一种选择性处理复杂废水的菌丝滤膜装置及处理工艺的制作方法

专利2022-06-29  47


本发明涉及废水/废液处理与资源化技术领域,特别涉及一种菌丝功能化改性制备选择性处理复杂废水的菌丝滤膜装置及处理废水/废液的工艺。



背景技术:

随着现代工业的快速发展,重金属、有机复杂废水所带来的问题日益突出。化工、冶炼行业技术升级产生了更多复杂的、多形态、多组分的重金属有机配合废水,该类废水具有高毒性、生物难降解和伴挥发特性,由于其组分、形态复杂,处理难度极大。

目前,重金属有机废水污染防控形势严峻。据报道,江河湖库底质的污染率高达80.1%。黄河、淮河、松花江等十大流域的流域片重金属超标断面的污染程度均为超ⅴ类。苏州河中pb全部超标,cd为75%超标,hg为62.5%超标。城市河流有35.11%的河段出现总汞超过地表水iii类水体标准,18.46%的河段面总镉超过ⅲ类水体标准,25%的河段有总铅的超标样本出现。葫芦岛市乌金塘水库钼浓度最高超标准值13.7倍。全国近岸海域海水样品中铅的超标率达62.9%,最大值超一类海水标准49.0倍;铜的超标率为25.9%,汞和镉的含量也有超标现象。

现行工业废水处理工艺大多采用较为传统的沉淀法,其主要由硫化处理工序、石膏中和工序、铁盐氧化工序组合而成。为了保证重金属的去除率,在用沉淀法处理含重金属废水时,往往需要投加过量的硫化物,过量的硫化物在酸性条件下会生成硫化氢气体,硫化氢气体为剧毒,容易对人身产生伤害。这些硫化氢气体主要存在于沉淀法处理后的污泥中,导致生成的重金属硫化物脱水困难。此外,污泥中还含有大量的砷,铜等重金属离子,如果不能及时处理污泥废渣会发生渗滤,使重金属渗入地下水体中,引起二次污染问题。另外,沉淀法消耗的原料和产生的废渣量非常大,造成物料运输困难,石灰石预处理设备庞大、占地面积大;生成石膏的强度不够,且含有重金属等有毒物质,使得石膏难以利用,造成了资源的浪费。使得水处理设施设备庞大,组合而成的水处理系统庞大繁杂,而且不涉及重金属的回收与资源化处理。

因此,基于上述问题,本发明采用廉价、低成本、可大规模培养的真菌菌丝生物体作为基础材料,通过使用对污染物具有特定配合功能的有机基团对其进行表面处理,得到一种具有选择吸附性能的多孔状膜组件及其回收处理装置,实现复杂废水/废液中的污染物梯级浓缩与分离,可从源头上降低排放总量并便于污染物的后续资源化。该装置技术可靠、经济合理、去除率高、无二次污染,在重金属、有机染料污染防控处理中有着非常重要的意义。



技术实现要素:

本发明提供了一种选择性处理复杂废水的菌丝滤膜装置及处理工艺,其目的是为了在去除废水中污染物的同时实现废水中有价资源的分类富集,便于后续的处理和回收,减少资源的浪费及环境污染。

为了达到上述目的,本发明提供如下技术方案:

一种选择性处理复杂废水的菌丝滤膜装置,其特征在于,所述装置包括一个选择性废水处理装置或多个不同类型的选择性废水处理装置经串联组成;所述选择性废水处理装置包括菌丝滤膜反应罐、富集系统、梯级回收系统和可变直流电源;

所述菌丝滤膜反应罐从上到下依次包括第一直流电源极板、菌丝滤膜、填料层和第二直流电源极板;其中,第一直流电源极板与菌丝滤膜以及填料层相互接触,为菌丝滤膜和填料层补给或剥夺电子;第二直流电源极板与填料层不接触,为填料层与第二极板提供驱动电场;第一直流电源极板与第二直流电源极板分别与可变直流电源连接;

