申請(qǐng)日2016.05.28
公開(公告)日2016.12.07
IPC分類號(hào)C02F9/14
摘要
本實(shí)用新型公開了一種火電廠脫硫廢水的生物處理系統(tǒng)，包括內(nèi)含堿性藥劑的廢水調(diào)節(jié)池、提升泵、微生物燃料電池和人工濕地;廢水調(diào)節(jié)池設(shè)有進(jìn)水口和出水口，廢水調(diào)節(jié)池的出水口通過管路連接所述提升泵的進(jìn)水口，所述提升泵的出水口通過管路連接所述微生物燃料電池的進(jìn)水口;所述微生物燃料電池的出水口通過管路連接所述人工濕地的進(jìn)水口;人工濕地連接有出水口;人工濕地的頂部低于微生物燃料電池的底部。本實(shí)用新型占地面積小、建造成本低、能夠?qū)痣姀S廢水進(jìn)行處理并使廢水達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，處理過程能夠產(chǎn)生電能、處理過程無二次污染。
摘要附圖
權(quán)利要求書
1.火電廠脫硫廢水的生物處理系統(tǒng)，其特征在于：包括內(nèi)含堿性藥劑的廢水調(diào)節(jié)池、提升泵、微生物燃料電池和人工濕地;
廢水調(diào)節(jié)池設(shè)有進(jìn)水口和出水口，廢水調(diào)節(jié)池的出水口通過管路連接所述提升泵的進(jìn)水口，所述提升泵的出水口通過管路連接所述微生物燃料電池的進(jìn)水口;所述微生物燃料電池的出水口通過管路連接所述人工濕地的進(jìn)水口;人工濕地連接有出水口;人工濕地的頂部低于微生物燃料電池的底部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的火電廠脫硫廢水的生物處理系統(tǒng)，其特征在于：所述微生物燃料電池包括筒體，筒體底端向下連接有上大下小的喇叭形進(jìn)水部，進(jìn)水部的底端設(shè)有進(jìn)水口，該進(jìn)水口作為微生物燃料電池的進(jìn)水口;進(jìn)水部的頂端設(shè)有用于布水的孔板;所述孔板上由下向上依次設(shè)有第一礫石層、陽極電極層、第二礫石層和空氣陰極電極層;所述筒體頂部外側(cè)壁沿周向設(shè)有環(huán)形的筒體集水槽，筒體集水槽的出水口作為微生物燃料電池的出水口，第一礫石層處的筒體側(cè)壁和第二礫石層處的筒體側(cè)壁分別連接有兩個(gè)取樣口。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的火電廠脫硫廢水的生物處理系統(tǒng)，其特征在于：所述陽極電極層由活性炭層包埋鈦絲網(wǎng)構(gòu)成;
所述空氣陰極電極層由活性炭層包埋不銹鋼絲網(wǎng)構(gòu)成;所述鈦絲網(wǎng)與所述不銹鋼絲網(wǎng)之間連接有直徑為0.8毫米的鈦導(dǎo)線。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的火電廠脫硫廢水的生物處理系統(tǒng)，其特征在于：所述人工濕地包括池體，池體底面設(shè)有3%的坡度且其上鋪設(shè)有防滲層;以水流方向?yàn)榍跋颍伢w內(nèi)由前至后間隔設(shè)有兩道相互平行的布水墻，布水墻將池體由前至后分隔為第一腔、第二腔和第三腔;所述布水墻中空設(shè)置并設(shè)有若干開口向前的出水口;
第一腔底部的防滲層上設(shè)有一腔填料層，一腔填料層采用料徑為80-100毫米的礫石;一腔填料層的底部設(shè)有布水管，布水管后端連接有濕地進(jìn)水管，濕地進(jìn)水管的進(jìn)水口作為人工濕地的進(jìn)水口;布水管上設(shè)有若干開口向上的布水孔;
