火電廠脫硫廢水的生物處理系統技術方案

本實用新型專利技術公開了一種火電廠脫硫廢水的生物處理系統，包括內含堿性藥劑的廢水調節池、提升泵、微生物燃料電池和人工濕地；廢水調節池設有進水口和出水口，廢水調節池的出水口通過管路連接所述提升泵的進水口，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。本實用新型專利技術占地面積小、建造成本低、能夠對火電廠廢水進行處理并使廢水達到排放標準，處理過程能夠產生電能、處理過程無二次污染。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于廢水處理領域，涉及一種火電廠脫硫廢水的生物處理系統，用于火力發電廠濕法煙氣脫硫廢水處理。
技術介紹
目前，濕法煙氣脫硫技術主要包括石灰石－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中，為維持系統氯離子平衡，保證脫硫效率，使系統安全穩定運行，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沉淀法和蒸發濃縮法。化學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標排放。蒸發濃縮能夠使脫硫廢水分離成為高質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物中的化學能直接轉化成電能。它屬于生物質能利用技術中的生物化學轉化技術，將生物質轉化為電能。將微生物燃料電池應用到污水處理中，在處理污水的同時獲得電能，是緩解當前能源危機和污水污染問題的有效途徑，也是環境能源領域的熱點研究課題之一。人工濕地是利用填料、植物和微生物的物理、化學、生物化學等過程協同作用來完成污水的凈化，其作用機理包括吸附、滯留、過濾、氧化還原、沉淀、微生物分解、轉化、殘留物積累以及各類原生動物和后生動物的作用，是一種環境友好型污水處理方法。
技術實現思路
本技術的目的在于提供一種占地面積小、建造成本低、能夠對火電廠廢水進行處理并使廢水達到排放標準，處理過程能夠產生電能、處理過程無二次污染的火電廠脫硫廢水的生物處理系統。為實現上述目的，本技術的火電廠脫硫廢水的生物處理系統包括內含堿性藥劑的廢水調節池、提升泵、微生物燃料電池和人工濕地；廢水調節池設有進水口和出水口，廢水調節池的出水口通過管路連接所述提升泵的進水口，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水部，進水部的底端設有進水口，該進水口作為微生物燃料電池的進水口；進水部的頂端設有用于布水的孔板；所述孔板上由下向上依次設有第一礫石層、陽極電極層、第二礫石層和空氣陰極電極層；所述筒體頂部外側壁沿周向設有環形的筒體集水槽，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壁和第二礫石層處的筒體側壁分別連接有兩個取樣口。所述陽極電極層由活性炭層包埋鈦絲網構成；所述空氣陰極電極層由活性炭層包埋不銹鋼絲網構成；所述鈦絲網與所述不銹鋼絲網之間連接有直徑為0.8毫米的鈦導線。所述人工濕地包括池體，池體底面設有3%的坡度且其上鋪設有防滲層；以水流方向為前向，池體內由前至后間隔設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；所述布水墻中空設置并設有若干開口向前的出水口；第一腔底部的防滲層上設有一腔填料層，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有布水管，布水管后端連接有濕地進水管，濕地進水管的進水口作為人工濕地的進水口；布水管上設有若干開口向上的布水孔；第二腔底部的防滲層上設有二腔填料層，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；所述池體的前側壁內設有出水通道，所述三腔填料層頂部設有三腔集水槽，三腔集水槽與所述出水通道相連通；池體前側壁底部連接有朝前設置的出水口，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。所述濕地進水管穿過所述池體的后側壁。所述鈦導線上設有外接電阻。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，廢水調節池的進水口連接產生脫硫廢水的裝置的出口，用于收集脫硫廢水、調節廢水的酸堿性、沉淀澄清及控制所述廢水調節池出水口處的水量；提升泵用于將所述廢水調節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、無機懸浮物（SS）及殘留重金屬等。廢水調節一般使用堿性藥劑，主要有NaOH、CaCO3、石灰等。微生物燃料電池的工作原理是：廢水進入微生物燃料電池，經布水用孔板均勻進入第一礫石層、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水口；接種的厭氧污泥中產電菌促成電流的產生，同時輸出電壓，使得土壤中的重金屬在內部電場的作用下發生遷移，且方向為從陽極電極層向空氣陰極電極層移動，并在空氣陰極電極層富集；陽極電極層富集的產電菌降解有機物產生質子和電子，電子一部分用于還原難降解有機物，一部分傳入陽極，經外接電路至空氣陰極電極層，質子隨反應器內溶液至空氣陰極電極層，在氧氣的參與下，發生電極反應生成水，完成重金屬富集、難降解有機物去除及產電的全過程。廢水經布水管均勻流入第一腔，向上流動匯入一腔集水槽，由一腔集水槽進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。本技術與現有技術相比，具有以下優點：1）現有化學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標排放；現有蒸發濃縮法但投資較高，應用受到限制。本技術構造簡單、操作方便、施工造價低、處理效果好；2）現有技術以化學方法為主，所用藥劑易造成二次污染，本專利技術采用生物方法，無二次污染，環境友好；3）現有技術后期運行電耗較大、運行費用高，本專利技術在處理脫硫廢水同時產生電能，實現了能源的回收利用；4）現有技術占地面積大，一般需要獨立廠房，本專利技術占地面積小，景觀效果好。附圖說明圖1是本技術的結構示意圖；圖2是微生物燃料電池的結構示意圖；圖3是人工濕地的結構示意圖。具體實施方式各附圖中的箭頭所示方向為該處水流的方向。如圖1、圖2和圖3所示，本技術的火電廠脫硫廢水的生物處理系統包括內含堿性藥劑的廢水調節池1、提升泵2、微生物燃料電池3和人工濕地4；廢水調節池1設有進水口和出水口，廢水調節池1的出水口通過管路5連接所述提升泵2的進水口，所述提升泵2的出水口通過管路5連接所述微生物燃料電池3的進水口；所述微生物燃料電池3的出水口通過管路5連接所述人工濕本文檔來自技高網...

