[发明专利]一种高效除铜生物电化学水处理系统

摘要

本发明属于重金属含铜废水处理技术领域，一种高效除铜生物电化学水处理系统。该系统在微生物燃料电池、膜生物反应器技术基础上，通过采用牺牲铝阳极，微生物燃料电池提供外电源，实现铝的微电解。微电解溶出的铝离子在水分子的作用下生成铝水合离子，该水合离子是天然高效絮凝剂，即可实现有机废水的絮凝净化，更是铜离子絮凝沉淀脱除的关键因子。本系统絮凝剂为自生型，无需外部添加引入，絮凝反应过程温和，铜离子的絮凝脱除效率高，在双功能导电膜的过滤筛分作用下，系统阴极室内能实现铜离子的完全去除。系统出水铜离子浓度完全满足国家一级排放标准，可循环利用。

主权项

1.一种高效除铜生物电化学水处理系统，其特征在于，设计步骤如下：高效除铜生物电化学水处理系统有机废水原水泵与阳极室相连，进水方式为底部进水，进水流量通过泵开关进行调节；阳极室阳极为铝，铝作为牺牲阳极插入阳极室内填料层，填料为活性炭和石墨颗粒，二者的混合体积比为1:1，填充率为100％；阳极铝顶端外引导线并与数据收集系统相连；阳极室内顶端插入参比电极，通过电极线与数据收集系统相连；阳极室内活性炭和石墨颗粒混合填料作为生物阳极，与阳极铝同发挥系统阳极功能；填料提前接种产电微生物，引入阳极后直接输入低速有机废水供养产电微生物，实现挂膜过程；阳极室顶部预留排气孔，厌氧过程产生的二氧化碳气体实现自然排放；阳极室与溢流槽相连，溢流槽底部设有滴滤孔，阳极室出水进入溢流槽后实现滴滤溶氧和气液交换；含铜废水箱与铜废水原水泵相连，通过原水泵开关控制流量；原水泵出水口设置于溢流槽下部，空塔曝气接触氧化床顶端；有机废水滴滤后与含铜废水在空塔曝气接触氧化床上部直接混合；空塔曝气接触氧化床内填充火山岩滤料，填充比为100％；空塔曝气接触氧化床外侧封板设置为多通道孔结构，空气通过通道孔进入空塔曝气接触氧化床内部，满足床内微生物对氧气的需求；空塔曝气接触氧化床底部设置出水板，床内深度处理后的有机废水和含铜废水的混合水溢流至阴极室内；高效除铜生物电化学水处理系统未设置质子交换膜，多介质仓替代质子交换膜作用；多介质仓内的填料为锰砂和活性炭的混合颗粒，混合体积比为1:1，填充率为100％；多介质仓连接阳极室和阴极室两侧压板设置质子通道，通道用无纺布进行密封，防止多介质仓内填料外溢；阴极室底部预设补充曝气系统；因阴极室同步作为膜生物反应器，曝气头设置双排型；铁/锰/氧催化剂型导电膜作为系统阴极，也同时作为膜生物反应器过滤介质；膜组件实现负压出水，外连出水泵，出水流量通过流量计进行控制；阳极和阴极均与数据收集系统相连，阳极与阴极引线连接外电阻。