第二腔底部的防滲層上設(shè)有二腔填料層，二腔填料層由下至上包括有粒徑為50-80毫米的大顆粒石子層、粒徑為20-40毫米的中顆粒石子層和粒徑為5-10毫米的石英砂層;
第三腔底部的防滲層上設(shè)有三腔填料層，三腔填料層由下至上包括有粒徑為50-80毫米的大顆粒石子層、粒徑為20-40毫米的中顆粒石子層和粒徑為5-10毫米的石英砂層;
一腔填料層、二腔填料層和三腔填料層頂部均設(shè)有覆土層，第三腔頂部的覆土層栽種有蘆葦;
所述一腔填料層頂部設(shè)有一腔集水槽，一腔集水槽與第一腔與第二腔之間的布水墻的頂部相連通;所述二腔填料層頂部設(shè)有二腔集水槽，二腔集水槽與第二腔與第三腔之間的布水墻的頂部相連通;
所述池體的前側(cè)壁內(nèi)設(shè)有出水通道，所述三腔填料層頂部設(shè)有三腔集水槽，三腔集水槽與所述出水通道相連通;池體前側(cè)壁底部連接有朝前設(shè)置的出水口，該出水口作為人工濕地的出水口。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的火電廠脫硫廢水的生物處理系統(tǒng)，其特征在于：第一腔頂部的覆土層的厚度為一腔填料層的五分之一，第二腔頂部的覆土層的厚度為二腔填料層的四分之一，第三腔頂部的覆土層的厚度為三腔填料層的四分之一。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的火電廠脫硫廢水的生物處理系統(tǒng)，其特征在于：所述濕地進(jìn)水管穿過所述池體的后側(cè)壁。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的火電廠脫硫廢水的生物處理系統(tǒng)，其特征在于：所述鈦導(dǎo)線上設(shè)有外接電阻。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的火電廠脫硫廢水的生物處理系統(tǒng)，其特征在于：所述生物燃料電池3與人工濕地4之間的管路5連接有回流管，生物燃料電池3與提升泵之間的管路連接所述回流管的另一端。
說明書
火電廠脫硫廢水的生物處理系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于廢水處理領(lǐng)域，涉及一種火電廠脫硫廢水的生物處理系統(tǒng)，用于火力發(fā)電廠濕法煙氣脫硫廢水處理。
背景技術(shù)
目前，濕法煙氣脫硫技術(shù)主要包括石灰石-石膏、鈉基法、海水法、氨法等。在石灰石-石膏濕法煙氣脫硫系統(tǒng)中，為維持系統(tǒng)氯離子平衡，保證脫硫效率，使系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，必須外排一定量的廢水。因脫硫廢水中含有大量溶解鹽、固體懸浮物、重金屬離子及難降解有機(jī)物等有害污染物，不能直接排放。目前，通常的脫硫廢水處理方法有化學(xué)沉淀法和蒸發(fā)濃縮法。
化學(xué)沉淀法可以有效減少脫硫廢水中的SS、F-、重金屬離子等，不過此方法處理后的含鹽量仍然很高，使廢水難以回收且不能達(dá)標(biāo)排放。蒸發(fā)濃縮能夠使脫硫廢水分離成為高質(zhì)量的水或水蒸氣以及固體廢棄物，但投資較高，限制了此方法的應(yīng)用。
微生物燃料電池的原理是利用酶或者微生物作為陽極催化劑，通過其代謝作用將有機(jī)物中的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化成電能。它屬于生物質(zhì)能利用技術(shù)中的生物化學(xué)轉(zhuǎn)化技術(shù)，將生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為電能。將微生物燃料電池應(yīng)用到污水處理中，在處理污水的同時(shí)獲得電能，是緩解當(dāng)前能源危機(jī)和污水污染問題的有效途徑，也是環(huán)境能源領(lǐng)域的熱點(diǎn)研究課題之一。