【技術保護點】
火電廠脫硫廢水的生物處理系統，其特征在于：包括內含堿性藥劑的廢水調節池、提升泵、微生物燃料電池和人工濕地；廢水調節池設有進水口和出水口，廢水調節池的出水口通過管路連接所述提升泵的進水口，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。

【技術特征摘要】
1.火電廠脫硫廢水的生物處理系統，其特征在于：包括內含堿性藥劑的廢水調節池、提升泵、微生物燃料電池和人工濕地；廢水調節池設有進水口和出水口，廢水調節池的出水口通過管路連接所述提升泵的進水口，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.根據權利要求1所述的火電廠脫硫廢水的生物處理系統，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水部，進水部的底端設有進水口，該進水口作為微生物燃料電池的進水口；進水部的頂端設有用于布水的孔板；所述孔板上由下向上依次設有第一礫石層、陽極電極層、第二礫石層和空氣陰極電極層；所述筒體頂部外側壁沿周向設有環形的筒體集水槽，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壁和第二礫石層處的筒體側壁分別連接有兩個取樣口。3.根據權利要求2所述的火電廠脫硫廢水的生物處理系統，其特征在于：所述陽極電極層由活性炭層包埋鈦絲網構成；所述空氣陰極電極層由活性炭層包埋不銹鋼絲網構成；所述鈦絲網與所述不銹鋼絲網之間連接有直徑為0.8毫米的鈦導線。4.根據權利要求1至3中任一項所述的火電廠脫硫廢水的生物處理系統，其特征在于：所述人工濕地包括池體，池體底面設有3%的坡度且其上鋪設有防滲層；以水流方向為前向，池體內由前至后間隔設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；所述布水墻中空設置并設有若干開口向前的出水口；第一腔底部的防滲層上設有一腔填料層，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...

【專利技術屬性】
技術研發人員：弋舒昱，魏新達，王浩，汪永威，周曉湘，張春雷，
申請(專利權)人：中國大唐集團科學技術研究院有限公司華中分公司，
類型：新型
國別省市：河南;41