[发明专利]同步回收盐差能和污水中化学能的联合脱盐废水处理系统

说明书

本发明公开了一种同步回收盐差能和污水中化学能的联合脱盐废水处理系统，由微生物反向电渗析池和电渗析池组成，其特征在于：所述微生物反向电渗析池用于回收高浓度盐废水与低浓度盐淡水间的盐差能以及高浓度盐废水中有机物的化学能，并产生电能；所述电渗析池用于利用微生物反向电渗析池产生的电能对高盐废水进行脱盐；所述微生物反向电渗析池包括阳极腔室和阴极腔室，所述阳极腔室和阴极腔室由膜组进行分隔；在阳极腔室内设置有阳极碳刷，该阳极碳刷的表面附着产电微生物；在阴极腔室内设置有空气阴极；所述膜组包括阴离子交换膜、阳离子交换膜、高浓度盐废水流道和低浓度盐淡水流道；本发明还可广泛应用在能源、化工、环保等领域。

技术领域

本发明涉及废水处理领域，具体涉及同步回收盐差能和污水化学能的联合脱盐废水处理系统。

背景技术

近年来，榨菜产业迅猛发展，销量剧增。但其在生产过程中会排放大量具有高盐以及高浓度有机物的废水。据统计，仅三峡库区每年就约产生500万吨的榨菜废水，且其排放量呈现逐年增大的趋势。若这些废水未经处理流入三峡库区，其过高的盐度和有机物含量(化学需氧量，COD值3000～20000mg/L)极易对库区的生态环境造成严重影响。

目前，大多数的榨菜生产厂从节约成本的角度考虑，直接利用淡水对废水进行稀释，后续再采用厌氧发酵法处理废水中有机物。根据实地调研，榨菜腌制废水中的盐浓度高达200g/L，为了避免厌氧发酵微生物在高盐环境脱水死亡，同时保证废水能达到盐度＜20g/L的国家排放标准，传统的方法采用自来水直接稀释榨菜废水，造成了水资源的严重浪费。且厌氧发酵后的产物难以进行收集，使废水中有机物蕴含的大量化学能被浪费。

发明内容

本发明针对现有技术存在的不足，提出了同步回收盐差能和污水化学能的联合脱盐废水处理系统。

本发明的技术方案是：一种同步回收盐差能和污水中化学能的联合脱盐废水处理系统，由微生物反向电渗析池和电渗析池组成，其特征在于：

所述微生物反向电渗析池用于回收高浓度盐废水与低浓度盐淡水间的盐差能以及高浓度盐废水中有机物的化学能，并产生电能。

所述电渗析池用于利用微生物反向电渗析池产生的电能对高盐废水进行脱盐。

所述微生物反向电渗析池包括阳极腔室和阴极腔室，所述阳极腔室和阴极腔室由膜组进行分隔；在阳极腔室内设置有阳极碳刷，该阳极碳刷的表面附着产电微生物；在阴极腔室内设置有空气阴极；所述膜组包括阴离子交换膜、阳离子交换膜、高浓度盐废水流道和低浓度盐淡水流道。

所述电渗析池内设置有第二阳离子交换膜和第二阴离子交换膜，第二阴离子交换膜和第二阳离子交换膜将所述电渗析池分隔为阳极室、脱盐腔室和阴极室；阴、阳极室内分别设置有阴极电极和阳极电极；阴极电极和阳极电极分别与微生物反向电渗析池1的阳极碳刷和空气阴极连接，以接收微生物反向电渗析池产生的电能。

高浓度盐废水和低浓度盐淡水泵入膜组，分别沿高浓度盐废水流道和低浓度盐淡水流道流动，由于高浓度盐废水和低浓度盐淡水中盐的浓度不同，产生的盐差能使高浓度盐废水和低浓度盐淡水中的阳离子通过阳离子交换膜进入阴极腔室，阴离子通过阴离子交换膜进入阳极腔室，阳离子和阴离子的定向运动产生电能；模组回收盐差能后排出的高浓度盐废水再进入所述电渗析池的脱盐腔室，脱盐腔室中高浓度盐废水中的Na+和Cl-分别通过第二阳离子交换膜和第二阴离子交换膜，分别向阴极室和阳极室迁移，实现脱盐处理。

高浓度盐废水进行脱盐处理后得到低盐废水再泵入微生物反向电渗析池的阳极腔室，为阳极碳刷上附着的产电微生物提供有机物的同时被降解处理，得到的低盐低有机物的废水被排出；并且模组中阳离子和阴离子的定向移动，其两端产生的电势差增强了离子的传输和电子在外电路的移动，充当了内电源的角色，以提高阳极碳刷降解有机物的速率和产电性能。