人工濕地是利用填料、植物和微生物的物理、化學(xué)、生物化學(xué)等過程協(xié)同作用來完成污水的凈化，其作用機(jī)理包括吸附、滯留、過濾、氧化還原、沉淀、微生物分解、轉(zhuǎn)化、殘留物積累以及各類原生動(dòng)物和后生動(dòng)物的作用，是一種環(huán)境友好型污水處理方法。
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于提供一種占地面積小、建造成本低、能夠?qū)痣姀S廢水進(jìn)行處理并使廢水達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，處理過程能夠產(chǎn)生電能、處理過程無二次污染的火電廠脫硫廢水的生物處理系統(tǒng)。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的火電廠脫硫廢水的生物處理系統(tǒng)包括內(nèi)含堿性藥劑的廢水調(diào)節(jié)池、提升泵、微生物燃料電池和人工濕地;
廢水調(diào)節(jié)池設(shè)有進(jìn)水口和出水口，廢水調(diào)節(jié)池的出水口通過管路連接所述提升泵的進(jìn)水口，所述提升泵的出水口通過管路連接所述微生物燃料電池的進(jìn)水口;所述微生物燃料電池的出水口通過管路連接所述人工濕地的進(jìn)水口;人工濕地連接有出水口;人工濕地的頂部低于微生物燃料電池的底部。
所述微生物燃料電池包括筒體，筒體底端向下連接有上大下小的喇叭形進(jìn)水部，進(jìn)水部的底端設(shè)有進(jìn)水口，該進(jìn)水口作為微生物燃料電池的進(jìn)水口;進(jìn)水部的頂端設(shè)有用于布水的孔板;所述孔板上由下向上依次設(shè)有第一礫石層、陽極電極層、第二礫石層和空氣陰極電極層;所述筒體頂部外側(cè)壁沿周向設(shè)有環(huán)形的筒體集水槽，筒體集水槽的出水口作為微生物燃料電池的出水口。第一礫石層處的筒體側(cè)壁和第二礫石層處的筒體側(cè)壁分別連接有兩個(gè)取樣口。
所述陽極電極層由活性炭層包埋鈦絲網(wǎng)構(gòu)成;
所述空氣陰極電極層由活性炭層包埋不銹鋼絲網(wǎng)構(gòu)成;所述鈦絲網(wǎng)與所述不銹鋼絲網(wǎng)之間連接有直徑為0.8毫米的鈦導(dǎo)線。
所述人工濕地包括池體，池體底面設(shè)有3%的坡度且其上鋪設(shè)有防滲層;以水流方向?yàn)榍跋�，池體內(nèi)由前至后間隔設(shè)有兩道相互平行的布水墻，布水墻將池體由前至后分隔為第一腔、第二腔和第三腔;所述布水墻中空設(shè)置并設(shè)有若干開口向前的出水口;
第一腔底部的防滲層上設(shè)有一腔填料層，一腔填料層采用料徑為80-100毫米的礫石;一腔填料層的底部設(shè)有布水管，布水管后端連接有濕地進(jìn)水管，濕地進(jìn)水管的進(jìn)水口作為人工濕地的進(jìn)水口;布水管上設(shè)有若干開口向上的布水孔;
第二腔底部的防滲層上設(shè)有二腔填料層，二腔填料層由下至上包括有粒徑為50-80毫米的大顆粒石子層、粒徑為20-40毫米的中顆粒石子層和粒徑為5-10毫米的石英砂層;
第三腔底部的防滲層上設(shè)有三腔填料層，三腔填料層由下至上包括有粒徑為50-80毫米的大顆粒石子層、粒徑為20-40毫米的中顆粒石子層和粒徑為5-10毫米的石英砂層;
一腔填料層、二腔填料層和三腔填料層頂部均設(shè)有覆土層，第三腔頂部的覆土層栽種有蘆葦;
