电化学系列产品在水处理中的应用项目
成果类型:: 发明专利
发布时间: 2022-09-05 14:29:34
该项目研发的电化学系列产品在水处理中的应用技术产品主要包括电催化氧化装置、电絮凝装置、电化学除垢装置等。
研发团队设计的电催化氧化设备(Electrocatalytic Oxidation System, ECOS)采用特殊金属电极与高活性涂层,自由基产生率快,催化活性高,电极寿命长,污染物降解效果好,可同时处理多种目标污染物。
本团队研发的电絮凝设备(Electro-coagulation Reactor, ECR)采用铝或铁为主要载体的合金阳极。除电化学高级氧化作用外,兼具自絮凝、沉淀、气浮、还原、脱色、灭菌及除臭等效果。
研发的电化学除垢阻垢设备适用于工业循环冷却水、中央空调循环水、工业制造冷却水等系统,可以有效的除垢、阻垢防垢,杀菌灭藻和净化污染物,是化学药剂除垢系统的升级换代产品。
1.与现有电化学类高级氧化技术相比,本团队开发的电催化氧化设备具有如下优点:催化剂组合提高活性,不添加化学药剂,自动化程度高,可实现资源化回收,建设和运营成本低,同时处理多种污染物,催化反应持久高效,能耗低效率高。
2.电絮凝设备(ECS)的技术优势:沉淀效果良好,污泥产量较少;消灭细菌、病毒和隐形孢子等病原体;多污染物同步去除;打破水中乳化的油,去除脂肪、油脂等;无需添加其他药剂,自发生成絮凝剂;以稳定态氧化物形式去除重金属。
3.电化学除垢阻垢设备技术特征:多功能性,在阴极除垢的同时,阳极产生的强氧化性物质能够有效杀菌灭藻和净化污染物;无二次污染,采用强氧化性和长寿命阳极,与环境相容性高,无须添加化学药剂;自动化程度高、模块化系统,运行操作简便,无基建,成本低,维护费用少,可实现远程调节与控制;反应器效率高,反应器采用优化的结构设计,传质效果好,反应时间短,除垢效率高且全自动清垢;使用水质广,绝大多数循环水均可适用。
电催化氧化技术可以高效去除难降解污染物实现工业废水毒性减排。电絮凝技术综合氧化还原、络合吸附、酸碱中和、气浮分离等多种工艺,已逐渐成为处理重金属、印染废水、全氟化合物等难降解有机废水的有效方法。电化学除垢阻垢设备适用于工业循环冷却水、中央空调循环水、工业制造冷却水等系统,可以有效的除垢、阻垢防垢,杀菌灭藻和净化污染物。
该项目团队是中国矿业大学(北京)全过程污染控制与循环经济研究所团队。该团队承担国家级课题30项,重点研发计划4项,863、973和科技支撑计划课题5项,水专项子任务6项。张春晖,教授,全过程污染控制与循环经济研究所所长;研究内容:废(污)水处理与资源化, 环境模拟,固体废物处理与资源化,土壤修复技术,环境材料,新兴污染物去除技术。科研团队职称结构、年龄结构合理:水污染控制研究组(8人),主要研究煤化工废水处理与回用、矿区废水处理与梯级利用;大气污染控制研究组(4人),主要研究燃煤大气污染物深度脱除;固体废物处理与资源化研究组(4人),主要研究矿山固废处理与资源化;生态与土壤污染修复研究组(8人),主要研究土壤污染修复与功能材料、矿区生态保护与安全评价。
该项目研发的用于水处理的电化学系列产品经济效益、环保效益显著。
电化学氧化技术不需添加任何物质,在水介质中,荷电电极直接氧化有机污染物和部分无机污染物,并将其转化为无害物质。针对生化法难以降解的工业废水,电催化氧化法是最可能被工业化应用的高级氧化工艺之一,被称为“环境友好”型技术。
电絮凝技术对难降解的煤层气排水降解效果显著,单独处理最高可实现75%的COD去除效果;电絮凝耦合纳滤技术处理煤层气排水可实现各类污染物去除率达到90%以上,出水基本满足《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)中Ⅴ类水体标准。
以循环水量1000m³/h的循环冷却水系统,按照每年运行300天计算,电化学除垢系统每年费用约90.8万元,比化学药剂处理系统费用节省85.175万元(不含冷却塔停产期间的其他损失费用)。
该项目为高校院所技术成果,希望在高校教育和研究所科研基础上,有机结合生产企业,将研究成果转化为实际产品,开展产学研合作,可进行人才与技术输送、经验与产品供给。