所述富集系统包括废水储槽,所述废水储槽经第一水泵和第一单向阀连接菌丝滤膜反应罐的下端,废水/废液自废水储槽经第一水泵和第一单向阀输送至菌丝滤膜反应罐进行吸附;所述菌丝滤膜反应罐的上端经第二阀门与废水储槽连接;经吸附后的废水自菌丝滤膜反应罐经第二阀门回到废水储槽;

所述梯级回收系统包括淋洗液储槽,所述淋洗液储槽经第二水泵和第二单向阀连接菌丝滤膜反应罐的上端,淋洗液自淋洗液储槽经第二水泵和第二单向阀进入菌丝滤膜反应罐进行淋洗;所述菌丝滤膜反应罐的底端经第一阀门与淋洗液储槽连接,淋洗液自菌丝滤膜反应罐经第一阀门回到淋洗液储槽。

优选地,所述可变直流电源的正负极可根据污染物离子或污染物胶粒的电荷类型进行正负切换。

优选地,所述的菌丝滤膜由灭活的黑曲霉菌丝经表面处理、过滤和洗涤后制成,所述表面处理具体根据预处理的污染物类型选择对应的有机基团母液和无机盐母液与黑曲霉菌丝进行混合;所述菌丝滤膜可选择性吸收至少一种重金属、有机物或阴离子。

优选地,所述填料层由菌丝滤膜和活性炭或合成树脂组成。

优选地,所述菌丝滤膜反应罐还包括整流板,所述整流板安装在废水入口的上方,能调整水流和阻挡泥沙大颗粒进入填料层。

优选地,所述菌丝滤膜反应罐的顶端安装有压力排气阀,当菌丝滤膜反应罐内压力大于预设定值时,气体经所述压力排气阀排出。

本发明还提供一种采用上述装置处理废水/废液的工艺,包括如下步骤:

(1)将废水/废液置于废水储槽内,开启第二阀门、第一水泵与第一单向阀,废水/废液自废水储槽进入菌丝滤膜反应罐下端;

(2)开启可变直流电源,污染物离子或胶粒将在电场驱动下快速向菌丝滤膜和填料层表面迁移,净化后废水返回至废水储槽,至废水污染物浓度低于预设定限值;

(3)至填料罐填料层吸附沉积平衡后,关闭第二阀门、第一水泵与第一单向阀,并开启第一阀门、第二水泵与第二单向阀,淋洗液自淋洗液储槽进入菌丝滤膜反应罐顶部;

(4)切换可变直流电源的正负极,菌丝滤膜和填料层上的沉积物在洗涤液和反向电场的驱动下脱附至淋洗液中,随淋洗液返回至淋洗液储槽,当淋洗液中的污染物含量高于预设值时更换淋洗液,分离回收资源。

优选地,当所述菌丝滤膜反应罐中的菌丝滤膜所吸收的污染物以阳离子或阳离子胶粒形式存在时,步骤(2)中可变直流电源的阴极连接第一直流电源极板,阳极连接第二直流电源极板;步骤(4)中所述可变直流电源的阳极连接第一直流电源极板,阴极连接第二直流电源极板。

优选地,当所述菌丝滤膜反应罐中的菌丝滤膜所吸收的污染物以阴离子或阴离子胶粒的形式存在时,步骤(2)中可变直流电源的阳极连接第一直流电源极板,阴极连接第二直流电源极板;步骤(4)中所述可变直流电源的阴极连接第一直流电源极板,阳极连接第二直流电源极板。

优选地,所述淋洗液由盐酸溶液、次氯酸溶液和高氯酸双氧水溶液中的一种或多种组成,浓度为5~10%。

优选地,所述淋洗液淋洗一个循环的时间为5~10min。

本发明的上述方案有如下的有益效果:

一、用本发明提供的选择性处理复杂废水的菌丝滤膜装置对废水/废液处理包括如下有益效果:

