一種電子調控的產電脫鹽處理含硫銨煉化廢水裝置及利用該裝置處理含硫銨煉化廢水的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及廢水處理及資源循環利用領域，特別是涉及一種電子調控的產電脫鹽處理含硫銨煉化廢水裝置及利用該裝置處理含硫銨煉化廢水的方法。
【背景技術】
[0002]環境問題與能源問題制約著人類社會的發展。由于我國工業的不斷發展，導致了工業用水量的急劇攀升，這無疑加重了水資源短缺這一危機。在化學工業生產中產生的大量化工廢水含有烴類物質以及其它難降解物質，如果不能妥善處置，勢必會造成受納環境的污染，威脅生態環境安全，危害人類及其它生物的健康，因此，化工廢水的處理成為始終困擾工業發展與人類生活的難題。與此同時，人類賴以生存的化石能源日漸枯竭，在化石能源的開采利用過程中也加重了環境問題，因此，尋找可持續的清潔能源成為了解決能源危機的一條出路。化工廢水在處理的過程中同樣需要耗散一定的能源，其中所蘊含的有機物物質被降解轉化也成為了一種資源的浪費。因此，化工廢水處理與產生能源相結合為化工廢水的處理提供了新的思路與發展方向。生物電化學系統是利用微生物降解有機物，將化學能轉化為電能的的電化學裝置。微生物脫鹽電池(MDC)在陽極室和陰極室之間添加陰離子交換膜與陽離子交換膜，在兩極之間形成了脫鹽室。在功能上，MDC實現了污染物降解，產電，脫鹽的三種功效。在本發明中，MDC用于降解含硫銨煉化廢水。
【發明內容】
[0003]本發明是要解決現有工業廢水處理難度大，生物化學處理難且工業廢水中能源浪費的問題，而提供一種電子調控的產電脫鹽處理含硫銨煉化廢水裝置及利用該裝置處理含硫銨煉化廢水的方法。
[0004]本發明的一種電子調控的產電脫鹽處理含硫銨煉化廢水裝置包括陽極室1、陽極碳刷2、陰離子交換膜3、脫鹽室4、陽離子交換膜5、陰極碳刷6、陰極室7、參比電極8、外電阻9和曝氣裝置16 ;所述脫鹽室4設置在陽極室1和陰極室7之間，所述脫鹽室4的左側與陽極室1的右側通過陰離子交換膜3相隔，所述脫鹽室4的右側與陰極室7的左側通過陽離子交換膜5相隔；所述陽極室1內設置有陽極碳刷2，所述陽極室1的左側上方設置有第一出水口 10，所述陽極室1的左側下方設置有第一進水口 11，所述參比電極8貫穿于陽極室1的上壁設置在陽極室1內；所述陰極室7內設置有陰極碳刷6，所述陰極室7的右側上方設置有第二出水口 12，所述陰極室7的右側下方設置有第二進水口 13，所述陰極室7的底部設置有曝氣裝置16 ;所述陽極碳刷2通過導線與外電阻9的一端相連，所述陰極碳刷6通過導線與外電阻9的另一端相連；所述脫鹽室4的頂部設置有第三出水口 15，所述脫鹽室4的底部設置有第三進水口 14。
[0005]本發明的一種利用電子調控的產電脫鹽處理含硫銨煉化廢水裝置處理含硫銨煉化廢水的方法具體是按以下步驟進行:
[0006]—、向陽極室1和陰極室7中分別注入具有煉化廢水降解能力的活性污泥，然后再分別向陽極室1和陰極室7加入含硫銨煉化廢水至蓄滿，陽極室1密封24h，陰極室7通過曝氣裝置16持續曝氣24h，然后將陽極室1和陰極室7中的含硫銨煉化廢水排出；
[0007]二、采用外電阻9將陽極碳刷2和陰極碳刷6相連，然后向陽極室1和陰極室7分別加入PBS緩沖液至濃度為20ppm、加葡萄糖至濃度為50mg/L?500mg/L，再分別向陽極室1和陰極室7加入含硫銨煉化廢水至蓄滿，開始產生電流輸出，每當電壓下降至50mV時，將陽極室1和陰極室7中的含硫銨煉化廢水排出；
[0008]三、重復操作步驟二 10?15天后，陽極室1內生成厭氧產電生物膜，陰極室7內生成好氧產電生物膜，然后將陽極室1和陰極室7中的含硫銨煉化廢水排出，斷開通過外電阻9連接的陽極碳刷2和陰極碳刷6 ;
