一种废水净化处理及制氢装置

技术领域

本发明涉及废水净化处理及制氢装置、废水净化处理及制氢系统及废水净化处理及制氢方法。

背景技术

煤碳采掘过程中产生的煤粉会影响煤炭质量，并在运输时造成污染，因此煤炭生产过程中常常对原煤进行清洗，去除煤粉。该过程会产生大量的废水(俗称洗煤水)，洗煤水中含有极细的煤炭颗粒、采掘时带入的泥砂、采掘机械引入的油污以及洗煤时从煤炭中溶解出的盐类等杂质，由于细的煤粉常常带有负电荷，颗粒之间相互排斥，难以凝聚，所以不易沉淀分离，并且泥砂和这种未凝聚的煤粉混在一起，导致过滤时形成的滤饼透水性差，传统的过滤设备处理时过滤效率极低。

另一方面，已知的废水处理用电化学反应器主要有电催化氧化(Electro-Catalytic Oxidation,ECO)反应器和电絮凝(Electro-coagulation,EC)反应器。它们的基本结构是类似的，即都包含电解槽和直流电源，电解槽的阳极和阴极分别与直流电源的正负极相连。它们的主要区别为电极材料和工作机理有一定差异。

电催化氧化(Electro-Catalytic Oxidation,EO)是利用阳极(通常采用钛基金属氧化物涂层电极)的氧化作用，和/或利用电场作用产生自由基，促使污染物氧化分解，由此实现废水处理。可细分为直接氧化法和间接氧化法。直接氧化法是将阳极表面污染物直接氧化达到去除污染的目的。间接氧化法是通过电场对分水子进行分解使之产生羟基自由基等氧化剂，氧化与废水中的污染物进行反应以去除污染。

电絮凝(Electro-coagulation,EC)是通过将阳极(通常采用铝电极或铁电极)中的金属离子溶于废水中，经水解反应生成金属氢氧化物，金属氢氧化物作为絮凝剂对废水中的悬浮物及胶体起凝聚作用，从而实现去除污染的目的。同时，阴极的氢离子得到电子后被还原为氢气，以微细气泡方式溢出，可使废水中的絮状物及油类物质浮至水面。

目前，电催化氧化技术和电絮凝技术功能都较为单一，未实现对氢气的回收利用。

发明内容

本发明目的在于提供废水净化处理及制氢装置、废水净化处理及制氢系统及废水净化处理及制氢方法，不仅能够对废水进行氧化处理，同时能够电解制氢，此外还能够利用气浮作用实现废水净化。

第一个方面，提供了一种废水净化处理及制氢装置，包括：主筒体，所述主筒体内具有由下往上依次设置的电解区和气浮区，所述主筒体上分别设置有与所述电解区下部对应导通的第一输出口、与所述电解区上部对应导通的输入口和与所述气浮区上部对应导通的第二输出口；电解装置，所述电解装置包含直流电源以及间隔布置在所述电解区中的阳极和阴极，所述阳极和所述阴极分别与所述直流电源的正负极相连，工作时，所述阳极通过阳极电化学反应对通过所述输入口进入所述电解区的废水进行氧化处理并产生氧气，所述阴极通过阴极电化学反应产生氢气；氢气回收装置，所述氢气回收装置包含与各阴极一一对应的气体隔离部件，所述气体隔离部件套在对应的阴极外部并具有围绕该阴极设置的侧壁和位于该侧壁上端的端盖，所述侧壁下端设有敞口和/或所述侧壁本身采用的可透过离子和水但不能透过气泡的膜材料，所述端盖上设有排气口，所述排气口用于通过排气管与储氢罐相连；氧气上浮通道，所述氧气上浮通道由位于所述电解装置的阳极与所述氢气回收装置之间的空间形成，用于将所述阳极产生的氧气向上导入气浮区；以及浮沫清理机构，所述浮沫清理机构安装在所述气浮区的顶部，用于将所述气浮区的顶部产生的浮沫从所述第二输出口排出。

根据本发明实施例，所述主筒体内位于所述电解区的下部具有沉淀区，所述第一输出口包含与所述沉淀区上部对应导通的上清液输出口和/或与所述沉淀区下部对应导通的排渣口。此外，根据本发明实施例，所述沉淀区的底部形成锥形卸料槽，所述排渣口位于所述锥形卸料槽的底部。

