[发明专利]一种堆栈上流耦合式微生物脱盐装置及脱盐方法

说明书

本发明属于污水处理领域，特别是一种堆栈上流耦合式微生物脱盐装置及脱盐方法。包括圆形顶盖、圆形带支腿底座，圆形顶盖下表面和圆形带支腿底座上表面均设置有四圈圆形沟槽，每一圈沟槽内均设置相应直径的圆柱形镂空龙骨；从外到内的龙骨内侧分别固定的有碳布，阳离子交换膜，阴离子交换膜，阳离子交换膜，将脱盐装置由外到内分为空气阴极，脱盐室Ⅰ，浓缩室，脱盐室Ⅱ，阳极室；在每个室相对应区域的下方，圆形带支腿底座均设置有进水口，圆形顶盖上设有出水口。本发明将堆栈式和上流式微生物脱盐电池相结合，汲取了两种反应器构型的优点，降低了传质阻力的同时，提升了反应器处理废水的能力。

技术领域

本发明属于污水处理领域，特别是一种堆栈上流耦合式微生物脱盐装置及脱盐方法。

背景技术

近几年，随着我国高速发展，工业生产中，对于脱盐水的利用愈来愈多，目前工业中广泛应用的脱盐技术主要有热分离，膜分离和电化学分离三类，热分离技术主要包括多级闪蒸、多级蒸馏、压气蒸馏和膜蒸馏，膜分离技术主要包括反渗透和纳滤，而电化学分离主要包括电渗析和电容除盐，这些传统工艺均需要大量能量输入，虽然脱盐程度较为彻底，但是运行成本昂贵，经济效益较差。根据资料显示，脱盐水主要被用于工业生产中的低端回用水，这一类水处理的目的仅仅在于盐分一定程度的削减，并不需要进行过度的脱盐处理即可使用。微生物脱盐电池MDC是以微生物燃料电池为基础的新兴技术，通过阴阳极电子的流动，在没有任何外加压力和电场的条件下淡化了废水,同时还产生了电能，与传统脱盐工艺相比，微生物脱盐电池虽然达不到传统工艺的处理程度，但是经过处理后的含盐盐废水能够达到回用水标准，同时无需外加电力或压力，处理成本较低，经济效益较好。

微生物脱盐电池MDC的概念于2009年被首次提出，在之后的几年内科研人员又分别提出了上流式脱盐电池UMDC和堆栈式脱盐电池SMDC的概念。UMDC在设计上采用了桶状的上流式构型，具有增大膜面积，减小传质阻力的特点，可以在一定程度上提高脱盐效率，当外电阻1Ω的情况下，可以达到7.5gTDS/(L`d)的脱盐速率以及30.8W/m³的输出功率。SMDC则在设计上采用了较为传统的方形室，但是开创性的采用了类似电路中串联的方式，将多个脱盐室串联在一起，同时引入了电渗析的概念，使得在一个电子转移的时候，可以使数倍于电子数的离子分开，增强了脱盐效果，除盐速率是传统单个除盐室MDC的1.4倍。然而各类MDC依然存在各种各样的问题，例如：PH及电导率的变化会对MDC性能产生较大影响，MDC中使用后的膜不易处理存在污染问题，各类反应器构型仍有各种各样的问题，具有巨大的提升空间。微生物脱盐电池具有巨大潜力，将反应器构型进行改进，可以进一步提升反应器的性能，提高脱盐效率，同时可以降低成本。

发明内容

本发明所解决的技术问题在于提供一种堆栈上流耦合式微生物脱盐装置及脱盐方法。

实现本发明目的的技术解决方案为：

一种堆栈上流耦合式微生物脱盐装置，包括圆形顶盖、圆形带支腿底座，所述圆形顶盖下表面和圆形带支腿底座上表面均设置有四圈圆形沟槽，每一圈沟槽内均设置相应直径的圆柱形镂空龙骨；

从外到内的龙骨内侧分别固定的有碳布，阳离子交换膜，阴离子交换膜，阳离子交换膜，将脱盐装置由外到内分为空气阴极，脱盐室Ⅰ，浓缩室，脱盐室Ⅱ，阳极室；在阳极室内加入充分吸收污泥且固定有碳棒的碳毡；

在每个室相对应区域的下方，圆形带支腿底座均设置有进水口，圆形顶盖上设有出水口。

进一步的，所述圆形顶盖、圆形带支腿底座和龙骨的材质为全有机玻璃结构。

进一步的，所述圆柱形镂空龙骨由外到内分为龙骨Ⅰ，龙骨Ⅱ，龙骨Ⅲ和龙骨Ⅳ，所述龙骨Ⅰ，龙骨Ⅱ，龙骨Ⅲ和龙骨Ⅳ的厚度与相应沟槽的宽度相匹配。