1、沉积污染物离子/带电污染物胶团时,驱动力大于常规吸附、沉积速率高。本发明中的沉积驱动力包括菌丝滤膜表面基团的共价配位、电场驱动迁移和填料层范德华力吸附。

(1)当菌丝滤膜反应罐中吸附的污染物以阴离子或阴离子胶团形式存在时,可变直流电源的阳极与第一直流电源极板连接,第一直流电源极板与菌丝滤膜和填料层直接接触,剥夺大量的电子,使得阴离子氧化沉积和部分有机污染物氧化降解,可变电流电源的阴极与第二直流电源极板连接,第二直流电源极板与填料层不接触,此时第一直流电源极板与第二直流电源极板以及填料层之间形成三维电极电场驱动力,驱动阴离子和阴离子胶粒向填料层和菌丝滤膜表面沉积富集,加快了迁移沉积与离子交换速率。

(2)当菌丝滤膜反应罐中吸附的污染物以阳离子或阳离子胶粒形式存在时,可变直流电源的阴极与第一直流电源极板连接,第一直流电源极板与菌丝滤膜和填料层直接接触,提供大量的电子,使得阳离子和阳离子胶粒沉积还原;可变电流电源的阳极与第二直流电源极板连接,第二直流电源极板与填料层不接触,此时第一直流电源极板与第二直流电源极板以及填料层之间形成三维电极电场驱动力,驱动阳离子或阳离子胶粒向填料层和菌丝滤膜表面富集沉积,由于多驱动力的作用同样也加快了迁移沉积与离子交换速率。

2、整流板有利于水流的稳定和大颗粒的惯性沉降。整流板安装在重金属废水入口的上方,特殊的结构可以阻挡重金属废水中的大颗粒泥沙进入填料层,具有稳流和惯性力去除重金属废水中的泥沙的作用,防止了填料层被泥沙阻塞,同时也降低填料层因为水体冲击造成的损伤。

3、菌丝滤膜提供了多种类型的修饰基团,能够针对性的捕获不同类型的重金属、有机物或阴离子。菌丝滤膜改性后的表面具有各种类型的活性位点,具有范德华力、离子键及多基团共价键构成能够高效的捕获某类特征污染物。

4、选择性处理复杂废水的菌丝滤膜装置可以多组串联使用组成不同的重金属废水处理装置,并在使用不同改性剂改性的菌丝填料,以实现在不同罐体回收液中富集不同类型的重金属、有机物和离子的功能,为后续的资源化回收提供便利。

二、用本发明提供的选择性处理复杂废水的菌丝滤膜装置对污染物进行反向脱附包括如下有益效果:

1、反向脱附时切换可变直流电源,菌丝滤膜表面沉积的污染物在洗涤液的循环和电场的驱动力共同作用下能够更有效、更迅速的分离。

(1)当对菌丝滤膜反应罐中所吸附的阴离子或阴离子胶粒进行洗涤和脱附时,切换可变直流电源16至其阴极与第一直流电源极板2连接,其阳极与第二直流电源极板5连接;此时电流反向,在淋洗液洗涤和电场驱动的共同作用下,阴离子污染物或阴离子胶粒进入淋洗液中。

(2)当对菌丝滤膜反应罐中所吸附的阳离子污染物或阳离子胶粒进行洗涤和脱附时,切换可变直流电源16至其阳极与第一直流电源极板2连接,其阴极与第二直流电源极板5连接;此时电流反向,在淋洗液洗涤和电场驱动的共同作用下,阳离子污染物或阳离子胶粒进入淋洗液中。

2、淋洗液根据不同的重金属、有机物与污染离子类型进行配置主要是盐酸、次氯酸、氢氧化钠等无机试剂的一种或多种,可用高浓度极少量的淋洗液完成洗涤,提高了交换效率,淋洗液中重金属的浓度更高,降低了回收重金属的成本,减少资源的浪费。

3、本发明淋洗过程中为密闭系统,无二次污染。

附图说明

图1为本发明的选择性处理复杂废水的菌丝滤膜装置结构图。

附图说明:1、菌丝滤膜反应罐;2、第一直流电源极板;3、菌丝滤膜;4、填料层;5、第二直流电源极板;6、整流板;7、第一单向阀;8、第一水泵;9、第一阀门;10、第二单向阀;11、第二水泵;12、第二阀门;13、第三阀门(压力排气阀);14、第四阀门;15、第五阀门;16、可变直流电源;17、废水储槽;18、淋洗液储槽。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚,下面将结合具体实施例进行详细描述。