根据本发明实施例，所述浮沫清理机构采用刮板机。根据本发明实施例，所述气浮区上部设有位于所述主筒体内部并与所述主筒体内壁间隔一定距离的侧向隔板以及连接在该侧向隔板底部与所述主筒体内壁之间的底部隔板，所述侧向隔板与所述底部隔板构成一个位于所述气浮区侧面偏上位置的缺口，所述第二输出口设置在所述主筒体侧壁上并与该缺口侧向导通；所述浮沫清理机构安装在所述气浮区的顶部并用于将所述气浮区的顶部产生的浮沫推向所述缺口。

根据本发明实施例，所述电解装置包含多个所述阳极和多个所述阴极，这些阳极与这些阴极沿水平方向交错间隔排列在所述电解区中。根据本发明实施例，所述侧壁和所述端盖两者中至少所述侧壁是由可透过离子和水但不能透过气体的膜材料制成。

根据本发明实施例，所述电解区上部设有布水器，所述布水器将从所述输入口输入的待处理废水以在所述电解区的横截面上均匀分布的方式输入所述电解区。根据本发明实施例，所述布水器具有与所述输入口连接的主进水管路和间隔分布在该主进水管路上的布水歧管，所述主进水管路沿水平方向设置，所述布水歧管竖直向下设置。

根据本发明实施例，所述电解区与所述气浮区之间还设置有曝气装置。根据本发明实施例，所述曝气装置设置在所述布水器与所述电解装置之间。根据本发明实施例，所述曝气装置具有主进气管路和间隔分布在该主进气管路上的曝气点，所述主进气管路沿水平方向设置并与气源相连。

第二个方面，提供了一种废水净化处理及制氢装置，包括：主筒体，所述主筒体内具有由下往上依次设置的电解区和气浮区，所述主筒体上分别设置有与所述电解区下部对应导通的第一输出口、与所述电解区上部对应导通的输入口和与所述气浮区上部对应导通的第二输出口；电解装置，所述电解装置包含直流电源以及间隔布置在所述电解区中的阳极和阴极，所述阳极和所述阴极分别与所述直流电源的正负极相连，工作时，所述阳极通过阳极电化学反应对通过所述输入口进入所述电解区的废水进行氧化处理，所述阴极通过阴极电化学反应产生氢气；氢气回收装置，所述氢气回收装置包含与各阴极一一对应的气体隔离部件，所述气体隔离部件套在对应的阴极外部并具有围绕该阴极设置的侧壁和位于该侧壁上端的端盖，所述侧壁下端设有敞口和/或所述侧壁本身采用的可透过离子和水但不能透过气泡的膜材料，所述端盖上设有排气口，所述排气口用于通过排气管与储氢罐相连；曝气装置，所述曝气装置设置在所述电解区与所述气浮区之间，用于所述主筒体内进行曝气；以及浮沫清理机构，所述浮沫清理机构安装在所述气浮区的顶部，用于将所述气浮区的顶部产生的浮沫从所述第二输出口排出。

根据本发明实施例，所述主筒体内位于所述电解区的下部具有沉淀区，所述第一输出口包含与所述沉淀区上部对应导通的上清液输出口和/或与所述沉淀区下部对应导通的排渣口。此外，根据本发明实施例，所述沉淀区的底部形成锥形卸料槽，所述排渣口位于所述锥形卸料槽的底部。

根据本发明实施例，所述浮沫清理机构采用刮板机。根据本发明实施例，所述气浮区上部设有位于所述主筒体内部并与所述主筒体内壁间隔一定距离的侧向隔板以及连接在该侧向隔板底部与所述主筒体内壁之间的底部隔板，所述侧向隔板与所述底部隔板构成一个位于所述气浮区侧面偏上位置的缺口，所述第二输出口设置在所述主筒体侧壁上并与该缺口侧向导通；所述浮沫清理机构安装在所述气浮区的顶部并用于将所述气浮区的顶部产生的浮沫推向所述缺口。

根据本发明实施例，所述电解装置包含多个所述阳极和多个所述阴极，这些阳极与这些阴极沿水平方向交错间隔排列在所述电解区中。根据本发明实施例，所述侧壁和所述端盖两者中至少所述侧壁是由可透过离子和水但不能透过气体的膜材料制成。

