[实用新型]一种水中硫酸根和氟离子微生物-电化学耦合处理系统

说明书

本实用新型涉及废水处理技术领域，具体涉及一种水中硫酸根和氟离子微生物‑电化学耦合处理系统。本实用新型的处理系统包括人工湿地预处理单元和电容去离子净化单元，人工湿地使用从下至上进水的方式，并在基质层中形成厌氧区、缺氧区和好氧区，电容去离子净化单元设置于人工湿地后端，且采用喷淋进水，除此之外还设置有资源化利用单元；本实用新型还包括一种利用上述处理系统处理污水的方法，利用电控模块控制再生过程，结合水质监测装置对水质指标检测的反馈数据，对处理系统进行全自动化管理。本实用新型减少了使用和投资成本，对污染物进行回收和资源化利用，同时解决了现有技术中污染物去除效果差的问题。

技术领域

本实用新型涉及废水处理技术领域，具体涉及一种水中硫酸根和氟离子微生物-电化学耦合处理系统。

背景技术

黄河上游地区由于岩石矿物风化、地形及气候导致硫酸盐(SO₄^2-)和氟离子(F^-)释放。宁夏、甘肃和内蒙古黄河支流中普遍存在苦咸水和高氟水复合污染风险，严重威胁饮用水安全及生态安全。据报道，2012年黄河主要支流清水河与乌梁素海的总溶解性固体(TDS)分别为9160.7mg/L和3790.7mg/L，其中硫酸盐浓度达到3786.2mg/L和1494.6mg/L，并且近几年变化幅度较小。高氟水同样出现在黄河上游支流，2018年清水河和祖厉河的氟离子浓度分别为1.04mg/L和1.90mg/L。典型地区苦咸水和高氟水严重威胁饮用水安全及生态安全，对社会经济发展和生态环境健康产生重大影响。国内外对于氟离子的处理方法多为沉淀法和吸附法，包括化学药剂沉淀、活性炭除氟、超滤除氟、电渗析等等，存在成本高，氟离子浓度较低时去除率低等缺点。对于硫酸盐的处理方法包括化学沉淀法、吸附法、冷冻结晶法、微生物法等，其中化学沉淀法去除率偏低，膜分离和离子交换法成本高，冷冻结晶法仅仅针对高浓度硫酸盐废水。

目前有关同时去除水中硫酸盐和氟离子的技术鲜见报道，研发出能满足两种物质在低浓度条件下高效、低成本、稳定去除的技术具有重要意义。专利申请号201811162971.0公开了一种地下水中硝酸盐氮和氟离子处理系统和处理方法，专利申请号201510162775.3公开了一种人工湿地辅助曝气酶解处理含氟废水系统，专利申请号201810234960.2公开了微生物硫还原技术原位去除水体硫酸根的装置及方法，均是用微生物法去除硫酸根和氟离子，虽然处理成本低，可用于低浓度硫酸根、氟离子的去除，但存在处理周期无法控制，处理效果不稳定。

实用新型内容

1.要解决的问题

为解决现有技术中污染物去除效果差的问题，本实用新型公开了一种水中硫酸根和氟离子微生物-电化学耦合处理系统，包括人工湿地预处理单元和电容去离子净化单元，电容去离子净化单元采用喷淋进水；除此之外还设置有资源化利用单元。本实用新型可以实现高效、低成本、稳定脱除水中硫酸根和氟离子，并将脱除的离子富集回收，资源化利用。

2.技术方案

为了解决上述问题，本实用新型所采用的技术方案如下：

本实用新型公开了一种水中硫酸根和氟离子微生物-电化学耦合处理系统，包括人工湿地预处理单元和电容去离子净化单元；人工湿地预处理单元由下至上依次设置有进水口Ⅰ、承托层、基质层和隔板，进水口Ⅰ设置有输送水泵；基质层的顶部设置有植物层，植物层中的植物种植于基质层中；隔板设置有出水口Ⅰ，该出水口Ⅰ与电容去离子净化单元的进水口Ⅱ相连接；电容去离子净化单元设置有进水口Ⅱ、壳体和电极模块，电极模块设置于壳体中，壳体上方设置有进水口Ⅱ，进水口Ⅱ设置有喷淋装置；壳体的下部设置有出水口Ⅱ。

优选地，电容去离子净化单元还包括电极传送器和电控模块，电极传送器包括传送带和驱动装置，传送带设置于壳体上，驱动装置设置于传送带与壳体之间；电极模块设置于传送带上；壳体的底部可拆卸地设置有底板，电控模块与驱动装置、电极模块以及底板电连接。