[發明專利]同步回收鹽差能和污水中化學能的聯合脫鹽廢水處理系統

有效

• 申請號: 201910708840.6
• 申請日: 2019-08-01
• 公開（公告）號: CN110316913B
• 公開（公告）日: 2021-03-16
• 發明（設計）人: 李俊;胡琳彬;劉瀟繁;何源;程燚;蒲星武;任永春;劉浪;張涵琪;駱開杰;朱恂;廖強
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: C02F9/14
• 分類號: C02F9/14;H01M8/16;C02F101/30;C02F103/32
• 代理公司: 重慶市諾興專利代理事務所(普通合伙) 50239
• 代理人: 盧玲

1.一種同步回收鹽差能和污水中化學能的聯合脫鹽廢水處理系統，由微生物反向電滲析池（1）和電滲析池（2）組成，其特征在于：

所述微生物反向電滲析池（1）用于回收高濃度鹽廢水與低濃度鹽淡水間的鹽差能以及高濃度鹽廢水中有機物的化學能，并產生電能；

所述電滲析池（2）用于利用微生物反向電滲析池（1）產生的電能對高鹽廢水進行脫鹽；

所述微生物反向電滲析池包括陽極腔室（3）和陰極腔室（13），所述陽極腔室（3）和陰極腔室（13）由膜組（14）進行分隔；在陽極腔室（3）內設置有陽極碳刷（15），該陽極碳刷（15）的表面附著產電微生物；在陰極腔室（13）內設置有空氣陰極（12）；所述膜組（14）包括陰離子交換膜（8）、陽離子交換膜（9）、高濃度鹽廢水流道和低濃度鹽淡水流道；

所述電滲析池（2）內設置有第二陽離子交換膜（21）和第二陰離子交換膜（22），第二陰離子交換膜（22）和第二陽離子交換膜（21）將所述電滲析池（2）分隔為陽極室（6）、脫鹽腔室（7）和陰極室（16）；陰、陽極室內分別設置有陰極電極和陽極電極；陰極電極和陽極電極分別與微生物反向電滲析池（1）的陽極碳刷（15）和空氣陰極（12）連接，以接收微生物反向電滲析池（1）產生的電能；

高濃度鹽廢水和低濃度鹽淡水泵入膜組（14），分別沿高濃度鹽廢水流道和低濃度鹽淡水流道流動，由于高濃度鹽廢水和低濃度鹽淡水中鹽的濃度不同，產生的鹽差能使高濃度鹽廢水和低濃度鹽淡水中的陽離子通過陽離子交換膜進入陰極腔室(13)，陰離子通過陰離子交換膜進入陽極腔室(3)，陽離子和陰離子的定向運動產生電能；模組（14）回收鹽差能后排出的高濃度鹽廢水再進入所述電滲析池（2）的脫鹽腔室（7），脫鹽腔室（7）內的高濃度鹽廢水中的Na⁺和Cl^-分別通過第二陽離子交換膜（21）和第二陰離子交換膜（22），分別向陰極室（16）和陽極室（6）遷移，實現脫鹽處理；

高濃度鹽廢水進行脫鹽處理后得到低鹽廢水再泵入微生物反向電滲析池（1）的陽極腔室（3），為陽極碳刷（15）上附著的產電微生物提供有機物的同時被降解處理，得到的低鹽低有機物的廢水被排出；并且模組（14）中陽離子和陰離子的定向移動，其兩端產生的電勢差增強了離子的傳輸和電子在外電路的移動，充當了內電源的角色，以提高陽極碳刷（15）降解有機物的速率和產電性能；

所述聯合脫鹽廢水處理系統利用微生物反向電滲析池處理產生的高濃度鹽廢水，同時回收鹽差能和有機廢水中的化學能，實現廢水中化學能和鹽差能的同步回收；并將微生物反向電滲析池的電能應用于電滲析池，實現了電能的原位利用。

2.根據權利要求1所述的同步回收鹽差能和污水中化學能的聯合脫鹽廢水處理系統，其特征在于：

所述脫鹽腔室（7）設置有廢水電滲析進、出液口（19）；

所述膜組（14）設置有高濃度鹽廢水出口（4）、低濃度鹽淡水進口（5）、高濃度鹽廢水進口（10）和低濃度鹽淡水出口（11）；高濃度鹽廢水出口（4）與高濃度鹽廢水進口（10）通過膜組內設置的高濃度鹽廢水流道相連通，低濃度鹽淡水進口（5）與低濃度鹽淡水出口（11）通過膜組內設置的低濃度鹽淡水流道相連通。