器9的濃鹽水入口，超臨界水氧化反應(yīng)系統(tǒng)8的超臨界蒸汽出口連接蒸發(fā)器9的換熱器。蒸發(fā)器9將超臨界水氧化反應(yīng)系統(tǒng)8產(chǎn)出的濃鹽水和光生物脫鹽電池4解吸輸出的濃縮液，蒸發(fā)得到無(wú)機(jī)鹽結(jié)晶后回收，產(chǎn)出的水蒸氣作為純水回收。超臨界蒸汽經(jīng)過(guò)換熱轉(zhuǎn)換成低溫含水氣體，經(jīng)過(guò)壓力能回收和氣液分離之后，輸出純水和C02。蒸發(fā)器9所得的無(wú)機(jī)鹽和超臨界水氧化反應(yīng)系統(tǒng)8輸出的C02，可加入光生物反應(yīng)器2中參與藻類(lèi)培養(yǎng)。
[0048]本實(shí)施例中，光生物反應(yīng)器2采用柱式、管式、板式、氣升式、開(kāi)放池或它們的組合，曝氣裝置采用底部多點(diǎn)式曝氣，由于進(jìn)入的高鹽水鹽分相對(duì)較高，對(duì)廢水中的細(xì)菌、原生動(dòng)物有較大的抑制作用，因此可以避免封閉式反應(yīng)器壁形成生物膜從而影響光源的透射性，也避免了開(kāi)放式反應(yīng)器易受微生物污染的不利因素。接種馴化后的耐鹽小球藻、螺旋藻、柵藻、杜氏鹽藻中的一種或幾種，通過(guò)控制反應(yīng)器的光照及溫度等因素，即可使微藻在適宜的生長(zhǎng)環(huán)境中快速生長(zhǎng)，實(shí)現(xiàn)生物量的累積。
[0049]濃縮池3中設(shè)置的介電電泳膜系統(tǒng)包括多個(gè)介電電泳膜元件，每個(gè)介電電泳膜元件包括兩片膜片，及兩膜片之間的產(chǎn)水腔中設(shè)置的介電電泳電極組，介電電泳電極組分為分別連接電源的不同輸出端的兩組電極，不同組的電極間隔設(shè)置。當(dāng)電源接通時(shí)，在介電電泳電極組的周?chē)a(chǎn)生能將藻體等固態(tài)物質(zhì)向膜片的反方向推離的不勻稱(chēng)電場(chǎng)，克服了傳統(tǒng)藻類(lèi)收集的膜污染及堵塞問(wèn)題，水通過(guò)透析膜由凈水口排出，實(shí)現(xiàn)了藻液的濃縮及收集。
[0050]光生物脫鹽電池4內(nèi)部的反應(yīng)過(guò)程為:
[0051 ] I)在陰極室41、陽(yáng)極室42中通入高COD廢水，在脫鹽室43中通入高鹽廢水；電容組48的負(fù)電極板連接陽(yáng)極電極46，正電極板連接陰極電極47;
[0052]2)陰極室41中投放微藻和催化劑，在陽(yáng)極室42中投放胞外產(chǎn)電細(xì)菌；
[0053]3)微藻在陰極室41中吸收高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(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，并進(jìn)行光合作用產(chǎn)生O2;
[0054]4)當(dāng)測(cè)得陰極室41中的N、P含量趨于穩(wěn)定之后，進(jìn)行微藻收集和膜濃縮，之后所得濃水通入陽(yáng)極室42;
[0055]5)在陽(yáng)極室42中，有機(jī)污染物及殘余微藻在胞外產(chǎn)電細(xì)菌的作用下氧化分解為C02、電子和H+質(zhì)子，質(zhì)子和⑶2通過(guò)陽(yáng)極膜45和脫鹽室43進(jìn)入陰極室41，電子通過(guò)陰極導(dǎo)線(xiàn)411傳遞到電容組48中儲(chǔ)能；
[0056]6)陰極室41中質(zhì)子與O2在催化劑的作用下結(jié)合，生成穩(wěn)定的氧化還原產(chǎn)物；
[0057]7)脫鹽室43中高鹽廢水的離子分別富集在電容組48的電極板表面；
[0058]8)在正電極板與負(fù)電極板吸附的離子接近飽和時(shí)，將負(fù)電極板連接陰極電極47，正電極板連接陽(yáng)極電極46，使電極板上吸附的離子脫附進(jìn)入溶液中排出。
