本發(fā)明涉及循環(huán)水養(yǎng)殖設(shè)備，具體為一種處理尾水的fcdi系統(tǒng)及其方法、磁性流動電極的再生方法。

背景技術(shù)：

1、設(shè)施化循環(huán)水養(yǎng)殖是一種高效的水產(chǎn)養(yǎng)殖方式，但是也會產(chǎn)生大量的氮磷污染物，這些氮磷污染物會對水環(huán)境造成威脅。而在設(shè)施化循環(huán)水養(yǎng)殖過程中，對水質(zhì)的有效管理是確保養(yǎng)殖生物健康和提高產(chǎn)量的關(guān)鍵因素，因此在養(yǎng)殖過程中需要對產(chǎn)生的氮、磷等污染物進行有效去除以維持水體環(huán)境的平衡。目前，常用的去除水體中氮磷的方法是利用生物硝化反應(yīng)進行脫氮，其一般需要在環(huán)境溫度為20℃-30℃，然而這一處理過程高度依賴環(huán)境溫度，該種處理方式適宜的溫度一般為20℃-30℃。而在冬季水溫較低時，若利用生物硝化反應(yīng)來去除水體中的氮磷，會導致其去除效率大幅下降。此外，現(xiàn)有的生物硝化反應(yīng)需要維持特定的ph和溶解氧水平，導致整個生物硝化反應(yīng)操作比較復(fù)雜，且生物硝化反應(yīng)時間較長，也會影響其處理效率。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為了解決現(xiàn)有技術(shù)中通過生物硝化反應(yīng)來處理水體中氮磷過渡依賴環(huán)境溫度，在低溫環(huán)境下處理效率大幅下降的問題，本發(fā)明提供一種處理尾水的fcdi系統(tǒng)及其方法、磁性流動電極的再生方法。

2、為達到以上目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：一種處理尾水的fcdi系統(tǒng)，其包括流動電容去離子裝置，其用于對尾水中的氮離子和磷離子進行去除；所述流動電容去離子裝置包括陰極電極室、陽極電極室以及離子交換膜，所述陽極電極室內(nèi)用于通入待處理的尾水，所述陰極電極室內(nèi)用于通入液態(tài)的磁性流動電極，所述離子交換膜設(shè)置于所述陰極電極室和所述陽極電極室之間并對所述陰極電極室和所述陽極電極室進行分隔，所述離子交換膜用于允許所述陰極電極室和所述陽極電極室之間進行離子交換同時阻止待處理的尾水和所述磁性流動電極直接接觸；

3、電源二，所述電源二用于向所述流動電容去離子裝置中施加電壓或電流；再生裝置，其用于對處理尾水后的所述磁性流動電極中的固體材料進行回收再生處理，當所述陰極電極室中所述磁性流動電極的導電率低于設(shè)定閾值一時，所述磁性流動電極從所述陰極電極室移動至所述再生裝置中，所述再生裝置得以對所述磁性流動電極進行回收再生處理，回收再生處理后的所述磁性流動電極得以再次進入所述流動電容去離子裝置中；

4、以及控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)用于控制整個fcdi系統(tǒng)的運行或關(guān)閉。

5、作為本發(fā)明進一步改進，所述fcdi系統(tǒng)還包括磁性流動電極槽，其用于儲存所述磁性流動電極，所述磁性流動電極槽連接所述流動電容去離子裝置，用于向所述流動電容去離子裝置中輸送所述磁性流動電極；當所述fcdi系統(tǒng)運行時，所述磁性流動電極槽中的一部分的所述磁性流動電極位于所述陰極電極室中，另一部分所述磁性流動電極位于所述再生裝置中；位于陰極電極室中的所述磁性流動電極用于對所述陽極電極室中的氮離子和磷離子進行吸附，位于所述再生裝置中的所述磁性流動電極經(jīng)過所述再生裝置的回收再生處理后能再次進入所述磁性流動電極槽內(nèi)，并通過所述磁性流動電極槽再次輸送至所述流動電容去離子裝置中；其中，通過所述再生裝置處理后的所述磁性流動電極的導電率高于設(shè)定的閾值二時，位于所述再生裝置中的所述磁性流動電極得以輸送至所述磁性流動電極槽內(nèi)。