根据本发明实施例，所述电解区上部设有布水器，所述布水器将从所述输入口输入的待处理废水以在所述电解区的横截面上均匀分布的方式输入所述电解区。根据本发明实施例，所述布水器具有与所述输入口连接的主进水管路和间隔分布在该主进水管路上的布水歧管，所述主进水管路沿水平方向设置，所述布水歧管竖直向下设置。

根据本发明实施例，所述曝气装置设置在所述布水器与所述电解装置之间。根据本发明实施例，所述曝气装置具有主进气管路和间隔分布在该主进气管路上的曝气点，所述主进气管路沿水平方向设置并与气源相连。

第三个方面，提供了一种废水净化处理及制氢系统，包括：A)废水净化处理及制氢装置：所述废水净化处理及制氢装置采用上述第一个方面的废水净化处理及制氢装置或上述第二个方面的废水净化处理及制氢装置；B)固液分离装置：所述固液分离装置与所述第一输出口连接，用于回收所述第一输出口排出的物料并进行固液分离处理，从而收集得到固液分离处理后的第一渣料；C)消泡装置：所述消泡装置与所述第二输出口连接，用于回收从所述第二输出口排出的物料并进行消泡处理，并收集得到消泡处理后的第二渣料。

根据本发明实施例，所述废水为洗煤水；所述第一渣料和所述第二渣料均主要含有煤粉。

第四个方面，提供了一种废水净化处理及制氢方法，使用上述第三个方面的废水净化处理及制氢系统对废水进行净化处理及制氢；当所述废水为洗煤水则所述第一渣料和所述第二渣料均主要含有煤粉时，将所述第一渣料和所述第二渣料作为燃料回收，并将所述固液分离装置产生的清液作为用于原煤清洗。

上述第一个方面的废水净化处理及制氢装置、上述第二个方面的废水净化处理及制氢装置均能够以及上述第三个方面的废水净化处理及制氢系统可同时实现废水气浮净化、废水氧化净化处理和电解制氢，此外，还将气浮结构与电解装置一体化，能够节省设备投资和占地。

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的说明。本发明的附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过实践了解到。

附图说明

构成本说明书的一部分的附图用来辅助对本发明的理解，附图中所提供的内容及其在本说明书中有关的说明可用于解释本发明，但不构成对本发明的不当限定。

图1为本发明实施例一种废水净化处理及制氢系统的结构示意图。

图2为本发明实施例一种废水净化处理及制氢系统的结构示意图。

图中标记为：废水净化处理及制氢装置1、主筒体11、电解区111、气浮区112、第一输出口113、输入口114、第二输出口115、沉淀区116、电解装置12、直流电源121、阳极122、阴极123、氢气回收装置13、侧壁131、端盖132、排气管133、氧气上浮通道14、浮沫清理机构15、布水器16、曝气装置17、固液分离装置2、消泡装置3。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行清楚、完整的说明。本领域普通技术人员在基于这些说明的情况下将能够实现本发明。在结合附图对本发明进行说明前，需要特别指出的是：

在包括下述说明在内的各部分中所提供的技术方案、技术特征，在不冲突的情况下，这些技术方案、技术特征可以相互组合。此外，在可能的情况下，这些技术方案、技术特征及有关的组合均可以被赋予特定的技术主题而被相关专利所保护。

下述说明中涉及到的本发明的实施例通常仅是一部分实施例而不是全部实施例，基于这些实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于专利保护的范围。

关于本说明书中术语和单位：本说明书及相应权利要求书及有关的部分中的术语“包括”、“包含”、“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。此外，其他相关术语和单位，均可基于本说明书提供相关内容得到合理的解释。