[0059]盡管為說(shuō)明目的公開(kāi)了本實(shí)用新型的實(shí)施例和附圖，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解:在不脫離本實(shí)用新型及所附權(quán)利要求的精神和范圍內(nèi)，各種替換、變化和修改都是可能的，因此，本實(shí)用新型的范圍不局限于實(shí)施例和附圖所公開(kāi)的內(nèi)容。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于微藻的多技術(shù)耦合凈化高鹽水系統(tǒng)，其特征在于:包括高鹽水預(yù)處理裝置、光生物反應(yīng)器、濃縮池、光生物脫鹽電池、固態(tài)垃圾預(yù)處理裝置、污水預(yù)處理裝置、超臨界水氧化反應(yīng)系統(tǒng);所述超臨界水氧化反應(yīng)系統(tǒng)包括反應(yīng)器、漿化混合器;所述高鹽水預(yù)處理裝置、光生物反應(yīng)器、濃縮池依次連接;在光生物反應(yīng)器內(nèi)接種耐鹽微藻，在濃縮池中設(shè)置介電電泳膜； 所述光生物脫鹽電池包括陰極室、陽(yáng)極室、脫鹽室和槽體，所述陰極室、陽(yáng)極室及脫鹽室均設(shè)置于槽體內(nèi)，相互之間通過(guò)陽(yáng)極膜進(jìn)行間隔，所述脫鹽室位于陰極室與陽(yáng)極室之間，所述濃縮池的液體輸出端連接光生物脫鹽電池的脫鹽室;所述陽(yáng)極室內(nèi)部添加胞外產(chǎn)電細(xì)菌，并在其中插入陽(yáng)極電極;所述陰極室內(nèi)部添加微藻并插入涂有催化劑涂層的陰極電極；所述脫鹽室中設(shè)置一組由電容極板構(gòu)成的電容組，所述電容極板分為正電容極板和負(fù)容電容極板，正電容極板與負(fù)電容極板穿插放置，相鄰的兩電容極板間放置絕緣層，負(fù)電容極板與所述陽(yáng)極電極連接，正電容極板與所述陰極電極連接 所述陰極室的藻液輸出端連接濃縮池的入口；濃縮池的藻體輸出端、固態(tài)垃圾預(yù)處理裝置、污水預(yù)處理裝置均連接至所述漿化混合器，漿化混合器的出口連接所述反應(yīng)器的物料入口。2.如權(quán)利要求1所述的一種基于微藻的多技術(shù)耦合凈化高鹽水系統(tǒng)，其特征在于:所述反應(yīng)器的超臨界蒸汽出口連接蒸發(fā)器的熱蒸汽入口，濃鹽水出口和所述光生物脫鹽電池的濃縮液出口連接蒸發(fā)器的冷水入口，蒸發(fā)得到無(wú)機(jī)鹽結(jié)晶后回收，產(chǎn)出的水蒸氣作為純水回收;光生物脫鹽電池的脫鹽室的產(chǎn)水出口連接過(guò)濾裝置的入水口，所得過(guò)濾水可作為工業(yè)用水排出。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于微藻的多技術(shù)耦合凈化高鹽水系統(tǒng)，其特征在于:所述超臨界水氧化反應(yīng)系統(tǒng)的超臨界蒸汽經(jīng)過(guò)蒸發(fā)器換熱轉(zhuǎn)換成低溫含水氣體，后連接至壓力能回收裝置及氣液分離裝置，經(jīng)壓力能回收及氣液分離之后輸出純水和CO2，CO2與所述經(jīng)蒸發(fā)器結(jié)晶的無(wú)機(jī)鹽一同加入至光生物反應(yīng)器中參與藻類(lèi)培養(yǎng)，蒸發(fā)器剩余熱量輸送至光生物反應(yīng)器。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于微藻的多技術(shù)耦合凈化高鹽水系統(tǒng)，其特征在于:所述的濃縮池為設(shè)置有介電電泳膜系統(tǒng)的濃縮池，介電電泳膜系統(tǒng)包括多個(gè)介電電泳膜元件，每個(gè)介電電泳膜元件包括兩片膜片，及兩膜片之間的產(chǎn)水腔中設(shè)置的介電電泳電極組，介電電泳電極組分為分別連接電源的不同輸出端的兩組電極，不同組的電極間隔設(shè)置;所述光生物脫鹽電池的陽(yáng)極電極和陰極電極之間連接濃縮池介電電泳電極組的兩組電極，為濃縮池進(jìn)行供電。