吉林大学叶雪松获国家专利权
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龙图腾网获悉吉林大学申请的专利用于畜禽养殖尾水回用的电化学强化低压超滤系统及方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN121426320B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-05-05发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202512020437.2,技术领域涉及:C02F3/34;该发明授权用于畜禽养殖尾水回用的电化学强化低压超滤系统及方法是由叶雪松;董双石;赵振豪;张枫设计研发完成,并于2025-12-30向国家知识产权局提交的专利申请。
本用于畜禽养殖尾水回用的电化学强化低压超滤系统及方法在说明书摘要公布了:本发明属于畜禽养殖废水处理与农业回用技术领域,具体涉及一种用于畜禽养殖尾水回用的电化学强化低压超滤系统及方法,电化学低压超滤处理系统包括进水箱、恒定水位水箱、重力驱动低压超滤膜组件、集水装置和恒压驱动电源;重力驱动低压超滤膜组件包括反应器,以及安装在反应器内的阳极、超滤膜和阴极预过滤层,阴极预过滤层由生物滤饼层和阴极组成。本发明用于畜禽养殖尾水回用的电化学强化低压超滤系统及方法,针对畜禽养殖废水尾水特点、采用外源恒定电压驱动的电化学强化重力驱动低压超滤系统,可在低能耗条件下同步实现重金属还原、抗生素降解、病原体截留、抗性基因传播抑制与膜污染控制,并保留废水中氮磷资源,保障农业灌溉安全回用。
本发明授权用于畜禽养殖尾水回用的电化学强化低压超滤系统及方法在权利要求书中公布了:1.一种用于畜禽养殖尾水回用的电化学强化低压超滤方法,其特征在于,包括以下步骤: A、电化学强化重力驱动低压超滤处理系统的组装: A1、将进水箱1底部通过连接管与装有浮球阀及水位传感器的恒定水位水箱2连接,恒定水位水箱2底部通过连接管与反应器顶部相连; A2、将微生物接种在阴极6上形成阴极预过滤层,再将阴极预过滤层紧贴铺设在超滤膜7上,并安装于反应器中,阴极6上形成的生物滤饼层5在处理过程中可通过阴极6过滤截留,并继续增殖;反应器内在阴极6上方10-20cm处安装阳极4;反应器底部超滤膜7的出水端通过连接管路与集水装置8相连; A3、将阳极4通过连接电线与恒压驱动电源9的正极相连,恒压驱动电源9的负极通过连接电线与阴极6相连; B、恒定水位水箱2的液面与超滤膜7之间的液位差调控: 进水箱1内流入畜禽养殖废水尾水,畜禽养殖废水尾水经进水箱1底部管路流入位于其下方的恒定水位水箱2中,再经恒定水位水箱2底部管路流入反应器内;流入过程中,结合恒定水位水箱2中的浮球阀位置信息及水位传感器数据,通过控制进水箱1与恒定水位水箱2连接管路上的截止阀以及恒定水位水箱2与反应器连接管路上的截留阀控制水量,使恒定水位水箱2的液面与超滤膜7之间的液位差保持在0.2-1.0bar,采用20-100cm水头产生的重力势能实现超滤膜7产生0.2-1.0bar跨膜压差; C、电化学与重力驱动低压超滤的耦合: 在0.3-1.0V的恒定电压下,畜禽养殖废水尾水的有机物和抗生素能够被生物滤饼层5降解去除,也能够被阳极4上产生的活性氧以及微生物氧化去除,病原体和抗性菌被超滤膜7截留去除,重金属能够被阴极6静电吸附及还原钝化去除,通过电化学与重力驱动低压超滤的耦合,实现畜禽养殖废水尾水中有机物、抗生素、重金属与病原体的有效去除,从而降低重金属-抗生素选择性压力,降低了ARGs的产生及ARGs的传播风险; D、处理后畜禽养殖废水尾水的收集: 处理后的畜禽养殖废水尾水经反应器侧面连接管流出,收集在集水装置8中; 用于畜禽养殖尾水回用的电化学强化低压超滤方法采用的系统,主要由进水箱1、恒定水位水箱2、重力驱动低压超滤膜组件3、集水装置8以及恒压驱动电源9组成; 所述重力驱动低压超滤膜组件3包括反应器以及安装在反应器内的阳极4、超滤膜7和阴极预过滤层;所述阴极预过滤层由生物滤饼层5和阴极6组成;所述阴极6紧贴超滤膜7铺设在其上方,阴极6上方设有生物滤饼层5;所述生物滤饼层5是由初期接种的微生物、长期运行下阴极6和超滤膜7过滤截留、增殖形成的微生物以及截留的物质组成的; 所述进水箱1内装有畜禽养殖废水尾水,进水箱1的底部通过管路连接恒定水位水箱2,恒定水位水箱2中设有浮球阀及水位传感器,用于控制进水箱1中流入恒定水位水箱2的水量,恒定水位水箱2底部通过连接管路与重力驱动低压超滤膜组件3反应器的顶部连接;反应器底部超滤膜7的出水端通过连接管路与集水装置8相连; 所述阳极4通过连接电线与恒压驱动电源9的正极相连,恒压驱动电源9的负极通过连接电线与位于阳极4下方的阴极6相连; 所述恒定水位水箱2与重力驱动低压超滤膜组件3之间的连接管路以及反应器与集水装置8之间的连接管路上装有截止阀;所述阴极6与阳极4之间的间距为10-20cm,恒压驱动电源9的电压为0.3-1.0V;所述恒定水位水箱2中设有浮球阀及水位传感器,用于控制进水箱1中流入恒定水位水箱2的水量,使恒定水位水箱2的液面与超滤膜7之间的液位差保持在0.2-1.0bar;所述阳极4采用碳基材料或金属材料,其中,所述碳基材料包括碳纸、碳毡、碳棒、碳纤维片、碳刷、碳泡沫、石墨板、石墨棒、石墨片、石墨布、石墨颗粒、活性炭和网状玻璃碳;所述金属材料包括过渡金属或贵金属与N、P、S元素相互掺杂的金属电极;所述过渡金属为Ni、Fe;所述贵金属为:Au、Pd;所述阴极6采用碳基材料,其中,所述碳基材料包括碳纸、碳毡、碳棒、碳纤维片、碳刷、碳泡沫、石墨板、石墨棒、石墨片、石墨布、石墨颗粒、活性炭和网状玻璃碳;所述超滤膜7包括平板超滤膜和中空纤维膜; 用于处理畜禽养殖废水尾水,处理后的水可用于农业灌溉。
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