图1为本发明实施例一种废水净化处理及制氢系统的结构示意图。如图1所示，一种废水净化处理及制氢系统，包括废水净化处理及制氢装置1、固液分离装置2和消泡装置3。

其中，废水净化处理及制氢装置1包括主筒体11、电解装置12、氢气回收装置13、氧气上浮通道14和浮沫清理机构15；所述主筒体11内具有由下往上依次设置的电解区111和气浮区112，所述主筒体11上分别设置有与所述电解区111下部对应导通的第一输出口113、与所述电解区111上部对应导通的输入口114和与所述气浮区112上部对应导通的第二输出口115；所述电解装置12包含直流电源121以及间隔布置在所述电解区111中的阳极122和阴极123，所述阳极122和所述阴极123分别与所述直流电源121的正负极相连，工作时，所述阳极122通过阳极电化学反应对通过所述输入口114进入所述电解区111的废水进行氧化处理并产生氧气，所述阴极123通过阴极电化学反应产生氢气；所述氢气回收装置13包含与各阴极123一一对应的气体隔离部件，所述气体隔离部件套在对应的阴极123外部并具有围绕该阴极设置的侧壁131和位于该侧壁131上端的端盖132，所述侧壁131下端设有敞口和/或所述侧壁131本身采用的可透过离子和水但不能透过气泡的膜材料(例如膜材料采用碱性水电解制氢中使用的隔膜)，所述端盖132上设有排气口，所述排气口用于通过排气管133与储氢罐相连；所述氧气上浮通道14由位于所述电解装置12的阳极122与所述氢气回收装置13之间的空间形成，用于将所述阳极122产生的氧气向上导入气浮区112；所述浮沫清理机构15安装在所述气浮区112的顶部，用于将所述气浮区112的顶部产生的浮沫从所述第二输出口115排出。

所述固液分离装置2与所述第一输出口113连接，用于回收所述第一输出口113排出的物料并进行固液分离处理，从而收集得到固液分离处理后的第一渣料。具体而言，所述固液分离装置2包含压滤机。当然，根据需要，所述固液分离装置2也可以采用其他设备，如膜过滤器、离心机等。

所述消泡装置3与所述第二输出口115连接，用于回收从所述第二输出口115排出的物料并进行消泡处理，并收集得到消泡处理后的第二渣料。具体而言，所述消泡装置3包含消泡槽31，所述消泡槽31上方设有消泡剂喷洒器32(消泡剂喷洒器32与消泡剂供给源相连)，消泡槽31中设有搅拌器33，消泡槽31底部设有卸料结构。

其中，所述侧壁131采用可透过离子和水但不能透过气泡的膜材料时，侧壁131可以完全包围阴极123或仅从上方和侧面包围阴极123，膜材料与阴极123之间可以有1mm-30mm间距(间距小于1mm时不利于氢气通过，大于30mm时不利于电极布置)，侧壁131除与阳极相对的面外，其余部位开有一个或多个供阴极导电杆或导金属板穿过的开孔。

上述废水净化处理及制氢系统的工作原理是：待处理废水通过所述输入口114进入主筒体11，主筒体11内，电解装置12工作时，阳极122通过阳极电化学反应对通过所述输入口114进入所述电解区111的废水进行氧化处理并产生氧气，阴极123通过阴极电化学反应产生氢气，这时，氧气从氧气上浮通道14导入气浮区112，在气浮区112，氧气气泡附着通过所述输入口114进入的待处理废水中的悬浮颗粒物上，利用浮力使这些悬浮颗粒物上浮在气浮区112表面形成浮沫，这些浮沫随后被浮沫清理机构15从所述第二输出口115排出进入消泡装置3，氢气则通过气体隔离部件收集并经排气管133导入储氢罐，电解区111下部的物料(通常是水与固渣的混合物)从所述第一输出口113排出进入固液分离装置2。固液分离装置2回收所述第一输出口113排出的物料并进行固液分离处理，从而收集得到固液分离处理后的第一渣料。消泡装置3回收从所述第二输出口115排出的物料并进行消泡处理，并收集得到消泡处理后的第二渣料。上述原理中，氧气气泡在气浮区112中对悬浮颗粒物的气浮作用可以看成是后续通过阳极电化学反应对通过所述输入口114进入所述电解区111的废水进行氧化处理的预处理，从而将废水的气浮净化与氧化在同一废水净化处理及制氢装置1中实现。

电解装置12中，阳极122可以采用与电催化氧化反应器相同或类似的阳极(如钛基金属氧化物涂层电极)，阴极123则可以采用与电絮凝反应器相同或类似的阴极(以便于析氢)。通常而言，所述电解装置12包含多个所述阳极122和多个所述阴极123，这些阳极122与这些阴极123沿水平方向交错间隔排列在所述电解区111中。

