[实用新型]一种用于净化饮用水的生物电化学系统

说明书

本实用新型涉及一种用于净化饮用水的生物电化学系统，所述系统包括阳极(1)、阴极(2)、隔膜(3)、直流电源(4)、水流开关(5)、自动控制器(6)、反冲阀(7)、超滤膜(8)、净水器壳体(9)，压力储水桶(10)，高压开关(11)，进水电磁阀(12)、流量调控开关(13)、进水口(14)、净化水口(15)与反冲洗口(16)。该系统主要应用于家庭饮用水的生物净化，也可应用于学校、宾馆、办公场所等供水终端的饮用水净化领域。该系统能有效地除去饮用水中含有的微量余氯类物质，以及多种重金属离子。

技术领域

本实用新型涉及水净化领域，特别涉及饮用水净化领域，具体涉及一种用于净化饮用水的生物电化学系统。

技术背景

自来水厂对原水经过沉降、过滤、消毒等处理后经管网输送到用户，其中氯气消毒是抑制大肠菌群等有害微生物的主要手段。近年来，随着工业化和城市化的发展，大量有机污染物和重金属等无机污染物进入江河、湖泊以及地下水系统，许多城市、城镇饮用水源遭受严重污染。由于现有自来水处理工艺对原水中的有机污染物去除效率有限，氯气消毒产生大量的对人体有害的消毒副产物，如卤乙酸(HAAs)、卤甲烷 (THMs)、亚硝胺、致诱变化合物(MX)等产物大幅增加。残留的余氯不仅造成人体感官严重不适，还造成输水管道内大量铅、锌、镉等重金属离子的溶出。这些污染物都具有浓度低、环境持久、生物累积、慢性毒性效应和高生物毒性的特点。

在家庭用水终端，各类净水器用于饮用水的净化，主要包括超滤、活性炭吸附、反渗透等主要工艺，其中还结合亚硫酸钙、KDF合金脱氯工艺强化净水效率。消毒副产物大多是一些小分子的污染物，常规的过滤膜对其净化效率非常有限(“纳滤/ 反渗透分离中有机物的特征参数对截留率的影响研究，膜科学与技术，2006，26， 36-40”，“反渗透、纳滤膜技术脱除小分子有机物的研究进展，膜科学与技术，2009， 29，1-10”)。超滤膜、活性炭以及反渗透膜自身不能降解污染物，随着使用时间的延长，污染物的积累、空隙堵塞造成净水效率大幅下降，过滤膜的频繁更换大幅增加了家庭净水的成本。此外，饮用水中的余氯会快速降解以聚酰胺为基材的反渗透膜，给反渗透出水带来安全隐患。

大量文献表明，饮用水中的大量有机污染物都可通过微生物降解、转化得以去除(“臭氧生物活性炭技术的工艺设计与运行管理，给水排水，2007，33，13-19”，“臭氧-生物活性炭技术在饮用水深度处理中的应用进展，河南化工，2014，31，25-30”，“氯代有机污染物在厌氧条件下还原脱氯的研究进展，环境污染治理技术与设备，2003，4，43-48”，“Removalof haloacetic acids by ozone and biologicallyactive carbon， ScienceAsia(通过臭氧和生物活性炭去除卤乙酸，科学亚洲)，2008，34，293-298”，“ReductiveDehalogenation of Trichloroacetic Acid byTrichlorobacterthiogenes gen.nov.,sp.nov.(三氯乙酸还原脱卤三氯乙酸)，AEM,2000,66,2297-2301”，“Biodegradation ofHaloacetic Acidsby Bacterial Isolates and Enrichment Cultures fromDrinkingWater Systems，Environ.Sci.Technol(饮用水系统中的细菌分离物和富集培养物对Haloacetic Acids的生物降解，环境科学与技术).2009,43,3169–3175”)。而重金属离子则可通过微生物细胞吸附(“微生物处理重金属废水的研究进展，环境科学与技术，2008，31，58-63”，“电生物膜处理重金属离子有机废水，水处理技术，2005，31，45-48”)。其中，生物膜工艺、臭氧-生物活性炭是饮用水源水净化的主要工艺，目前，仅有少数饮用水厂(约占2％)采用了臭氧-生物活性炭、或生物膜的处理工艺对原水进行深度净化。