[发明专利]一种电催化污水处理工艺安全控制系统

说明书

本发明公开了一种电催化工艺安全控制系统，属于电路控制技术领域。本发明所述装置主要包括四个部分，分别为现场检测单元、PLC控制系统、中央控制计算机及触摸屏。其中现场检测单元包括电磁流量计、电流变送器、电压变送器、液位计（液位变送器）、压力变送器、温度变送器及气体检测仪；所述PLC控制系统根据现场检测单元反馈的流量、液位、压力、温度、气体浓度、电流、电压等参数对电催化过程实时监控，实现了电催化工艺过程的精确自动控制。本发明解决了目前电解工艺在污水处理过程中，对危险气体的监测及处理不充分的问题，避免给生产及人身安全留下隐患。

技术领域

本发明属于电路控制技术领域，特别涉及一种电催化污水处理工艺安全控制系统的实现方法。

背景技术

随着工农业的迅速发展和人口增长，人类排放的污水量急剧增加，致使许多水域都遭受到不同程度的污染。电化学水处理技术属于高级氧化技术的一种，是利用外加电场作用，在特定的电化学反应器内，通过一系列的化学反应、电化学过程或物理过程，达到预期的去除水中污染物或回收有用物质的目的。

早在20世纪30年代，国外学者就提出电解法处理废水。当时主要是用于处理废水中的重金属离子，但因能耗高，电力缺乏以及受电化学理论的局限，该方法曾一度发展缓慢。到了60-70年代，电化学理论研究不断深入，证实了许多有机化学物的化学反应都可以在电极上进行，这为通过电催化氧化法降解有机污染物提供了理论依据；而随着电力工业发展迅速，涂层钛阳极研究成功并实现了工业化，则进一步推动了电解法技术在水处理中的实际应用。电解法就是利用电解产生电化学反应，以去除各种污水中的有害杂质的处理方法，或称电催化氧化法或者电化学法。由于利用该方法对水，包括生活污水，工厂废水进行处理时，不造成二次污染，因而被称为环境友好型水处理技术，或称绿色水处理技术。

电化学水处理技术的优点在于：（1）电子转移只在电极及废水组分间进行，不需另外添加氧化还原剂，避免了由另外添加药剂引起的二次污染问题；（2）可以通过改变外加电流、电压随时调节反应条件，可控性较强；（3）过程中可能产生的自由基无选择性的直接与废水中的有机污染物反应，将其降解为二氧化碳、水和简单的有机物，没有或很少产生二次污染；（4）反应条件温和，电化学过程一般在常温常压下就可以进行；（5）反应器设备及其操作简单，如果设计合理，费用并不昂贵；（6）若排污规模较小，可实现就地处理；（7）当废水中含有金属离子时，阴极、阳极可以同时起作用（阳极氧化有机物，阴极还原重金属），使处理效率尽可能提高，同时回收有价值的化学品或金属；（8）既可单独处理，又可以与其他处理结合，如作为前处理，可以提高废水的可生物降解性；（9）兼有气浮、絮凝、消毒作用；（10）作为一种清洁工艺，占地面积小。由于电催化氧化法具有比一般化学反应更强的氧化和还原能力，很少消耗化学药剂、适应性强、可回收重金属等有用物质，以及易于实现自动化控制等优点，因而在印染废水处理、垃圾渗滤液处理、粪便污水处理、含氰废水处理、制药废水处理、医院污水处理等有机废水处理中的应用越来越广泛。

电化学法处理废水的原理：电化学处理污水分为直接电解和间接电解。1）直接电解是指污染物在电极上直接被氧化或还原而从废水中去除。直接电解可分为阴极过程和阳极过程。阳极过程指污染物在阳极表面氧化而转化成毒性较低的物质或易生物降解物质，甚至发生有机物无机化，从而达到削减污染的目的；阴极过程是指污染物质在阴极表面还原而得以去除，主要用于卤代烃的还原脱卤和重金属的回收。2）间接电解是指利用电化学产生的氧化还原物质作为反应剂或催化剂，使污染物转化成毒性更小的物质，间接电解可分为可逆过程和不可逆过程。可逆过程指的是氧化还原物质在电解过程中可电化学再生和循环使用；不可逆过程指利用不可逆电化学反应。