一种氢燃料电池废水处理控制系统及方法与流程

本发明涉及氢燃料电池废水处理技术领域，尤其是涉及一种氢燃料电池废水处理控制系统及方法。

背景技术：

由于现在石油日益减少少，环境污染越来越严重，用新能源取代石油是必然的发展趋势，而氢燃料电池接近零污染的环保优势，逐渐被各国政府发现，并鼓励使用。但由于现在氢燃料电池技术还是在不断完善的过程，因此它排出的水仍是弱酸性，少量的弱酸性水对人类影响不大，但长时间的积累，酸性水可导致土壤酸化，使农作物和森林受害，酸性水会诱发植物病虫害，造成农业减产，当酸性水渗到一定深度，还会对损害建筑物的地基构造，造成安全隐患。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种能够将氢燃料电池排出的弱酸性水变为肥料的氢燃料电池废水处理控制系统及方法。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：一种氢燃料电池废水处理控制系统，设置于氢燃料电池的排水管上，包括废水过滤器、滤料添加器、第一水箱、过滤反应器、第一混合箱、原料箱、第二水箱以及第二混合箱，所述废水过滤器上设置滤料进口、滤料出口、废水进水口以及废水出水口，所述的废水进水口设置于排水管上，所述的滤料添加器连接在废水过滤器的滤料进口处，所述的第一水箱连接与废水过滤器的废水出水口，所述的过滤反应器的进料口通过真空泵连接于滤料出口，所述第一混合箱的出口连接于过滤反应器的进口，所述的原料箱以及第二水箱向第一混合箱内添加原料与水进行混合，所述过滤反应器的出水口连接于第二混合箱，所述第一水箱的出口连接于第二混合箱；所述的滤料添加器中设置碱性矿石，所述的原料箱内为氧化钙。

进一步具体的，所述的过滤反应器与第一混合箱的进水口为喷头。

进一步具体的，所述的过滤反应器的出料口通过真空泵后连接有烘干箱，在所述的烘干箱顶部设置排风口，在所述的烘干箱底部的出料口通过真空泵连接于滤料添加器的进料口。

进一步具体的，所述的碱性矿石选用氧化钙与氧化镁中的一种或者两种混合。

进一步具体的，在所述的废水过滤器的出水口处设置ph探测器。

进一步具体的，在所述的原料箱与第一混合箱之间的管道上设置电磁阀与流量计，在所述的第二水箱与第一混合箱之间通过管道连接，并在该管道上设置电磁阀、水泵以及流量计。

进一步具体的，在所述的滤料添加器与废水过滤器之间的管道上设置电磁阀与流量计。

进一步具体的，还包括控制处理器，所述的控制处理器接收流量计信号控制电磁阀的调节。

一种氢燃料电池废水处理控制方法，该方法的步骤为，

s1、ph探测器检测经中和反应后的水的ph值，并将该ph值传输至控制处理器；

s2、控制处理器将ph值与预先设置的ph阈值进行对比，若ph值大于等于ph阈值，则不动作；若ph值小于ph阈值，则进入步骤s3；

s3、控制处理器控制真空泵将废水过滤器内使用过的碱性矿石输入至过滤反应器，待使用过的碱性矿石完全进入过滤反应器内，控制处理器控制滤料添加器向废水过滤器内添加未使用过的碱性矿石；

s4、同时，控制处理器控制原料箱的氧化钙以及第二水箱的水向第一混合箱内添加，在第一混合箱内形成饱和的氢氧化钙溶液；

s5、控制处理器控制第一混合箱内的氢氧化钙溶液喷洒在使用过的碱性矿石上并反应后，开启过滤功能，在过滤完成后，液体进入第二混合箱内与第一水箱内排出的水进行混合；

s6、控制处理器通过控制真空泵将反应后的碱性矿石输入至烘干箱内，待烘干碱性矿石后，控制处理器通过控制真空泵将烘干的碱性矿石输入至滤料添加器内。

本发明的有益效果是：通过上述系统与方法的使用，氢燃料电池生成的弱酸性水经过处理后可以直接排出至地面，不会造成环境污染，同时将酸性水变成肥料，从对环境有害变为有益，碱性矿石对环境无污染且价钱不高，节省成本且能够循环使用。

附图说明

图1是本发明处理控制的结构示意图。

图中：1、氢燃料电池；2、排水管；3、废水过滤器；4、滤料添加器；5、第一水箱；6、过滤反应器；7、第一混合箱；8、原料箱；9、第二水箱；10、第二混合箱；11、烘干箱；12、真空泵。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作详细的描述。