实施例1

如图1所示,本发明的实施例提供了一种选择性处理复杂废水的菌丝滤膜装置。所述装置包括一个选择性处理复杂废水的菌丝滤膜装置,所述选择性重金属废水处理装置包括菌丝滤膜反应罐1、富集系统、梯级回收系统和可变直流电源16。

所述菌丝滤膜反应罐1从上到下依次包括第一直流电源极板2、菌丝滤膜3、填料层4和第二直流电源极板5;其中,菌丝滤膜3为选择性吸收某一种或多种特征污染物的菌丝滤膜;第一直流电源极板2与菌丝滤膜3以及填料层4相互接触;第二直流电源极板5与填料层4不接触;第一直流电源极板2与第二直流电源极板5分别与可变直流电源16连接。所述可变直流电源的正负极可进行切换。

具体的,当菌丝滤膜反应罐1中吸附的污染物以阴离子或阴离子胶粒形式存在时,可变直流电源16的阳极与第一直流电源极板2连接,第一直流电源极板2与菌丝滤膜3和填料层4直接接触,剥夺大量的电子,使得重金属阴离子氧化沉积或部分易降解有机物氧化分解,可变电流电源16的阴极与第二直流电源极板5连接,第二直流电源极板5与填料层4不接触,此时第一直流电源极板2与第二直流电源极板5以及填料层4之间形成三维电极电场驱动力,驱动阴离子污染物和阴离子胶粒向填料层4和菌丝滤膜3表面富集沉积,加快了迁移沉积与离子交换速率。

当菌丝滤膜反应罐1中吸附的污染物以阳离子或阳离子胶粒形式存在时,可变直流电源16的阴极与第一直流电源2极板连接,第一直流电源极板2与菌丝滤膜3和填料层4直接接触,提供大量的电子,使得阳离子或阳离子胶粒沉积还原;可变电流电源16的阳极与第二直流电源极板5连接,第二直流电源极板5与填料层4不接触,此时第一直流电源极板2与第二直流电源极板5以及填料层4之间形成三维电极电场驱动力,驱动阳离子污染物或阳离子胶粒向填料层4和菌丝滤膜3表面富集沉积,多驱动力的作用同样也加快了迁移沉积与离子交换速率。

所述菌丝滤膜反应罐1还包括整流板6,所述整流板6安装在废水/废液入口的上方,可以调整水流和阻挡废水/废液中的大颗粒泥沙进入填料层4,具有稳流和惯性力去除重金属废水中的大颗粒泥沙的作用,有效控制了填料层4因为泥沙引起的阻塞,同时也降低了填料层4因为水体冲击造成的损伤。其中,所述填料层4由菌丝滤膜和导电性较好的活性炭或合成树脂构成。

所述菌丝滤膜反应罐1的顶端还安装有压力排气阀13,当菌丝滤膜反应罐内压力大于预设定值时,气体经所述压力排气阀13排出。

所述富集系统包括废水储槽17,所述废水储槽17经第一水泵8和第一单向阀7连接菌丝滤膜反应罐1的下端,废水/废液自废水储槽17经第一水泵8和第一单向阀7输送至菌丝滤膜反应罐1进行吸附;所述菌丝滤膜反应罐1的上端经第二阀门12与废水储槽17连接;经吸附后的废水自菌丝滤膜反应罐1经第二阀门12回到废水储槽17;

所述梯级回收系统包括淋洗液储槽18,所述淋洗液储槽18经第二水泵11和第二单向阀10连接菌丝滤膜反应罐1的上端,淋洗液自淋洗液储槽18经第二水泵11和第二单向阀10进入菌丝滤膜反应罐进行淋洗;所述菌丝滤膜反应罐的底端经第一阀门9与淋洗液储槽18连接,淋洗液自菌丝滤膜反应罐1经第一阀门9回到淋洗液储槽18。

所述废水储槽17连接有第五阀门15,经处理后的废水/废液中的污染物含量低于预设值时可经第五阀门15排出系统。

所述淋洗液储槽18连接有第四阀门14,循环后的淋洗液中的重金属含量高于预设值时停止循环,淋洗液可经第四阀门14排出系统。

实施例2

本实施例提供的选择性处理复杂废水的菌丝滤膜装置由多个不同类型菌丝滤膜(含针对不同类型污染物而改性设计的菌丝滤膜)选择性吸附的废水处理装置串联组成,所述选择性处理复杂废水的菌丝滤膜装置与实施例1相同。