所述一腔填料層頂部設(shè)有一腔集水槽，一腔集水槽與第一腔與第二腔之間的布水墻的頂部相連通;所述二腔填料層頂部設(shè)有二腔集水槽，二腔集水槽與第二腔與第三腔之間的布水墻的頂部相連通;
所述池體的前側(cè)壁內(nèi)設(shè)有出水通道，所述三腔填料層頂部設(shè)有三腔集水槽，三腔集水槽與所述出水通道相連通;池體前側(cè)壁底部連接有朝前設(shè)置的出水口，該出水口作為人工濕地的出水口。
第一腔頂部的覆土層的厚度為一腔填料層的五分之一，第二腔頂部的覆土層的厚度為二腔填料層的四分之一，第三腔頂部的覆土層的厚度為三腔填料層的四分之一。
所述濕地進(jìn)水管穿過所述池體的后側(cè)壁。
所述鈦導(dǎo)線上設(shè)有外接電阻。
所述生物燃料電池3與人工濕地4之間的管路5連接有回流管，生物燃料電池3與提升泵之間的管路連接所述回流管的另一端。
其中，廢水調(diào)節(jié)池的進(jìn)水口連接產(chǎn)生脫硫廢水的裝置的出口，用于收集脫硫廢水、調(diào)節(jié)廢水的酸堿性、沉淀澄清及控制所述廢水調(diào)節(jié)池出水口處的水量;提升泵用于將所述廢水調(diào)節(jié)池中的水送入微生物燃料電池;所述微生物燃料電池用于去除廢水中的難降解有機(jī)物及去除、富集廢水中的重金屬;所述人工濕地用于去除廢水中的COD、無機(jī)懸浮物(SS)及殘留重金屬等。廢水調(diào)節(jié)一般使用堿性藥劑，主要有NaOH、CaCO3、石灰等。
微生物燃料電池的工作原理是：廢水進(jìn)入微生物燃料電池，經(jīng)布水用孔板均勻進(jìn)入第一礫石層、陽極電極層、第二礫石層和空氣陰極電極層后流入集水槽，部分出水回流至微生物燃料電池進(jìn)水口;接種的厭氧污泥中產(chǎn)電菌促成電流的產(chǎn)生，同時(shí)輸出電壓，使得土壤中的重金屬在內(nèi)部電場(chǎng)的作用下發(fā)生遷移，且方向?yàn)閺年枠O電極層向空氣陰極電極層移動(dòng)，并在空氣陰極電極層富集;陽極電極層富集的產(chǎn)電菌降解有機(jī)物產(chǎn)生質(zhì)子和電子，電子一部分用于還原難降解有機(jī)物，一部分傳入陽極，經(jīng)外接電路至空氣陰極電極層，質(zhì)子隨反應(yīng)器內(nèi)溶液至空氣陰極電極層，在氧氣的參與下，發(fā)生電極反應(yīng)生成水，完成重金屬富集、難降解有機(jī)物去除及產(chǎn)電的全過程。
廢水經(jīng)布水管均勻流入第一腔，向上流動(dòng)匯入一腔集水槽，由一腔集水槽進(jìn)入第一腔與第二腔中間的布水墻，均勻分配后向前水平流入第二腔，匯入二腔集水槽后進(jìn)入第二腔與第三腔中間的布水墻，均勻分配后向前水平流入第三腔，匯入三腔集水槽后通過出水通道和人工濕地的出水口流出人工濕地。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)：
1)現(xiàn)有化學(xué)沉淀法處理后的廢水含鹽量仍然很高，廢水難以回收且不能達(dá)標(biāo)排放;現(xiàn)有蒸發(fā)濃縮法但投資較高，應(yīng)用受到限制。本實(shí)用新型構(gòu)造簡(jiǎn)單、操作方便、施工造價(jià)低、處理效果好;
2)現(xiàn)有技術(shù)以化學(xué)方法為主，所用藥劑易造成二次污染，本發(fā)明采用生物方法，無二次污染，環(huán)境友好;
3)現(xiàn)有技術(shù)后期運(yùn)行電耗較大、運(yùn)行費(fèi)用高，本發(fā)明在處理脫硫廢水同時(shí)產(chǎn)生電能，實(shí)現(xiàn)了能源的回收利用;
4)現(xiàn)有技術(shù)占地面積大，一般需要獨(dú)立廠房，本發(fā)明占地面積小，景觀效果好。
