[发明专利]一种基于电子调控的产电脱盐装置及利用该装置处理含硫铵炼化废水的方法

说明书

技术领域

本发明涉及废水处理及资源循环利用领域，特别是涉及产电脱盐装置及利用该装置处理 硫铵炼化废水的方法。

背景技术

环境问题与能源问题制约着人类社会的发展。由于我国工业的不断发展，导致了工业用 水量的急剧攀升，这无疑加重了水资源短缺这一危机。在化学工业生产中产生的大量化工废 水含有烃类物质以及其它难降解物质，如果不能妥善处置，势必会造成受纳环境的污染，威 胁生态环境安全，危害人类及其它生物的健康，因此，化工废水的处理成为始终困扰工业发 展与人类生活的难题。与此同时，人类赖以生存的化石能源日渐枯竭，在化石能源的开采利 用过程中也加重了环境问题，因此，寻找可持续的清洁能源成为了解决能源危机的一条出路。 化工废水在处理的过程中同样需要耗散一定的能源，其中所蕴含的有机物物质被降解转化也 成为了一种资源的浪费。因此，化工废水处理与产生能源相结合为化工废水的处理提供了新 的思路与发展方向。生物电化学系统是利用微生物降解有机物，将化学能转化为电能的电化 学装置。微生物脱盐电池(MDC)在阳极室和阴极室之间添加阴离子交换膜与阳离子交换膜， 在两极之间形成了脱盐室。在功能上，MDC实现了污染物降解，产电，脱盐的三种功效。在 本发明中，MDC用于降解含硫铵的炼化废水。本发明的特点在于将厌氧生物处理、好氧生物 处理与MDC工艺相结合，并将其应用于含硫铵炼化废水的处理上。实现对有毒有害物质处 理的同时，能够获得稳定的电能输出，同时可以实现对含盐污水脱盐的目的。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有工业废水处理难度大，生物化学处理难且工业废水中能源 浪费的问题，而提供一种基于电子调控的产电脱盐装置及利用该装置处理含硫铵炼化废水的 方法。

一种基于电子调控的产电脱盐装置包括阳极室、阳极碳刷、阴离子交换膜、脱盐室、阳 离子交换膜、阴极碳刷、阴极室、参比电极、外电阻和曝气装置；所述脱盐室设置在阳极室 和阴极室之间，所述脱盐室的左侧与阳极室的右侧通过阴离子交换膜相隔，所述脱盐室的右 侧与阴极室的左侧通过阳离子交换膜相隔；所述阳极室内设置有阳极碳刷，所述阳极室的左 侧上方设置有第一出水口，所述阳极室的左侧下方设置有第一进水口，所述参比电极贯穿于 阳极室的上壁设置在阳极室内；所述阴极室内设置有阴极碳刷，所述阴极室的右侧上方设置 有第二出水口，所述阴极室的右侧下方设置有第二进水口，所述阴极室的底部设置有曝气装 置；所述阳极碳刷通过导线与外电阻的一端相连，所述阴极碳刷通过导线与外电阻的另一端 相连；所述脱盐室的顶部设置有第三出水口，所述脱盐室的底部设置有第三进水口；所述第 一出水口通过第一泵和水管与第二进水口相连；所述第二出水口通过第二泵和水管与第三进 水口相连。

一种利用基于电子调控的产电脱盐装置处理含硫铵炼化废水的方法具体是按以下步骤进 行：

一、向阳极室和阴极室中分别注入具有炼化废水降解能力的活性污泥，然后再分别向阳 极室和阴极室加入含硫铵炼化废水至蓄满，阳极室密封18h～26h，阴极室通过曝气装置持续 曝气18h～26h，然后将阳极室和阴极室中的含硫铵炼化废水排出；

二、采用外电阻将阳极碳刷和阴极碳刷相连，然后向阳极室和阴极室分别加入PBS缓冲 液至浓度为18ppm～22ppm、加葡萄糖至浓度为50mg/L～500mg/L，再分别向阳极室和阴极室 加入含硫铵炼化废水至蓄满，开始产生电流输出，每当电压下降至50mV时，将阳极室和阴 极室中的含硫铵炼化废水排出；

三、重复操作步骤二10天～15天后，阳极室内的阳极碳刷上生成厌氧产电生物膜，阴极 室内的阴极碳刷上生成好氧产电生物膜，然后利用泵将阳极室经厌氧产电生物膜处理完的硫 铵炼化废水输送到阴极室，并利用曝气装置持续曝气控制阴极室溶氧量在2mg/L～4mg/L；利 用泵将阴极室经好氧产电生物膜处理完的硫铵炼化废水输送到脱盐室，脱盐室中的阳离子交 换膜将阴极室输送过来的硫铵炼化废水中的阳离子传入阳极室，阴离子交换膜将阴极室输送 过来的硫铵炼化废水中的阴离子传入阴极室，脱盐室中处理完的水经第三出水口排出；实现 脱盐处理并且硫铵炼化废水经三次处理后得到盐浓度较低和较干净的水；在这一过程中厌氧 产电生物膜和好氧产电生物膜可以产生稳定的电流，最终在外置电阻上呈现出稳定的电能输 出。