一种可选实施方式中，所述主筒体11内位于所述电解区111的下部还具有沉淀区116，所述第一输出口113可以是与所述沉淀区116上部对应导通的上清液输出口，也可以是与所述沉淀区116下部对应导通的排渣口(如图1所示的情形)。通常而言，所述沉淀区116的底部形成锥形卸料槽，所述排渣口位于所述锥形卸料槽的底部。

所述浮沫清理机构15可以采用刮板机。此外，为方便对浮沫的处理，所述气浮区112上部设有位于所述主筒体11内部并与所述主筒体11内壁间隔一定距离的侧向隔板以及连接在该侧向隔板底部与所述主筒体11内壁之间的底部隔板，所述侧向隔板与所述底部隔板构成一个位于所述气浮区侧面偏上位置的缺口116，所述第二输出口115设置在所述主筒体11侧壁上并与该缺口116侧向导通；所述浮沫清理机构15安装在所述气浮区的顶部并用于将所述气浮区的顶部产生的浮沫推向所述缺口116。

由于浮沫中主要含有悬浮颗粒物和气泡，其流动性差，容易堵塞管道。上述设计，可以将浮沫清理机构15(刮板机)清理出的浮沫推入缺口116暂存，然后再利用缺口116侧部的第二输出口115作为溢流口，使浮沫自然流出第二输出口115，避免第二输出口115堵塞。此外，上述设计还可以使得主筒体11上部出第二输出口115外整体封闭，减少噪音、降低安全隐患、提升设备外观美观性。

一种可选实施方式中，所述电解区111上部设有布水器16，所述布水器16将从所述输入口114输入的待处理废水以在所述电解区111的横截面上均匀分布的方式输入所述电解区111。具体而言，所述布水器16具有与所述输入口114连接的主进水管路和间隔分布在该主进水管路上的布水歧管，所述主进水管路沿水平方向设置，所述布水歧管竖直向下设置。

下面对使用上述废水净化处理及制氢系统对洗煤水进行净化处理的过程进行说明。当然，上述废水净化处理及制氢系统不仅仅可以用于洗煤水的净化处理，也可用于其他废水的净化处理。

洗煤水经布水器16均匀且缓慢的分散到气浮区112底部，并在重力作用下缓慢向下流动。当洗煤水流经电解区111时，在电流作用下，阳极122聚集大量正电荷，并形成大最微小的氧气泡，其中正电荷与煤粉微粒的负电荷中和，使其易于凝聚在氧气微泡的表面，并随氧气微泡一起上浮到气浮区112顶部，聚集成较厚的浮沫层后，经刮板机收集从第二输出口115送入到消泡装置3中。通过向消泡槽32中喷洒消泡剂，并通过搅拌器33搅打，使泡沫破碎，氧气释放到大气中，水份和煤粉微粒以泥桨形式回收，该泥浆含有大量细的煤粉具有一定的热值，可作为廉价燃料。由上往下流经电解区111后的洗煤水，其中的轻质小颗粒已被气浮带到顶部，泥砂和较大的煤碳颗粒继续随液体流动方向下沉，最后从沉淀区116底部经压滤机抽料泵送入压滤机进行过滤，由于影响滤饼透水性的小颗粒大部分已被气浮带走，压滤机工作效率得以大幅度提高，压滤机滤出的清液可以循环重新用于洗煤。压滤机压出的滤饼呈现块装，其中含有泥砂和煤粉，可以和消泡槽31中的泥浆一起作为廉价燃料使用。

