【技术实现步骤摘要】
一种老窑水电化学处理装置及其应用以及工艺
[0001]本专利技术涉及污水处理设备
，具体涉及一种老窑水电化学处理装置及其应用以及工艺。
技术介绍
[0002]废弃煤矿数量众多、分布范围广，缺乏后续的管理与妥善的处置，极易引发环保问题，对环境造成持续性的危害，其中老窑水污染就是频繁发生且严重破坏水体安全的主要环境问题之一。因此，如何有效处理老窑水，减少其对周围水体以及环境的危害，对于实现环境和水资源的可持续发展具有重要的意义。
[0003]现有技术中老窑水常用的处理方法主要为中和法、物理吸附法、离子交换法以及微生物处理法等。但是，这些传统方法都存在技术短板或者实际应用中的困难，比如产泥量大、药剂投加量难以控制、容易造成二次污染、运营成本高等问题。尤其是老窑水中存在大量硫酸盐、重金属离子、氨氮、有机污染物且pH值较低，污染物成分复杂使得目前常规处理方式难以满足性能和去除效果要求。
[0004]微生物燃料电池是一种利用微生物作为催化剂，将污水中的有机污染物和无机盐氧化或还原进行去除，并且可以在处理过程中产生生物电以实现废水处理从耗能向产能的转化的装置。微生物燃料电池系统目前已应用于多种类型污水的处理，如生活废水、抗生素废水、榨菜废水等。微生物燃料电池技术因具有无二次污染、处理效果好、运行成本低，易于操作管理等优点而受到人们青睐，并成为目前研究的热点。
技术实现思路
[0005]本专利技术所要解决的技术问题是提供一种老窑水电化学处理装置及其应用以及工艺，旨在解决现有技术中的问题。>[0006]本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种老窑水电化学处理装置，包括反应器、阳极和阴极，所述反应器的内部中空，其内部空间被分隔成相互独立的阳极室和阴极室，所述阳极室的两端分别设有内外贯穿的入口一和出口一，所述阴极室的两端分别设有内外贯穿的入口二和出口二；所述阳极固定安装在所述阳极室内，所述阴极固定安装在所述阴极室内；所述阳极和所述阴极分别通过线路与所述反应器外的可变电阻箱连接并形成闭合回路。
[0007]本专利技术的有益效果是：处理过程中，通过本领域技术人员所能想到的方式将阳极电解质从入口一送入阳极室内，同时将待处理的老窑水从入口二送至阴极室内，利用阳极和阴极的微生物对老窑水进行处理，以去除老窑水中的杂质，使得老窑水的水质达到排放的标准。
[0008]本专利技术通过阴阳极上微生物新陈代谢作用去除老窑水中的硫酸盐、总氮、氨氮及有机污染物，同时产生生物电能，阴极室中的硫酸盐还原菌将老窑水中的绝大部分硫酸盐还原，与透过质子交换膜的H
+
相结合产生H2S，H2S又会与老窑水中的重金属离子结合产生金
属硫化物沉淀，达到去除重金属离子的目的，处理效率较高，老窑水满足排放标准。
[0009]在上述技术方案的基础上，本专利技术还可以做如下改进。
[0010]进一步，所述反应器内还设有相互独立的阳极缓冲室和阴极缓冲室，所述阳极缓冲室与所述阳极室连通，且所述入口一与所述阳极缓冲室连通；所述阴极缓冲室与所述阴极室连通，且所述入口二与所述阴极缓冲室连通。
[0011]采用上述进一步方案的有益效果是结构简单，反应器的内部结构设计合理，使得阳极电解质和老窑水在进入阳极室和阴极室之前首先分别在阳极缓冲室和阴极缓冲室内进行缓冲，保证阳极电解质和老窑水分别均匀的进入阳极室和阴极室内，进一步提高老窑水处理的效果。
[0012]进一步，所述反应器内固定安装有隔板，所述隔板将所述反应器内部的空间分隔成一腔和二腔，所述隔板上均匀间隔设有多个贯穿的导流孔；所述一腔内固定安装有分隔管一，所述分隔管一将所述一腔分隔成所述阳极室和所述阴极室，所述分隔管一上均匀间隔设有若干过水孔，且所述阳极室位于所述阴极室外，所述阳极室与所述阴极室之间安装有质子交换膜；所述二腔内固定安装有分隔管二，所述分隔管二将所述二腔分隔成所述阳极缓冲室和所述阴极缓冲室，且所述阳极缓冲室位于所述阴极缓冲室外。
[0013]采用上述进一步方案的有益效果是结构简单，设计合理，利用隔板及两个分隔管将反应器内部的空间分隔成相互独立的阳极室、阴极室、阳极缓冲室以及阴极缓冲室，保证了老窑水的处理效果。
[0014]进一步，所述隔板的上表面铺设有透水材料层。
[0015]采用上述进一步方案的有益效果是阳极室底部的透水材料层起到减缓阳极电解质进入阳极室流速的作用，防止水流过快对阳极室运转造成干扰；阴极室底部的透水材料层可以减缓老窑水进入阴极室的流速，防止水流过快对阴极室运转造成干扰。
