用使用電解法處理污水的應用不斷擴大.但是用電解法處理污水存在電耗高的問題.我們研究的課題就是設計一個具有能量回收的電解裝置,該裝置在處理污水的同時能夠制取氫氣,同時污水處理過程中液溫升高帶來的熱量可以通過換熱器或熱泵技術利用，成為生活用熱水、采暖或空調(diào)制冷以及其他工藝的預熱、烘干的熱源。
- 詳細介紹：
- 研究設計一種具有能量回收利用的電解法水處理裝置，電解法水處理工藝具有結(jié)構簡單、無二次污染、操作方便等特點。特別是國際上研究出金剛石薄膜電極以后，由于金剛石薄膜電極的電化學勢窗寬氧化能力超過了鉑電極等，可以處理一般生化法難以處理的高COD工業(yè)廢水，使得電解法污水處理工藝的應用范圍進一步擴大，但電解法污水處理工藝存在著好耗電量較高的缺點，限制了其廣泛運用。我們設計的新型電解裝置，具有能量回收的功能，在電解處理污水的同時，制取氫氣，回收能量，回收的這一部分能量，可以向外輸出也可以部分返回電解裝置利用，這樣可以使電解法污水處理工藝的綜合能消耗大大下降，使得這種污水處理的方法更具有競爭力，也就促進了節(jié)能工作的進一步展開。
作品專業(yè)信息
設計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術關鍵和主要技術指標
- 此設計的創(chuàng)新點在于污水處理與制氫同時進行，并進行能量回收，技術關鍵是用離子膜將正、負電極分開，分別構成正極室和負極室。負極室產(chǎn)生的氫氣不能與正極室產(chǎn)生的氣體混合而送至室外的。電解液與污水中的部分熱量通過非金屬換熱管回收向外輸出。這樣可以使系統(tǒng)的總能耗下降。
科學性、先進性
- 所設計的裝置可以是同時進行污水處理和制取氫氣，回收熱量的電解裝置，改變了傳統(tǒng)電解裝置的模式，將原來的一種輸出變成了三種輸出，這種污水處理工藝在減排的同時做到了節(jié)能，降低了電解法污水處理工藝的運行成本。
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 2010年9月在天津理工大學參加學生科技競賽
作品所處階段
- 經(jīng)后期研究，還可以在改進設備，提升效率，使其更好的完成節(jié)能減排降耗環(huán)保的功能。
技術轉(zhuǎn)讓方式
- 暫時不轉(zhuǎn)讓。
作品可展示的形式
- 電子電視展板動畫形式等。
使用說明,技術特點和優(yōu)勢,適應范圍,推廣前景的技術性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預測
- 1)所設計的裝置是可以同時進行污水處理和制取氫氣、回收熱量的電解裝置改變了傳統(tǒng)電解裝置的模式，將原來的一種輸出變成了三種輸出：輸出合格水、輸出氫能、輸出熱量，是有節(jié)能特征的污水處理工藝。 2)在減排的同時做到了節(jié)能，降低了電解法污水處理工藝的運行成本。這樣的工藝未見報道。 3)研究了電解法處理污水的過程中制取氫氣其效率與多種因素的關系，找出了和電解液的種類、濃度、電壓、等條件有關的優(yōu)化工藝條件。目前從我們實驗得出的制氫效率來看，距離電解水制氫的水平（1Nm3/5kwh）還有很大差距，隨著研究工作的不斷深入，電解法污水處理制氫的效率會不斷提高，節(jié)能的效果會更加顯著。 4）提出了電解法污水處理能量循環(huán)利用的方案，通過燃料電池將電解過程中產(chǎn)生的氫氣轉(zhuǎn)換為電能，這部分電能返回電解裝置作為電解電源的一部分，節(jié)約了市電的用量。
同類課題研究水平概述
- 能源與環(huán)境是當今世界各國面臨的重大社會發(fā)展問題之一，減少常規(guī)能源的消耗，可以對能源與環(huán)境具有雙重的貢獻，先進的環(huán)境保護技術也是社會發(fā)展所急需的。利用電解法進行污水處理具有無二次污染，流程簡單、可控性強、操作方便、裝置體積小等優(yōu)點，廣泛應用與印染、化工等廢水的處理過程之中[1]，常有的電極有：石墨電極、玻璃碳電極、二氧化鉛電極、涂層鈦電極等[2]。由于電解法污水處理技術要耗費大量的電能，使處理成本較高，同時由于常規(guī)電極氧化能力所限制使有機物分解不徹底，這些缺點限制了電解法污水處理技術的推廣，隨著金剛石薄膜電極的產(chǎn)生，使得氧化能力大大增強，目前世界各國都利用金剛石薄膜電極進行電解污水的方法進行研究，并取得了很大進展，金剛石薄膜電極的制備技術越來越成熟，而且制出的電極面積也不斷增大，這些都促進利用金剛石薄膜電極進行電解氧化處理污水技術的應用，也拓寬了電解法污水處理技術的應用領域[3][4]，如果進一步降低電解法污水處理的能耗，將使該方法更具有競爭力，而降低電解法污水處理的能耗，很重要的一個方面是回收利用好電解過程中的余能。