图2为本发明实施例一种废水净化处理及制氢系统的结构示意图。如图2所示，一种废水净化处理及制氢系统，包括废水净化处理及制氢装置1、固液分离装置2和消泡装置3。

其中，废水净化处理及制氢装置1包括主筒体11、电解装置12、氢气回收装置13、曝气装置17和浮沫清理机构15；所述主筒体11内具有由下往上依次设置的电解区111和气浮区112，所述主筒体11上分别设置有与所述电解区111下部对应导通的第一输出口113、与所述电解区111上部对应导通的输入口114和与所述气浮区112上部对应导通的第二输出口115；所述电解装置12包含直流电源121以及间隔布置在所述电解区111中的阳极122和阴极123，所述阳极122和所述阴极123分别与所述直流电源121的正负极相连，工作时，所述阳极122通过阳极电化学反应对通过所述输入口114进入所述电解区111的废水进行氧化处理，所述阴极123通过阴极电化学反应产生氢气；所述氢气回收装置13包含与各阴极123一一对应的气体隔离部件，所述气体隔离部件套在对应的阴极123外部并具有围绕该阴极设置的侧壁131和位于该侧壁131上端的端盖132，所述侧壁131下端设有敞口和/或所述侧壁131本身采用的可透过离子和水但不能透过气泡的膜材料(例如膜材料采用碱性水电解制氢中使用的隔膜)，所述端盖132上设有排气口，所述排气口用于通过排气管133与储氢罐相连；所述曝气装置17设置在所述电解区111与所述气浮区112之间，用于所述主筒体11内进行曝气；所述浮沫清理机构15安装在所述气浮区112的顶部，用于将所述气浮区112的顶部产生的浮沫从所述第二输出口115排出。

所述固液分离装置2与所述第一输出口113连接，用于回收所述第一输出口113排出的物料并进行固液分离处理，从而收集得到固液分离处理后的第一渣料。具体而言，所述固液分离装置2包含压滤机。当然，根据需要，所述固液分离装置2也可以采用其他设备，如膜过滤器、离心机等。

所述消泡装置3与所述第二输出口115连接，用于回收从所述第二输出口115排出的物料并进行消泡处理，并收集得到消泡处理后的第二渣料。具体而言，所述消泡装置3包含消泡槽31，所述消泡槽31上方设有消泡剂喷洒器32(消泡剂喷洒器32与消泡剂供给源相连)，消泡槽31中设有搅拌器33，消泡槽31底部设有卸料结构。

其中，所述侧壁131采用可透过离子和水但不能透过气泡的膜材料时，侧壁131可以完全包围阴极123或仅从上方和侧面包围阴极123，膜材料与阴极123之间可以有1mm-30mm间距(间距小于1mm时不利于氢气通过，大于30mm时不利于电极布置)，侧壁131除与阳极相对的面外，其余部位开有一个或多个供阴极导电杆或导金属板穿过的开孔。

上述废水净化处理及制氢系统的工作原理是：待处理废水通过所述输入口114进入主筒体11，此时，曝气装置17(通常用空气曝气)曝气产生的大量气泡与通过所述输入口114进入主筒体11的待处理废水回逆流汇合，这些气泡附着在待处理废水中的悬浮颗粒物上，利用浮力使这些悬浮颗粒物上浮在气浮区112表面形成浮沫，这些浮沫随后被浮沫清理机构15从所述第二输出口115排出进入消泡装置3，废水从气浮区112向下进入电解区111，电解装置12工作时，阳极122通过阳极电化学反应对通过所述输入口114进入所述电解区111的废水进行氧化处理(若阳极122产生氧气气泡，氧气气泡依然可进入气浮区112参与气浮)，阴极123通过阴极电化学反应产生氢气，这时，氢气通过气体隔离部件收集并经排气管133导入储氢罐，电解区111下部的物料(通常是水与固渣的混合物)从所述第一输出口113排出进入固液分离装置2。固液分离装置2回收所述第一输出口113排出的物料并进行固液分离处理，从而收集得到固液分离处理后的第一渣料。消泡装置3回收从所述第二输出口115排出的物料并进行消泡处理，并收集得到消泡处理后的第二渣料。上述原理中，在气浮区112中对悬浮颗粒物的气浮作用可以看成是后续通过阳极电化学反应对通过所述输入口114进入所述电解区111的废水进行氧化处理的预处理，从而将废水的气浮净化与氧化在同一废水净化处理及制氢装置1中实现。

电解装置12中，阳极122可以采用与电催化氧化反应器相同或类似的阳极(如钛基金属氧化物涂层电极)，阴极123则可以采用与电絮凝反应器相同或类似的阴极(以便于析氢)。通常而言，所述电解装置12包含多个所述阳极122和多个所述阴极123，这些阳极122与这些阴极123沿水平方向交错间隔排列在所述电解区111中。