实施例3

本实施例提供一种处理含砷废水的方法,包括如下步骤:

(1)制备fh-01菌丝滤膜

取5g/l硫酸亚铁溶液作为无机盐母液,再取5g/l的二甲基二硫代氨基甲酸钠溶液作为有机基团母液,按照有机基团母液与无机盐母液的体积比为1:2的体积比混合,得到混合液;将黑曲霉菌丝洗涤灭活后在60℃的水浴下加入所得混合溶液进行表面处理,搅拌反应5h,过滤和洗涤后得到厚度为1cm左右的菌丝滤膜;最后将所得菌丝滤膜用浓度为3g/l的壳聚糖水溶液稳定化处理1h,得到fh-01菌丝滤膜,所得fh-01菌丝滤膜能够处理含砷酸根、亚砷酸根的重金属废水。将所得fh-01菌丝滤膜安装在菌丝滤膜反应罐1的菌丝滤膜2处。

(2)将含砷酸根、亚砷酸根的废水置于废水储槽17内,开启第二阀门12、第一水泵8与第一单向阀7,废水自废水储槽17进入菌丝滤膜反应罐1下端;

(3)开启可变直流电源16,可变直流电源16的阳极与第一直流电源极板2连接,可变电流电源16的阴极与第二直流电源极板5连接,含砷酸根、亚砷酸根的废水将在菌丝滤膜表面共价配位、电场驱动和填料层物理吸附的共同作用下快速吸附在菌丝滤膜3和填料层4上,经吸附后的重金属废水返回至重金属废水储槽17;

(4)当含砷废水中的砷含量低于预设值时关闭第二阀门12、第一水泵8与第一单向阀7,并开启第一阀门9、第二水泵11与第二单向阀10,淋洗液自淋洗液储槽18进入菌丝滤膜反应罐1顶部;

(5)切换可变直流电源的正负极,可变直流电源16的阴极与第一直流电源极板2连接,可变直流电源16的阳极与第二直流电源极板5连接,吸附在菌丝滤膜和填料层上的重金属在洗涤液(由上至下淋洗)和反向电场的驱动下脱附至淋洗液中,含重金属的淋洗液返回至淋洗液储槽,当淋洗液中的砷含量高于预设值时停止循环,关闭第一阀门9、第二水泵11与第二单向阀10,对含砷淋洗液进行分离浓缩,便于后续资源化利用。

实施例4

本实施例提供一种处理含铬废水的方法,包括如下步骤:

(1)制备fh-02菌丝滤膜

取20g/l硫酸亚铁溶液作为无机盐母液,再取5g/l的二甲基二硫代氨基甲酸钠溶液和5g/l的edta-2na溶液作为有机基团母液,按照有机基团母液与无机盐母液的体积比为1:1.5~2.0的体积比混合,得到混合液;将黑曲霉菌丝洗涤灭活后在60℃的水浴下加入所得混合溶液进行表面处理,搅拌反应5h,过滤和洗涤后得到厚度为1cm左右的菌丝滤膜;最后将所得菌丝滤膜用浓度为3g/l的壳聚糖水溶液稳定化处理1h,得到fh-02菌丝滤膜,所得fh-02菌丝滤膜能够处理含重铬酸根的废水。将所得fh-02菌丝滤膜安装在菌丝滤膜反应罐1的菌丝滤膜2处。

(2)将含重铬酸根的废水置于废水储槽17内,将其他步骤与实施例3相同。

实施例5

本实施例提供一种处理含铜、铅、锌或镉离子的重金属废水的方法,包括如下步骤:

