系統(tǒng)長期運行提供了保障。
[0025]6、本實用新型的基于微藻的多技術耦合凈化高鹽水系統(tǒng)，由于脫鹽室的體積不受電容極板的距離限制，較光合微生物脫鹽電池相比，提高了可溶性固體的去除效率。
【附圖說明】
[0026]圖1為本實用新型的系統(tǒng)結(jié)構不意圖；
[0027]圖2為本實用新型的光生物脫鹽電池結(jié)構示意圖；
[0028]圖3為圖1中脫鹽室內(nèi)A部分反應示意圖。
[0029]附圖標記說明
[0030]1-高鹽水預處理裝置、2-光生物反應器、3-濃縮池、4-光生物脫鹽電池、5-過濾裝置、6-固態(tài)垃圾預處理裝置、7-污水預處理裝置、8-超臨界水氧化反應系統(tǒng)、9-蒸發(fā)器、10-漿化混合器、41-陰極室、42-陽極室、43-脫鹽室、44-槽體、45-陽極膜、46-陽極電極、47-陰極電極、48-電容組、49-絕緣層、410-陽極導線、411-陰極導線。
【具體實施方式】
[0031]下面通過具體實施例對本實用新型作進一步詳述，以下實施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本實用新型的保護范圍。
[0032]如圖1所示，本系統(tǒng)包括高鹽水預處理裝置1、光生物反應器2、濃縮池3、光生物脫鹽電池4、過濾裝置5、固態(tài)垃圾預處理裝置6、污水預處理裝置7、超臨界水氧化反應系統(tǒng)8、蒸發(fā)器9、漿化混合器10。本系統(tǒng)的處理對象包括高鹽水和難降解廢水，其中高鹽水包括近海岸受污染海水、海產(chǎn)品污水、榨菜生產(chǎn)廢水、食品生產(chǎn)等，難降解廢水包括化工廢水、醫(yī)療廢水、印染廢水、皮革廢水等。
[0033]高鹽水預處理裝置1、光生物反應器2、濃縮池3依次連接;高鹽水輸入高鹽水預處理裝置I中進行簡單的預處理，去除水體中的大顆粒物質(zhì)以及無機沙粒等物質(zhì)，如來水PH無法滿足二級生化處理要求，還需要在進入光生物反應器2前進行pH的調(diào)節(jié)。
[0034]在光生物反應器2內(nèi)接種通過馴化篩選得到的耐鹽微藻，如馴化后的小球藻、螺旋藻、柵藻、杜氏鹽藻中的一種或幾種，經(jīng)過馴化后的耐鹽微藻可以在鹽含量較高的廢水中依舊保持良好的生長速率，通過吸收光能及廢水中的小分子有機物、氮磷及無機鹽實現(xiàn)自身生物量累積的同時，完成水體中大部分氮磷等營養(yǎng)元素及小部分C0D、鹽類的去除。
[0035]在濃縮池3中，通過介電電泳膜系統(tǒng)完成藻液的濃縮，濃縮池3的出水鹽含量依舊較高，因此需要進一步進行脫鹽處理。濃縮池3的液體輸出端連接光生物脫鹽電池4的脫鹽室43，陰極室41的藻液輸出端連接濃縮池3的入口，陽極電極46和陰極電極47之間可連接濃縮池3的負載，為濃縮池3進行供電。
[0036]如圖2所示，光生物脫鹽電池4包括陰極室41、陽極室42、脫鹽室43和槽體44，陰極室41、陽極室42、脫鹽室43設置與槽體44之內(nèi)，相互之間通過陽極膜45間隔，脫鹽室43位于陰極室41與陽極室42之間。其中，陽極室42為產(chǎn)電細菌培養(yǎng)室，內(nèi)部添加胞外產(chǎn)電細菌，并在其中插入由碳纖維和鈦絲制成的陽極電極46。陰極室41為微藻光反應室，內(nèi)部添加微藻和催化劑，并在其中插入陰極電極47，陰極電極47上覆蓋涂抹碳鉑催化劑的導電碳布。
[0037]脫鹽室43中設置電容組48、絕緣層49，電容組48置于脫鹽室43中部，四周留有能使陽極室42中產(chǎn)生的質(zhì)子(H+)流動至陰極室41中參與氧化還原反應的空間。電容組48的電極板為活性碳布纖維電極板，分為正電極板和負電極板，正電極板與負電極板穿插放置，相鄰的兩電極板間放置絕緣層49，起到絕緣的作用。負電極板與陽極導線410的一端連接，正電極板與陰極導線411的一端連接，陽極導線410的另一端連接陽極電極46，陰極導線411的另一端連接陰極電極47，陽極電極46、陰極電極47、電容組48構成電池電路，其中電容組48作為儲能元件。