[0016]进一步，所述透水材料层的上表面铺设有透水性的垫层。
[0017]采用上述进一步方案的有益效果是阳极室底部的垫层起到减缓阳极电解质进入阳极室流速的作用，防止水流过快对阳极室运转造成干扰；阴极室底部的垫层起到减缓老窑水进入阴极室流速的作用，防止水流过快对阴极室运转造成干扰，同时对老窑水起到吸附净化以及过滤的作用。
[0018]进一步，所述阳极和所述阴极上分别涂有产电污泥和硫酸盐还原菌。
[0019]采用上述进一步方案的有益效果是硫酸盐还原菌在新陈代谢过程中消耗老窑水中的有机物，使其中的有机物得到有效去除，遗留下来的金属硫化物会在阴极或反应器底部沉积，完成老窑水的净化过程，保证老窑水处理的质量。
[0020]进一步，所述阳极和/或所述阴极分别为石墨毡电极。
[0021]采用上述进一步方案的有益效果是选材合理，进一步保证老窑水处理的效果。
[0022]进一步，还包括供给池和循环池，所述供给池和所述循环池分别通过管路一与所述入口一和所述入口二连通，两个所述管路一上分别固定安装有蠕动泵。
[0023]采用上述进一步方案的有益效果是处理过程中，供给池提供阳极电解质，循环池提供老窑水，通过两个蠕动泵分别将供给池内的阳极电解质以及循环池内的老窑水分别送至阳极室和阴极室内，实现阳极电解质和老窑水的自动供给，处理效率高。
[0024]进一步，还包括回收池，所述回收池通过管路二与所述出口一连通，所述循环池还
通过管路三与所述出口二连通。
[0025]采用上述进一步方案的有益效果是处理过程中，通过回收池回收处理后的阳极电解质，并通过相应的处理实现阳极电解质的重复利用，降低成本。
[0026]本专利技术还涉及一种采用如上所述的老窑水电化学处理装置在老窑水处理中的应用。
[0027]采用上述进一步方案的有益效果是上述处理装置应用于老窑水的处理，处理效率高，且处理效果较佳。
[0028]本专利技术还涉及一种老窑水电化学处理工艺，采用如上所述的处理装置进行处理，具体包括以下步骤：将阳极电解质从入口一送入阳极室内，同时将待处理的老窑水从入口二送入阴极室内，并利用阳极、阴极以及可变电阻箱形成的闭合回路对老窑水进行处理。
[0029]采用上述进一步方案的有益效果是通过阴阳极上微生物新陈代谢作用去除老窑水中的硫酸盐、总氮、氨氮及有机污染物，同时产生生物电能，阴极室中的硫酸盐还原菌将本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种老窑水电化学处理装置，其特征在于：包括反应器（1）、阳极（2）和阴极（3），所述反应器（1）的内部中空，其内部空间被分隔成相互独立的阳极室（4）和阴极室（5），所述阳极室（4）的两端分别设有内外贯穿的入口一和出口一，所述阴极室（5）的两端分别设有内外贯穿的入口二和出口二；所述阳极（2）固定安装在所述阳极室（4）内，所述阴极（3）固定安装在所述阴极室（5）内；所述阳极（2）和所述阴极（3）分别通过线路与所述反应器（1）外的可变电阻箱（6）连接并形成闭合回路。2.根据权利要求1所述的老窑水电化学处理装置，其特征在于：所述反应器（1）内还设有相互独立的阳极缓冲室（7）和阴极缓冲室（8），所述阳极缓冲室（7）与所述阳极室（4）连通，且所述入口一与所述阳极缓冲室（7）连通；所述阴极缓冲室（8）与所述阴极室（5）连通，且所述入口二与所述阴极缓冲室（8）连通。3.根据权利要求2所述的老窑水电化学处理装置，其特征在于：所述反应器（1）内固定安装有隔板（9），所述隔板（9）将所述反应器（1）内部的空间分隔成一腔和二腔，所述隔板（9）上均匀间隔设有多个贯穿的导流孔；所述一腔内固定安装有分隔管一，所述分隔管一将所述一腔分隔成所述阳极室（4）和所述阴极室（5），所述分隔管一上均匀间隔设有若干过水孔，且所述阳极室（4）位于所述阴极室（5）外，所述阳极室（4）与所述阴极室（5）之间安装有质子交换膜（10）；所述二腔内固定安装有分隔管二，所述分隔管二将所述二腔分隔成所述阳极缓冲室（7）和所述阴极缓冲室（...
【专利技术属性】
技术研发人员：冷春鹏，袁永刚，蔡蕊阳，王昊，郑小雪，李富平，
申请(专利权)人：华北理工大学，
类型：发明
国别省市：
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