[0009]四、向陽極室1中加入含硫銨煉化廢水至蓄滿，水力停留1?10天后，得到經陽極處理后的廢水；將經陽極處理后的廢水全部通入到陰極室7中，陰極室7通過曝氣裝置16持續曝氣，水力停留1?10天后，得到經陰極處理后的廢水；
[0010]五、將經陰極處理后的廢水通入到脫鹽室4中，然后重復操作步驟四，使得陰極室7中充滿經陽極處理后的廢水，然后再向陽極室1中加入含硫銨煉化廢水至蓄滿，水力停留1?10天后，采用外電阻9將陽極碳刷2和陰極碳刷6相連，然后將脫鹽室4中經陰極處理后的廢水向外排出，得到脫鹽后的廢水，即完成含硫銨煉化廢水的處理；
[0011]步驟一中所述含硫銨煉化廢水的C0D為1400mg/L?1500mg/L、B0D5S 200mg/L?300mg/L、氨氮為 500mg/L ?600mg/L、硫錢含量為 300mg/L ?400mg/L ；
[0012]步驟四中所述經陽極處理后的廢水的C0D為700mg/L?800mg/L、BOD# 150mg/L ?250mg/L、氨氮為 400mg/L ?500mg/L、硫錢含量為 200mg/L ?300mg/L ；
[0013]步驟四中所述經陰極處理后的廢水的C0D為300mg/L?400mg/L、BOD# 100mg/L ?200mg/L、氨氮為 50mg/L ?100mg/L、硫錢含量為 50mg/L ?100mg/L ；
[0014]步驟五中所述脫鹽后的廢水的C0D為250mg/L?300mg/L、B0D5S 50mg/L?100mg/L、氨氮為 20mg/L ?50mg/L、硫錢含量為 10mg/L ?80mg/L。
[0015]本發明原理:通過陽極與陰極之間產生的電子能為動力輸出，促使廢水中的陽離子通過陰離子交換膜向陽極室轉移，陰離子通過陽離子交換膜向陰極室轉移，達到脫除鹽分并回收對硫胺廢水進行了凈化處理。
[0016]本發明的有益效果是:
[0017]本發明采用MDC用于降解含硫銨煉化廢水，陽極室降解有機物，陰極室處理廢水，脫鹽室進行高效脫鹽，實現了污染物降解，產電，脫鹽的三種功效。對有毒有害物質處理的同時，獲得穩定的電能輸出。本發明將厭氧生物處理和好氧生物處理與MDC工藝相結合，并將其應用于含硫銨煉化廢水的處理上。實現對有毒有害物質處理的同時，整個處理過程不需要外加能量，能夠獲得穩定的電能輸出，同時可以實現對含鹽污水脫鹽回收的目的。
[0018]本發明能夠在啟動24h后實現電流穩定輸出。輸出電壓一直穩定在750?850mV之間。
【附圖說明】
[0019]圖1為一種電子調控的產電脫鹽處理含硫銨煉化廢水裝置的結構示意圖；
[0020]圖2為實施例一利用電子調控的產電脫鹽處理含硫銨煉化廢水裝置處理含硫銨煉化廢水時的C0D降解曲線；其中1為經陽極室處理，2為經陰極室處理；
[0021]圖3為實施例一利用電子調控的產電脫鹽處理含硫銨煉化廢水裝置處理含硫銨煉化廢水時電池極化曲線；其中1為電池電壓，2為功率密度；
[0022]圖4為實施例一利用電子調控的產電脫鹽處理含硫銨煉化廢水裝置處理含硫銨煉化廢水時電池電壓輸出的變化曲線；
[0023]圖5為實施例一利用電子調控的產電脫鹽處理含硫銨煉化廢水裝置處理含硫銨煉化廢水時脫鹽曲線。
【具體實施方式】
[0024]【具體實施方式】一:結合圖1說明本實施方式，本實施方式一種電子調控的產電脫鹽處理含硫銨煉化廢水裝置包括陽極室1、陽極碳刷2、陰離子交換膜3、脫鹽室4、陽離子交換膜5、陰極碳刷6、陰極室7、參比電極8、外電阻9和曝氣裝置16 ;所述脫鹽室4設置在陽極室1和陰極室7之間，所述脫鹽室4的左側與陽極室1的右側通過陰離子交換膜3相隔，所述脫鹽室4的右側與陰極室7的左側通過陽離子交換膜5相隔；所述陽極室1內設置有陽極碳刷2，所述陽極室1的左側上方設置有第一出水口 10，所述陽極室1的左側下方設置有第一進水口 11，所述參比電極8貫穿于陽極室1的上壁設置在陽極室1內；所述陰極室7內設置