如图1所示一种氢燃料电池废水处理控制系统，设置于氢燃料电池1的排水管2上，包括废水过滤器3、滤料添加器4、第一水箱5、过滤反应器6、第一混合箱7、原料箱8、第二水箱9以及第二混合箱10，所述废水过滤器3上设置滤料进口、滤料出口、废水进水口以及废水出水口，所述的废水进水口设置于排水管2上，所述的第一水箱5连接与废水过滤器3的废水出水口，在废水出口处设置制冷片用于对反应后的水进行制冷；从氢燃料电池1内排出的弱酸性的废水从排水管2进入至废水过滤器3内与废水过滤器3的碱性矿石进行反应，碱性矿石选用氧化钙或氧化镁，也可以为氧化钙与氧化镁的混合物，废水经过过滤后为纯水进入第一水箱5内；所述的滤料添加器4连接在废水过滤器3的滤料进口处，滤料添加器4内装填碱性矿石，碱性矿石为沙粒大小；所述的过滤反应器6的进料口通过真空泵12连接于滤料出口，所述第一混合箱7的出口连接于过滤反应器6的进口，所述的原料箱8以及第二水箱9向第一混合箱7内添加原料与水进行混合，所述过滤反应器6的出水口连接于第二混合箱10，所述第一水箱5的出口连接于第二混合箱10；所述的原料箱8内为氧化钙，通过控制原料箱8与第二水箱9向第一混合箱7添加原料使得第一混合箱7内为饱和的氢氧化钙溶液，为了更好的混合，在第一混合箱7内设置搅拌机；饱和的氢氧化钙溶液通过过滤反应器6与第一混合箱7的进水口的喷头喷洒在使用过的碱性矿石上。

氢氧化钙饱和溶液将被中和后的碱性矿石中的钙盐、镁盐变成氢氢化钙及氢氧化镁固体吸附在矿石表面，而过滤下来的液体则变成了钙盐(钙肥)，这是由于氢氧化钙饱和溶液中氢氧跟离子与钙离子已达到了化学平衡，当加入钙盐后，则增加了大量的钙离子，平衡向钙生成氢氧化钙的方向移动，因此氢氧化钙固体增大，另氢氧化钙和镁盐发生复分解反应生成氢氧化镁，被过滤下来的钙肥溶液与排出的水混合后排出至地面，钙肥是土壤中不可缺少的肥料，钙肥不仅可以提供植物养分，还可降低土壤ph值，从而减轻或消除酸性土壤中大量铁、铝、锰等离子对土壤性质和植物生理的危害。

进一步为了能够使未被溶解的碱性矿石继续使用，所述的过滤反应器6的出料口通过真空泵12后连接有烘干箱11，在所述的烘干箱11顶部设置排风口，在所述的烘干箱11底部的出料口通过真空泵12连接于滤料添加器的4进料口，通过烘干效果将碱性矿石上附着的氢氧化钙变成氧化钙，继续投入至滤料添加器4内可以为下次循环使用作准备。

同时，为了实现上述系统的自动控制，在所述的废水过滤器3的出水口处设置ph探测器；在所述的原料箱8与第一混合箱7之间设置电磁阀与流量计，在所述的原料箱8与第二水箱9之间设置电磁阀与流量计；在所述的第二水箱9与第一混合箱7之间通过管道连接，并在该管道上设置电磁阀、水泵以及流量计；在所述的滤料添加器4与废水过滤器3之间设置电磁阀与流量计；并设置控制处理器与上述的ph探测器、电磁阀、流量计以及真空泵连接，通过控制处理器实现对整个系统的自动控制。

上述系统的控制方法的步骤为：

s1、氢燃料电池1排出的弱酸性水进入至废水过滤器3内并与废水过滤器3内的碱性矿石进行中和反应，经过中和反应后的水通过废水出水口排出，此时ph探测器检测经中和后的水的ph值，并将该ph值传输至控制处理器。

s2、控制处理器将ph值与预先设置的ph阈值进行对比，在此方案中ph阈值设置为10，若ph值大于等于ph阈值，则说明碱性矿石还没有效果完，废水过滤器3可以继续工作，故系统不动作；若ph值小于ph阈值，则进入步骤s3。

s3、控制处理器控制真空泵12将废水过滤器3内使用过的碱性矿石输入至过滤反应器6内，待使用过的碱性矿石完全进入过滤反应器6内，控制处理器通过电磁阀控制滤料添加器4向废水过滤器3内添加未使用过的碱性矿石，采用流量计计算体积，控制处理器内预设了添加的体积，当达到预设值，控制处理器关闭电磁阀。

s4、同时，控制处理器通过电磁阀控制原料箱8的氧化钙以及第二水箱9的水向第一混合箱7内添加，其添加的量根据饱和溶液的饱和度进行添加，均由控制处理器进行控制，氧化钙与水在第一混合箱7内形成饱和的氢氧化钙溶液，在此过程中通过搅拌机进行混合，提高混合效率。

s5、控制处理器控制第一混合箱7内的氢氧化钙溶液喷洒在使用过的碱性矿石上并充分反应后，开启过滤功能，在过滤完成后，液体进入第二混合箱10内与第一水箱5内排出的水进行混合后可排出，第二混合箱10内通过搅拌器进行充分混合，此时的排出的为钙肥。

s6、控制处理器通过控制真空泵12将反应后的碱性矿石输入至烘干箱11内，待烘干碱性矿石后，控制处理器通过控制真空泵12将烘干的碱性矿石输入至滤料添加器4内，为下次循环使用作准备。

综上，通过上述系统与方法的使用，氢燃料电池生成的弱酸性水经过处理后可以直接排出至地面，不会造成环境污染，同时将酸性水变成肥料，从对环境有害变为有益，碱性矿石对环境无污染且价钱不高，节省成本且能够循环使用。

需要强调的是：以上仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。