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于微藻的多技術(shù)耦合凈化高鹽水系統(tǒng)，其特征在于:所述的光生物反應(yīng)器為柱式、管式、板式、氣升式、開(kāi)放池或它們的組合，內(nèi)置底部多點(diǎn)式曝氣裝置。6.根據(jù)權(quán)利要求1或3或4所述的基于微藻的多技術(shù)耦合凈化高鹽水系統(tǒng)，其特征在于:所述光生物脫鹽電池的陽(yáng)極電極由碳纖維和鈦絲制成，所述光生物脫鹽電池的陰極電極上覆蓋涂抹碳鉑催化劑的導(dǎo)電碳布。7.根據(jù)權(quán)利要求1或3或4所述的基于微藻的多技術(shù)耦合凈化高鹽水系統(tǒng)，其特征在于:所述的光生物脫鹽電池的電容極板為活性碳布纖維電容極板。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于微藻的多技術(shù)耦合凈化高鹽水系統(tǒng)，其特征在于:所述光生物脫鹽電池的脫鹽室的電容組四周留有能使陽(yáng)極室中產(chǎn)生的質(zhì)子流動(dòng)至陰極室中參與氧化還原反應(yīng)的空間。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于微藻的多技術(shù)耦合凈化高鹽水系統(tǒng)，其特征在于:所述的陰極室的體積為陽(yáng)極室的1.5?2倍。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的基于微藻的多技術(shù)耦合凈化高鹽水系統(tǒng)，其特征在于:所述的陰極室、陽(yáng)極室、脫鹽室的體積比為1.55:1.0:0.9o11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于微藻的多技術(shù)耦合凈化高鹽水系統(tǒng)，其特征在于:所述陽(yáng)極膜采用兩張陽(yáng)離子交換膜交疊，陽(yáng)離子交換膜為透過(guò)率不小于90%的工業(yè)用電滲析陽(yáng)離子交換膜，厚度為0.2?0.5mm，爆破強(qiáng)度不小于0.3Mpa，所述絕緣層采用兩層塑料網(wǎng)交疊。
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型涉及基于微藻的多技術(shù)耦合凈化高鹽水系統(tǒng)，其高鹽水預(yù)處理裝置、光生物反應(yīng)器、濃縮池依次連接，濃縮池的液體輸出端連接光生物脫鹽電池的脫鹽室，陰極室的藻液輸出端連接濃縮池的入口；濃縮池的藻體輸出端、固態(tài)垃圾預(yù)處理裝置及污水預(yù)處理裝置均連接至漿化混合器進(jìn)行混合，漿化混合器的出口連接超臨界水氧化反應(yīng)系統(tǒng)中反應(yīng)器的物料入口；超臨界水氧化反應(yīng)系統(tǒng)的超臨界蒸汽出口連接蒸發(fā)器的熱蒸汽入口，超臨界水氧化反應(yīng)系統(tǒng)的濃鹽水出口及光生物脫鹽電池的濃縮液出口連接蒸發(fā)器的冷水入口。本實(shí)用新型耦合光生物反應(yīng)器、光合微生物脫鹽電池、超臨界水氧化反應(yīng)處理垃圾和廢水多套工藝，使各工藝的產(chǎn)物及能量能夠進(jìn)行內(nèi)循環(huán)，有效去除氮磷。
【IPC分類(lèi)】C02F9/14
【公開(kāi)號(hào)】CN205328802
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201521071576
【發(fā)明人】王冰, 陳偉艷, 郭仕鵬
【申請(qǐng)人】王冰
【公開(kāi)日】2016年6月22日
【申請(qǐng)日】2015年12月18日