6、作為本發(fā)明進一步改進，所述磁性流動電極包括固體材料以及電極液，所述固體材料混合于所述電極液中形成液態(tài)的所述磁性流動電極，所述固體材料包括導電材料、聚吡咯以及磁性碳顆粒，所述導電材料、所述聚吡咯以及所述磁性碳顆粒的質(zhì)量比為2：1：5；所述固體材料在所述磁性流動電極中的質(zhì)量分數(shù)為1.5％～5％；所述磁性碳顆粒的制備包括以下步驟：取20g活性炭濃度為0.259mol/l、體積為100ml的fe(no3)3混合，得到混合物一；

7、向混合物一中加入hno3來調(diào)節(jié)混合物一的ph值，使得混合物一的ph值為2；

8、將調(diào)節(jié)ph值后的所述混合物一在100℃下攪拌，使得活性炭表面形成fe(oh)3沉淀；然后將表面帶有fe(oh)3沉淀的活性炭在氮氣氣氛下、溫度為600℃下煅燒，使得fe(oh)3中一部分的fe3+被還原成fe2+，從而在活性炭表面生成fe3o4；

9、將煅燒后的表面帶有fe3o4的活性炭冷卻、洗滌并干燥后，即制得所述磁性碳顆粒。

10、作為本發(fā)明進一步改進，所述導電材料為石墨烯、銅納米顆粒或碳黑中的一種。

11、作為本發(fā)明進一步改進，所述固體材料的制備包括：(1)對制備好的磁性碳顆粒進行預(yù)處理，預(yù)處理步驟為：將制備好的磁性碳顆粒分散在乙醇或去離子水中，利用超聲波處理30分鐘，確保顆粒分散均勻；(2)向磁性碳顆粒分散液中加入吡咯單體和適量氧化劑(如過硫酸銨、aps等)，攪拌反應(yīng)2-4小時，控制反應(yīng)溫度在0℃-5℃以在磁性碳顆粒的表面形成一層均勻的聚吡咯涂層。聚合結(jié)束后，將磁性碳顆粒過濾、洗滌并干燥；(3)將干燥后的帶有聚吡咯涂層包覆的磁性碳顆粒與碳黑混合，使用機械攪拌或球磨對混合顆粒進行均勻化處理，得到固體材料；(4)將混合均勻的固體材料在100℃下進行真空干燥，以確保得到的固體材料結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。

12、作為本發(fā)明進一步改進，所述電極液為nacl溶液。

13、作為本發(fā)明進一步改進，所述再生裝置包括殼體，所述殼體設(shè)有腔體，所述腔體內(nèi)安裝有曝氣管、電源一以及至少一對電磁棒；所述電源一用于向一對所述電磁棒通電，通電后的一對所述電磁棒其中一個帶正電荷，另一個帶負電荷，帶負電荷的所述電磁棒用于吸附進入所述腔體內(nèi)的所述磁性流動電極中的固體材料；所述曝氣管安裝于所述腔體底部并用于向所述腔體內(nèi)通入氣體，對所述腔體內(nèi)的固體材料進行曝氣處理。

14、作為本發(fā)明進一步的改進，所述曝氣管內(nèi)通入的氣體為空氣或氧氣。

15、作為本發(fā)明進一步的改進，所述fcdi系統(tǒng)還包括供水系統(tǒng)，所述供水系統(tǒng)包括水泵和管道，所述水泵安裝于所述管道上，所述管道的一端連接循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)中的尾水，所述管道的另一端連接所述陽極電極室的進水口，所述水泵得以通過所述管道將待處理的尾水輸送至所述陽極電極室內(nèi)。

16、作為本發(fā)明進一步的改進，所述fcdi系統(tǒng)還包括尾水收集系統(tǒng)，所述尾水收集系統(tǒng)連接所述陽極電極室的出液口，所述尾水收集系統(tǒng)用于對處理后的尾水進行統(tǒng)一收集。

17、本發(fā)明還包括一種磁性流動電極的再生方法，其通過所述處理尾水的fcdi系統(tǒng)中的所述再生裝置對磁性流動電極進行回收再生處理，所述磁性流動電極的再生方法包括以下步驟：

