[發明專利]一種基于電化學的廢氣廢水耦合凈化系統及其凈化方法

在審

• 申請號: 201710859882.0
• 申請日: 2017-09-21
• 公開（公告）號: CN107469597A
• 公開（公告）日: 2017-12-15
• 發明（設計）人: 馬加德;張志霄;施永新;陳安石;李明華
• 申請（專利權）人: 馬加德
• 主分類號: B01D53/75
• 分類號: B01D53/75;B01D53/86;B01D53/60;B01D53/44;B01D46/00;C02F1/461;C02F1/463;C02F1/467
• 代理公司: 杭州君度專利代理事務所(特殊普通合伙)33240
• 代理人: 黃前澤

技術領域

本發明涉及一種廢氣廢水耦合凈化方法，尤其涉及一種基于電化學的廢氣廢水耦合凈化系統及其凈化方法。

背景技術

一般的企業均有煙氣、VOCs(volatile organic compounds)等廢氣和廢水產生，但往往單獨處置；導致廢氣/廢水處理需要廢水/廢氣二次治理，環保設施重復投入，投資、運維成本高，企業負擔重。我國目前執行的廢氣廢水的排放指標越來越嚴格，有些省市在國標的基礎上提標成地方標準或行業標準，企業由于未能找到適合技術而負擔沉重，超標排放時有發生，環保監管壓力大。

大多數行業如紡織、木業、噴漆、印刷、制鞋、屠宰、醫藥、化工等行業均存在VOCs排放治理難題；光催化、等離子體和光催化+等離子體組合技術等光電設備分解VOCs電耗高、光電系統壽命短，企業負擔重；活性炭吸附技術會產生大量的危廢(廢活性炭)，后續處置成本高；采用藥劑(如H₂O₂、ClO₂等)噴淋洗滌的濕式氧化塔技術效果好，但藥劑成本貴。單一的VOCs技術適應性差，濕式氧化塔技術整合光催化、等離子體技術是目前的發展趨勢，并取得不錯的進展，但存在光電催化效率低、藥劑成本高、污水處理設施投資大等二次困擾。

火力發電廠、熱電廠、水泥廠和鋼鐵廠等產煙氣行業，脫硫和脫硝的排放指標在不斷提升，特別是固廢(垃圾、污泥和危廢等)焚燒廠的煙氣脫臭、脫硫、脫硝、脫二噁英和脫重金屬成本高；廣泛使用的成熟的煙氣脫硝技術有SCR(selective catalytic reduction)和SNCR(selective non-catalytic reduction)技術，均是用氨氣或含氨氣的物質(氨水、高溫分解產生氨氣的尿素等)來還原處理煙氣中的氮氧化物。其典型的反應如式：

6NO+4NH₃→5N₂+6H₂O

6NO₂+8NH₃→7N₂+12H₂O

SCR的脫硝催化劑一般使用壽命為三年，失活催化劑除了二氧化釩、五氧化二釩、三氧化鎢外，還含有鉻、鈹、砷和汞等重金屬，已納入《國家危險廢物名錄》(HW50廢催化劑：772-007-50煙氣脫硝過程中產生的廢釩鈦系催化劑)，危廢外委處置成本高。SCR和SNCR煙氣脫硝技術均存在氨逃逸等二次污染問題。

一些企業的廢氣廢水治理，采用臭氧技術，易引起臭氧逃逸等二次污染問題，目前還沒有很好的解決方案，急需升級改造。

發明內容

本發明的目的是針對：

(1)企業的廢氣廢水單獨處理，導致廢氣/廢水處理需要廢水/廢氣二次治理，環保設施重復投入，投資、運維成本高，企業負擔重。

(2)企業的VOCs治理采用等離子體和光催化等光電催化設施運行成本高、效率低、污水處理設施不完善；采用濕式氧化塔噴淋洗滌技術藥劑成本高。

(3)企業的SCR和SNCR煙氣脫硝技術在使用上不可避免地存在氨氣逃逸導致二次污染等問題；SCR脫硝的V-Ti系催化劑適用溫度為350℃，耗能巨大、裝置難以小型化，失活催化劑為危廢；SNCR脫硝雖然不使用催化劑，但適用溫度800～900℃，能耗高，效率低，經常達不到環保排放標準。

(4)我國很多省份已開始防范廢氣廢水處理的氨和臭氧逃逸問題，甚至限時取締臭氧氧化技術。

為此，本發明提供一種基于電化學的廢氣廢水耦合凈化系統及其凈化方法，廢氣經光電處理塔預處理，再經過氣相氧化塔和液相氧化塔的電化學耦合凈化達標排放；廢水經液相氧化塔和氣相氧化塔的電化學耦合凈化達標排放。光電處理塔為一種基于廢氣等離子體催化模組、光催化模組的廢氣凈化技術；氣相氧化塔和液相氧化塔均為一種基于Fe-C微電解技術和電-Fenton(電芬頓法)技術的廢氣廢水電化學耦合氧化-絮凝凈化技術。本發明的廢氣廢水耦合凈化方法，耦合了Fe-C微電解和電-Fenton的各自優勢，藥劑投入成本低，電耗低，市場空間大。