[实用新型]一种基于微藻的多技术耦合净化高盐水系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种高盐水淡化及多种废水处理的系统，特别是一种基于微藻 的多技术耦合净化高盐水系统。

背景技术

高盐水净化主要是指对海水的淡化处理，由于淡水资源短缺问题正日益影响国 民经济和社会的可持续发展，海水淡化是解决沿海地区水资源短缺问题的有效途 径。目前工业上广泛应用的海水淡化方法主要分为膜法(反渗透RO)和热法(多 级闪蒸MSF与低温多效MED)两类。海水淡化的水回收率是影响其成本的主要因 素，传统反渗透海水淡化工程的系统回收率一般为30％-40％；热法海水淡化工程 的系统回收率一般为15-40％；回收率是RO系统设计中一个非常关键的参数，决 定着进水处理系统(取水、预处理系统和高压泵)的尺寸和占地面积，回收率也是 热法海水淡化装置设计中的关键参数之一。提高系统回收率，意味着能够降低进水 系统的处理水量、降低耗电量和化学药品的用量，最终降低成本。

但RO系统回收率的提高一般需要较高的操作压力，由此带来较快的膜污染和 频繁的膜元件清洗与更换，而热法淡化系统回收率的提高需要较高的操作温度，由 此带来换热管壁的结垢和换热效率的下降。同时上述两种方法的能耗也相当大，增 加了运行成本，降低海水淡化的收益率，甚至投入高于效益，限制了海水淡化的使 用。除此之外，RO系统仅起到过滤浓缩的作用，向外排出大量的高含盐、高富氧 化的浓水，浓水的排放又会导致二次污染、出水氮磷等营养盐含量高的问题。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种耦合光生物反应器、光 合微生物脱盐电池、超临界水氧化反应处理垃圾和废水多套工艺，使各工艺的产物 加入其它工艺中作为反应材料，使整套系统的能量能够进行内循环、有效去除氮磷、 无二次污染的基于微藻的多技术耦合净化高盐水系统。

本实用新型决其技术问题是通过以下技术方案实现的：

1、一种基于微藻的多技术耦合净化高盐水系统，其特征在于：包括高盐水预 处理装置、光生物反应器、浓缩池、光生物脱盐电池、固态垃圾预处理装置、污水 预处理装置、超临界水氧化反应系统；所述超临界水氧化反应系统包括反应器、浆 化混合器；所述高盐水预处理装置、光生物反应器、浓缩池依次连接；在光生物反 应器内接种耐盐微藻，在浓缩池中设置介电电泳膜；

所述光生物脱盐电池包括阴极室、阳极室、脱盐室和槽体，所述阴极室、阳极 室及脱盐室均设置于槽体内，相互之间通过阳极膜进行间隔，所述脱盐室位于阴极 室与阳极室之间，所述浓缩池的液体输出端连接光生物脱盐电池的脱盐室；所述阳 极室内部添加胞外产电细菌，并在其中插入阳极电极；所述阴极室内部添加微藻并 插入涂有催化剂涂层的阴极电极；所述脱盐室中设置一组由电容极板构成的电容 组，所述电容极板分为正电容极板和负容电容极板，正电容极板与负电容极板穿插 放置，相邻的两电容极板间放置绝缘层，负电容极板与所述阳极电极连接，正电容 极板与所述阴极电极连接

所述阴极室的藻液输出端连接浓缩池的入口；浓缩池的藻体输出端、固态垃圾 预处理装置、污水预处理装置均连接至所述浆化混合器，浆化混合器的出口连接所 述反应器的物料入口。

所述反应器的超临界蒸汽出口连接所述蒸发器的热蒸汽入口，浓盐水出口和所 述光生物脱盐电池的浓缩液出口连接蒸发器的冷水入口，蒸发得到无机盐结晶后回 收，产出的水蒸气作为纯水回收；光生物脱盐电池的脱盐室的产水出口连接过滤装 置的入水口，所得过滤水可作为工业用水排出。

所述超临界水氧化反应系统的超临界蒸汽经过蒸发器换热转换成低温含水气 体，后连接至压力能回收装置及气液分离装置，经压力能回收及气液分离之后输出 纯水和CO₂，CO₂与所述经蒸发器结晶的无机盐一同加入至光生物反应器中参与藻 类培养，蒸发器剩余热量输送至光生物反应器。

所述的浓缩池为设置有介电电泳膜系统的浓缩池，介电电泳膜系统包括多个介 电电泳膜元件，每个介电电泳膜元件包括两片膜片，及两膜片之间的产水腔中设置 的介电电泳电极组，介电电泳电极组分为分别连接电源的不同输出端的两组电极， 不同组的电极间隔设置；所述光生物脱盐电池的阳极电极和阴极电极之间连接浓缩 池介电电泳电极组的两组电极，为浓缩池进行供电。

所述的光生物反应器为柱式、管式、板式、气升式、开放池或它们的组合，内 置底部多点式曝气装置。