[发明专利]一种利用低品位热能氧化降解有机废水的方法

权利要求书

1.一种新型低品位热能氧化降解有机废水方法，其特征在于包括以下步骤：

第一步，低品位热能转换成溶液化学势能；

低品位热能加热蒸馏器(2)内的工作溶液，工作溶液中部分低沸点组分受热气化流出蒸馏器(2)进入冷凝器(1)内，被冷却介质冷凝成具有电导率的稀溶液；分离出部分低沸点组分后的工作溶液为浓溶液；浓溶液与稀溶液之间具有化学势能差；

第二步，逆向电渗析RED电池堆(5)将化学势能转换成有机废水氧化降解能和电能；

浓溶液流出蒸馏器(2)经浓溶液泵(4)加压后，引入RED电池堆(5)中各浓溶液流道(7a)；冷凝器(1)内凝结而成的稀溶液经稀溶液泵(3)加压后引入RED电池堆(5)中各稀溶液流道(8a)；浓溶液中阴离子和阳离子通过RED电堆(5)内交错布置的阴离子交换膜(7)和阳离子交换膜(8)迁移至稀溶液流道(8a)内，形成定向离子流并产生内电流；

有机废水通过有机废水循环泵(13)加压后流经阳电极室(6a)，在溶液化学势差作用下，由构成阳电极室(6a)的阴离子交换膜(7)迁移而来的Cl-离子在阳极(6)处发生氧化反应放出电子生成Cl2气；Cl2气与水作用生成次氯酸HOCl氧化降解废水中的有机物质，生成CO2、水和中间产物并流出阳电极室(6a)，电子通过外电路从阳极(6)转移到阴极(10)；空气泵(9)将空气泵入有机废水中并流经在阴电极室(10a)，在酸性的氛围下废水中的H+离子在阴极(10)处获得电子并与O2发生还原反应，生成过氧化氢H2O2；H2O2与催化剂Fe2+离子发生反应，产生·OH羟基自由基和Fe3+离子，·OH氧化废水中的有机物作用，生成CO2、水和中间产物，反应后产生的Fe3+从阴极(10)处获得一个电子再次被还原成Fe2+；达到氧化降解要求后的部分有机废水通过调节阀(11)离开系统进行后处理，部分有机废水流回有机废水罐(14)与待处理有机废水流股(14a)混合，再经有机废水循环泵(13)加压在RED电池堆(5)的阳、阴电极室(6、10)内作循环流动，废水中的有机物被氧化降解；外电路中因电子迁移而产生电流输出电能驱动外负载(15)；

溶液化学势能转换为有机废水氧化降解能和电能后，流经浓溶液流道(7a)的浓溶液浓度下降，流经稀溶液流道(8a)的稀溶液浓度升高，两者流出RED电池堆(5)并混合为中间浓度溶液，中间浓度溶液经溶液预热器(12)加热升温后进入蒸馏器(2)被低品位热能流股(2a)再次加热分离，完成一个有机废水降解和发电循环，放出热量后的低品位热能流股(2b)流出系统；

所述有机废水的PH值小于6，电导率大于5mS·cm-1；流经阴、阳电极室平均流速大于0.5cm·s-1，RED输出电压大于1.0V，循环流动的有机废水氧化降解处理的平均时长大于5mim；

所述阳极(6)采用钛基金属氧化物涂层电极；阴极(10)采用碳基气体扩散电极；所述催化剂Fe+2离子固化在阴极(10)内或添加在被处理的有机废水中。

2.根据权利要求1所述的一种新型低品位热能氧化降解有机废水方法，其特征在于：所述用于降解有机废水的逆向电渗析RED电池堆(5)中阴离子交换膜(7)比阳离子交换膜多一件。

3.根据权利要求1或2所述的一种新型低品位热能氧化降解有机废水方法，其特征在于：所述外负载(15)可以是各种电催化氧化有机废水降解反应器，此时系统能量全用于有机废水氧化降解，不对外输出电能。