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基本信息

項(xiàng)目名稱：
電解法污水處理余能利用實(shí)驗(yàn)研究
小類：
能源化工
簡介：
用電解法處理污水，具有氧化能力強(qiáng)，處理效率高等特點(diǎn),特別是隨著金剛石電極的應(yīng)用使用電解法處理污水的應(yīng)用不斷擴(kuò)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(shè)計(jì)一個(gè)具有能量回收的電解裝置,該裝置在處理污水的同時(shí)能夠制取氫氣,同時(shí)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(shù)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(yù)熱、烘干的熱源。
詳細(xì)介紹：
研究設(shè)計(jì)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(gòu)簡單、無二次污染、操作方便等特點(diǎn)。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(xué)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(yīng)用范圍進(jìn)一步擴(kuò)大，但電解法污水處理工藝存在著好耗電量較高的缺點(diǎn)，限制了其廣泛運(yùn)用。我們設(shè)計(jì)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(shí)，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(jìn)了節(jié)能工作的進(jìn)一步展開。

作品專業(yè)信息

設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)

此設(shè)計(jì)的創(chuàng)新點(diǎn)在于污水處理與制氫同時(shí)進(jìn)行，并進(jìn)行能量回收，技術(shù)關(guān)鍵是用離子膜將正、負(fù)電極分開，分別構(gòu)成正極室和負(fù)極室。負(fù)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(xué)性、先進(jìn)性

所設(shè)計(jì)的裝置可以是同時(shí)進(jìn)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(shí)做到了節(jié)能，降低了電解法污水處理工藝的運(yùn)行成本。

獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果

2010年9月在天津理工大學(xué)參加學(xué)生科技競賽

作品所處階段

經(jīng)后期研究，還可以在改進(jìn)設(shè)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(shù)轉(zhuǎn)讓方式

暫時(shí)不轉(zhuǎn)讓。

作品可展示的形式

電子電視展板動(dòng)畫形式等。

使用說明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測

1)所設(shè)計(jì)的裝置是可以同時(shí)進(jìn)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(shí)做到了節(jié)能，降低了電解法污水處理工藝的運(yùn)行成本。這樣的工藝未見報(bào)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(guān)系，找出了和電解液的種類、濃度、電壓、等條件有關(guān)的優(yōu)化工藝條件。目前從我們實(shí)驗(yàn)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(dāng)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(xiàn)，先進(jìn)的環(huán)境保護(hù)技術(shù)也是社會發(fā)展所急需的。利用電解法進(jìn)行污水處理具有無二次污染，流程簡單、可控性強(qiáng)、操作方便、裝置體積小等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)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(shù)要耗費(fèi)大量的電能，使處理成本較高，同時(shí)由于常規(guī)電極氧化能力所限制使有機(jī)物分解不徹底，這些缺點(diǎn)限制了電解法污水處理技術(shù)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(qiáng)，目前世界各國都利用金剛石薄膜電極進(jìn)行電解污水的方法進(jìn)行研究，并取得了很大進(jìn)展，金剛石薄膜電極的制備技術(shù)越來越成熟，而且制出的電極面積也不斷增大，這些都促進(jìn)利用金剛石薄膜電極進(jìn)行電解氧化處理污水技術(shù)的應(yīng)用，也拓寬了電解法污水處理技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域[3][4]，如果進(jìn)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(gè)方面是回收利用好電解過程中的余能。
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