(1)制备fh-03菌丝滤膜

取10g/l聚合硫酸铝溶液作为无机盐母液,再取5g/l的柠檬酸钠溶液和5g/l的二甲基二硫代氨基甲酸钠溶液作为有机基团母液,按照有机基团母液与无机盐母液的体积比为1:0.5~1.0的体积比混合,得到混合液;将黑曲霉菌丝洗涤灭活后在60℃的水浴下加入所得混合溶液进行表面处理,搅拌反应5h,过滤和洗涤后得到厚度为1cm左右的菌丝滤膜;最后将所得菌丝滤膜用浓度为3g/l的壳聚糖水溶液稳定化处理1h,得到fh-03菌丝滤膜,所得fh-03菌丝滤膜能够处理重金属阳离子废水。将所得fh-03菌丝滤膜安装在菌丝滤膜反应罐1的菌丝滤膜2处。

(2)将含铜、铅、锌或铬离子的废水置于重金属废水储槽17内,开启第二阀门12、第一水泵8与第一单向阀7,重金属废水自重金属废水储槽17进入菌丝滤膜反应罐1下端;

(3)开启可变直流电源16,可变直流电源16的阴极与第一直流电源极板2连接,可变电流电源16的阳极与第二直流电源极板5连接,重金属将在菌丝滤膜表面共价配位、电场驱动和填料层物理吸附的共同作用下快速吸附在菌丝滤膜3和填料层4上,经吸附后的重金属废水返回至重金属废水储槽17;

(4)当重金属废水中的重金属含量低于预设值时关闭第二阀门12、第一水泵8与第一单向阀7,并开启第一阀门9、第二水泵11与第二单向阀10,淋洗液自淋洗液储槽18进入菌丝滤膜反应罐1顶部;

(5)切换可变直流电源的正负极,可变直流电源16的阳极与第一直流电源极板2连接,可变直流电源16的阴极与第二直流电源极板5连接,吸附在菌丝滤膜和填料层上的重金属在洗涤液(由上至下淋洗)和反向电场的驱动下脱附至淋洗液中,含重金属的淋洗液返回至淋洗液储槽,当淋洗液中的重金属含量高于预设值时停止循环,关闭第一阀门9、第二水泵11与第二单向阀10,对重金属进行资源化利用。

以上所述是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明所述原理的前提下,还可以作出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。


技术特征:

1.一种选择性处理复杂废水的菌丝滤膜装置,其特征在于,所述装置包括一个选择性吸附的废水处理装置或多个选择性吸附的废水处理装置经串联构成;所述选择性吸附废水处理装置包括菌丝滤膜反应罐、富集系统、梯级回收系统和可变直流电源;

所述菌丝滤膜反应罐从上到下依次包括第一直流电源极板、菌丝滤膜、填料层和第二直流电源极板;其中,第一直流电源极板与菌丝滤膜以及填料层相互接触,为菌丝滤膜和填料层补给或剥夺电子;第二直流电源极板与填料层不接触,为填料层与第二极板提供驱动电场;第一直流电源极板与第二直流电源极板分别与可变直流电源连接;

所述富集系统包括废水储槽,所述废水储槽经第一水泵和第一单向阀连接菌丝滤膜反应罐的下端,废水/废液自废水储槽经第一水泵和第一单向阀输送至菌丝滤膜反应罐进行吸附;所述菌丝滤膜反应罐的上端经第二阀门与废水储槽连接;经吸附后的废水/废液自菌丝滤膜反应罐经第二阀门回到废水储槽,通过循环逐步降低废水/废液中污染物浓度,实现废水的净化和污染物的浓缩;

所述梯级回收系统包括淋洗液储槽,所述淋洗液储槽经第二水泵和第二单向阀连接菌丝滤膜反应罐的上端,淋洗液自淋洗液储槽经第二水泵和第二单向阀进入菌丝滤膜反应罐进行淋洗;所述菌丝滤膜反应罐的底端经第一阀门与淋洗液储槽连接,淋洗液自菌丝滤膜反应罐经第一阀门回到淋洗液储槽。

2.根据权利要求1所述选择性处理复杂废水的菌丝滤膜装置,其特征在于,所述可变直流电源的正负极可根据污染物离子的电荷类型或氧化还原特性进行正负切换。

3.根据权利要求1所述选择性处理复杂废水的菌丝滤膜装置,其特征在于,所述的菌丝滤膜由灭活的黑曲霉菌丝经表面处理、过滤和洗涤后制成,所述表面处理具体为根据预处理的重金属类型选择对应的有机基团母液和无机盐母液与黑曲霉菌丝进行混合;所述菌丝滤膜可选择性吸收至少一种重金属离子、有机物或阴离子。