18、將處理尾水后的所述磁性流動電極輸送至所述再生裝置的腔體內(nèi)，并打開所述電源一向一對所述電磁棒通電，使得其中一個所述電磁棒帶正電荷，另一個所述電磁棒帶負電荷，位于所述腔體內(nèi)的所述磁性流動電極中的固體材料得以全部吸附在帶負電荷的所述電磁棒上；

19、當所述腔體內(nèi)的磁性流動電極中的固體材料全部吸附在帶負電荷的電磁棒后，打開所述再生裝置的出水口，將所述磁性流動電極中的電極液全部排出；隨后向所述再生裝置中通入naoh溶液，并關(guān)閉所述再生裝置的電源一，吸附在帶負電荷的所述電磁棒上的固體材料得以落入所述再生裝置的腔體內(nèi)，并對所述再生裝置中的固體材料進行曝氣攪拌清洗；

20、清洗完成后，再啟動電源一向一對所述電磁棒通電，清洗后的固體材料得以全部吸附在帶負電荷的所述電磁棒上，隨后再將所述再生裝置中的naoh溶液排出并通入新的電極液，待所述再生裝置中的電極液填充滿時關(guān)閉所述電源一，此時再生后的所述固體材料得以進入新的所述電極液中，混合有固體材料的電極液即為再生后的所述磁性流動電極。

21、本發(fā)明還包括一種處理尾水的方法，其通過所述的處理尾水的fcdi系統(tǒng)對尾水進行脫氮脫磷處理，所述fcdi系統(tǒng)對尾水的處理方法包括以下步驟：

22、s1，啟動所述供水系統(tǒng)，向所述流動電容去離子裝置的陽極電極室中通入待處理的尾水；

23、s2，打開電源二，位于所述陰極電極室中的磁性流動電極將位于所述陽極電極室中的待處理的尾水中的氮離子和磷離子吸附至所述固體材料上；去除氮離子和磷離子的尾水通過陽極電極室的排液口排出；

24、其中，所述步驟s2中通過磁性流動電極對待處理的尾水中的氮離子和磷離子吸附過程中，若所述控制系統(tǒng)顯示所述陰極電極室中的磁性流動電極的電導率低于設(shè)定的閾值一時，所述陰極電極室中的磁性流動電極得以輸送至再生裝置中進行回收再生處理，所述磁性流動電極槽得以向所述陰極電極室中輸送再生后的磁性流動電極，通過所述磁性流動電極槽以及再生裝置對所述陰極電極室中的磁性流動電極進行更換，使得所述陰極電極室中的磁性流動電極的電導率始終高于設(shè)定的閾值一。

25、本發(fā)明提供的技術(shù)方案，具有如下有益效果：

26、(1)本發(fā)明通過制備磁性活性炭顆粒，其吸附氮磷的反應(yīng)時間短，能夠有效地去除水體中的氮磷，減少水體富營養(yǎng)化，而且還具有磁性，使得吸附后的磁性活性炭顆粒還可以通過磁選的方式快速從水體中分離，實現(xiàn)對其進行循環(huán)利用。通過利用磁性碳顆粒的高效吸附性和流動的電極液進行靈活結(jié)合，創(chuàng)造了一種新的水處理技術(shù)，即提高了脫氮脫磷的效率，又能夠適應(yīng)不同的環(huán)境條件，有效解決現(xiàn)有技術(shù)中生物硝化反應(yīng)依賴環(huán)境溫度的問題，為循環(huán)水養(yǎng)殖領(lǐng)域提供一種新的尾水處理方案。

27、(2)通過本發(fā)明的fcdi系統(tǒng)能夠有效地對尾水進行處理的同時，其對環(huán)境也沒有污染，且整個操作簡單便捷，處理成本低，使得其能夠廣泛應(yīng)用于對設(shè)施化循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)中的尾水處理。且通過設(shè)置再生裝置和磁性流動電極槽能夠保障處理效率的同時也能實現(xiàn)對尾水進行連續(xù)性處理，從而大大提高整個系統(tǒng)的處理效率。