[0038]本實施例中，由于陰極室41中光合速率相比于陽極室42中的細菌代謝速率慢，因此陰極室41的體積約為陽極室42的1.5?2倍，優(yōu)選陰極室41、陽極室42、脫鹽室43的體積比為1.55:1.0:0.9。陽極膜45優(yōu)選采用兩張陽離子交換膜交疊，陽離子交換膜為透過率不小于90%的無毒的工業(yè)用電滲析陽離子交換膜，厚度為0.2?0.5mm，爆破強度不小于0.3Mpa。絕緣層49優(yōu)選兩層塑料網(wǎng)交疊。
[0039]將高⑶D廢水(如生活污水、經(jīng)過預處理后的養(yǎng)殖廢水等)通入陰極室41、陽極室42，將高鹽廢水通入脫鹽室嗎，43。在陰極室41中，微藻在光照的情況下吸收高COD廢水中的大部分N、P及小部分可被利用的小分子碳源等營養(yǎng)物質(zhì)，并吸收CO2進行光合作用，產(chǎn)生O2可作為電子受體，同時實現(xiàn)自身生物質(zhì)的累積;待系統(tǒng)穩(wěn)定后，將陰極室41內(nèi)存留的COD較高的濃水用栗引出，進行微藻收集后，將濃水直接作為陽極室42的入水進行循環(huán)。
[0040]在陽極室42中，胞外產(chǎn)電細菌利用污水中剩余的氮磷將有機污染物和殘余藻體氧化分解為C02、電子和質(zhì)子(H+)。其中，CO2可被連通富集至陰極室41，促進微藻的光合作用，電子通過陽極導線410傳遞到電容組48中存儲，質(zhì)子則穿過陽極膜45和脫鹽室43到達陰極室41。在陰極電極47表面，在催化劑的作用下，質(zhì)子、電子和電子受體(微藻產(chǎn)生的02)發(fā)生反應，最終生成穩(wěn)定的氧化還原產(chǎn)物(H2O)。反應化學式包括:
[0041]陽極:C6Hi206+6H20—6C02+24H++24e—(I)
[0042]陰極:02+4H++4e—>2Η2θ(2)。
[0043]如圖3所示，由于脫鹽室43中的電容組48的正電極板與負電極板具有相同的電勢，進而在電極板表面與溶液間形成雙電層，使脫鹽室43中的離子分別富集在具有相反極性的電極板表面，從而實現(xiàn)去除大部分離子的目的。同時，H+可以通過陽極膜45，在三室之間穿梭，達到了平衡三室PH值的作用，從而避免了由于離子轉(zhuǎn)移造成的陰極室41、陽極室42內(nèi)液鹽度和PH不均衡的問題。
[0044]在電容組48的正電極板與負電極板吸附的離子接近飽和時，將負電極板與陰極導線411連接，正電極板與陽極導線410連接，即將陽極電極46、陰極電極47反接到正電極板和負電極板上，這樣在電容組48的電極板間就形成了與脫鹽階段相反的電勢，吸附于電極板上的離子在同性相排斥及相反電勢的驅(qū)動下解吸，形成濃縮液，可在后續(xù)工藝中回收利用。
[0045]濃縮池3的液體輸出端連接光生物脫鹽電池4的脫鹽室43，陰極室41的藻液輸出端連接濃縮池3的入口，陽極電極46和陰極電極47之間可連接濃縮池3的負載，為濃縮池3進行供電。脫鹽室43的出水口連接過濾裝置5的入水口，所得過濾水可作為工業(yè)用水排出。在電容組48的正電極板與負電極板吸附的離子接近飽和時，將負電極板與陰極導線411連接，正電極板與陽極導線410連接，即將陽極電極46、陰極電極47反接到正電極板和負電極板上，這樣在電容組48的電極板間就形成了與脫鹽階段相反的電勢，吸附于電極板上的離子在同性相排斥及相反電勢的驅(qū)動下解吸，形成濃縮液，濃縮液輸入至蒸發(fā)器9中結(jié)晶。
[0046]在超臨界水氧化反應過程中，濃縮池3將來自光生物脫鹽電池4和光生物反應器2的藻體進行濃縮，濃縮池3的藻體輸出端連接漿化混合器10的藻體入口，為超臨界水氧化反應系統(tǒng)8處理低COD值的難降解廢水做碳源補充；固態(tài)垃圾預處理裝置6連接漿化混合器10的固態(tài)垃圾入口，污水預處理裝置7連接漿化混合器10的污水入口。藻體、垃圾、污水在漿化混合器10中經(jīng)過漿化和調(diào)制之后，漿化物料的COD濃度達到超臨界水氧化反應的要求，漿化混合器10的出口連接超臨界水氧化反應系統(tǒng)8中反應器的物料入口。
[0047]漿化物料在反應器內(nèi)進行超臨界水氧化反應，在超過水的臨界點的高溫高壓條件下，以氧化劑將漿化物料進行“燃燒氧化”，反應速度快，99.9 %以上的有機物迅速燃燒氧化成C02、H20和無機鹽等無毒無害的終端產(chǎn)物。通過反應器頂部的超臨界蒸汽出口排出超臨界蒸汽，通過底部的無機鹽出口排出濃鹽水。超臨界水氧化反應系統(tǒng)8的濃鹽水出口和光生物脫鹽電池4的濃鹽水出口連接蒸發(fā)