一种可选实施方式中，所述主筒体11内位于所述电解区111的下部还具有沉淀区116，所述第一输出口113可以是与所述沉淀区116上部对应导通的上清液输出口，也可以是与所述沉淀区116下部对应导通的排渣口(如图1所示的情形)。通常而言，所述沉淀区116的底部形成锥形卸料槽，所述排渣口位于所述锥形卸料槽的底部。

所述浮沫清理机构15可以采用刮板机。此外，为方便对浮沫的处理，所述气浮区112上部设有位于所述主筒体11内部并与所述主筒体11内壁间隔一定距离的侧向隔板以及连接在该侧向隔板底部与所述主筒体11内壁之间的底部隔板，所述侧向隔板与所述底部隔板构成一个位于所述气浮区侧面偏上位置的缺口116，所述第二输出口115设置在所述主筒体11侧壁上并与该缺口116侧向导通；所述浮沫清理机构15安装在所述气浮区的顶部并用于将所述气浮区的顶部产生的浮沫推向所述缺口116。

由于浮沫中主要含有悬浮颗粒物和气泡，其流动性差，容易堵塞管道。上述设计，可以将浮沫清理机构15(刮板机)清理出的浮沫推入缺口116暂存，然后再利用缺口116侧部的第二输出口115作为溢流口，使浮沫自然流出第二输出口115，避免第二输出口115堵塞。此外，上述设计还可以使得主筒体11上部出第二输出口115外整体封闭，减少噪音、降低安全隐患、提升设备外观美观性。

一种可选实施方式中，所述电解区111上部设有布水器16，所述布水器16将从所述输入口114输入的待处理废水以在所述电解区111的横截面上均匀分布的方式输入所述电解区111。具体而言，所述布水器16具有与所述输入口114连接的主进水管路和间隔分布在该主进水管路上的布水歧管，所述主进水管路沿水平方向设置，所述布水歧管竖直向下设置。

所述曝气装置17优选设置在所述布水器16与所述电解装置12之间。图2中，废水净化处理及制氢装置1的主筒体11的高度相比于图1所示的废水净化处理及制氢装置1的主筒体11的高度有所增高，目的是使得布水器16与电解装置12之间的垂直距离更大，在所述布水器16与所述电解装置12之间放入曝气装置17后，曝气装置17与布水器16的垂直距离可以相应增加。这样，曝气装置17可以以更大的曝气量工作，将更多的悬浮颗粒物从气浮区112去除，这样可以有助于提升在电解区111对废水中的有机物等杂质的氧化去除效果。所述曝气装置17可具有主进气管路和间隔分布在该主进气管路上的曝气点，所述主进气管路沿水平方向设置并与气源相连。

下面对使用上述废水净化处理及制氢系统对洗煤水进行净化处理的过程进行说明。当然，上述废水净化处理及制氢系统不仅仅可以用于洗煤水的净化处理，也可用于其他废水的净化处理。

洗煤水经布水器16分散到气浮区112，通过气浮处理使洗煤水中大量煤粉微粒随氧气微泡一起上浮到气浮区112顶部，聚集成较厚的浮沫层后，经刮板机收集从第二输出口115送入到消泡装置3中。通过向消泡槽32中喷洒消泡剂，并通过搅拌器33搅打，使泡沫破碎，氧气释放到大气中，水份和煤粉微粒以泥桨形式回收，该泥浆含有大量细的煤粉具有一定的热值，可作为廉价燃料。由上往下流经电解区111后的洗煤水，其中的轻质小颗粒已被气浮带到顶部，泥砂和较大的煤碳颗粒继续随液体流动方向下沉，最后从沉淀区116底部经压滤机抽料泵送入压滤机进行过滤，由于影响滤饼透水性的小颗粒大部分已被气浮带走，压滤机工作效率得以大幅度提高，压滤机滤出的清液可以循环重新用于洗煤。压滤机压出的滤饼呈现块装，其中含有泥砂和煤粉，可以和消泡槽31中的泥浆一起作为廉价燃料使用。

需说明，图2中所示的废水净化处理及制氢装置1相比于图1中所示废水净化处理及制氢装置1，能够对气浮作用进行人为调节，因此适用范围较宽。

以上对本发明的有关内容进行了说明。本领域普通技术人员在基于这些说明的情况下将能够实现本发明。基于本说明书的上述内容，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于专利保护的范围。