4.根据权利要求1所述选择性处理复杂废水的菌丝滤膜装置,其特征在于,所述填料层由菌丝滤膜和活性炭或合成树脂组成;所述菌丝滤膜反应罐还包括整流板,所述整流板安装在废水/废液入口的上方,能调整水流和阻挡泥沙大颗粒进入填料层。

5.根据权利要求1所述选择性处理复杂废水的菌丝滤膜装置,其特征在于,所述菌丝滤膜反应罐的顶端安装有压力排气阀,当菌丝滤膜反应罐内压力大于预设定值时,气体经所述压力排气阀排出。

6.一种采用如权利要求1~5任意一项所述的装置处理废水/废液的工艺,其特征在于,包括如下步骤:

(1)将废水/废液置于废水储槽内,开启第二阀门、第一水泵与第一单向阀,废水/废液自废水储槽进入菌丝滤膜反应罐下端;

(2)开启可变直流电源,污染物带电胶粒或离子将在电场驱动下快速向菌丝滤膜和填料层表面迁移,净化后废水返回至废水储槽,至废水污染物浓度低于预设定限值;

(3)至填料罐填料层吸附沉积平衡后,关闭第二阀门、第一水泵与第一单向阀,并开启第一阀门、第二水泵与第二单向阀,淋洗液自淋洗液储槽进入菌丝滤膜反应罐顶部;

(4)切换可变直流电源的正负极,菌丝滤膜和填料层上的沉积物在洗涤液和反向电场的驱动下脱附至淋洗液中,随淋洗液返回至淋洗液储槽,当淋洗液中的污染物含量高于预设值时更换淋洗液,分离回收资源。

7.根据权利要求6所述工艺,其特征在于,当所述菌丝滤膜反应罐中的菌丝滤膜所吸收的污染物以阳离子或阳离子胶团形式存在时,步骤(2)中可变直流电源的阴极连接第一直流电源极板,阳极连接第二直流电源极板;步骤(4)中所述可变直流电源的阳极连接第一直流电源极板,阴极连接第二直流电源极板。

8.根据权利要求6所述工艺,其特征在于,当所述菌丝滤膜反应罐中的菌丝滤膜所吸收的污染物离子以阴离子或阴离子胶团的形式存在时,步骤(2)中可变直流电源的阳极连接第一直流电源极板,阴极连接第二直流电源极板;步骤(4)中所述可变直流电源的阴极连接第一直流电源极板,阳极连接第二直流电源极板。

9.根据权利要求6所述工艺,其特征在于,所述淋洗液由盐酸溶液、次氯酸溶液和高氯酸双氧水溶液中的一种或多种组成,浓度为5~10%。

10.根据权利要求6所述工艺,其特征在于,所述淋洗液淋洗一个循环的时间为5~10min。

技术总结
本发明提供了一种选择性处理复杂废水的菌丝滤膜装置及处理工艺,所述装置由一个选择性废水处理装置或多个串联组成的选择性废水处理装置构成。所述选择性吸附废水处理装置包括菌丝滤膜反应罐、浓缩富集系统、梯级回收系统和可变直流电源,且菌丝滤膜反应罐内包含能选择性吸附特定污染物的菌丝滤膜。废水中污染物通过菌丝滤膜、填料层吸附和电场的共同作用在菌丝滤膜反应罐内沉积富集;脱附浓缩通过带电污染物在淋洗液和反向电场的驱动下脱附至淋洗液中,淋洗液浓缩后资源化利用。本发明利用污染物与基团的选择吸附性协同电场驱动实现了废水的处理和副产物分类,处理过程无二次污染,具有较高的经济及应用价值。

技术研发人员:陈润华;王平;罗思远;宋雨夏;严普;王浩
受保护的技术使用者:中南林业科技大学
技术研发日:2020.01.20
技术公布日:2020.06.09

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