光合生物耦合生物電化學(xué)膜生物反應(yīng)器水處理裝置制造方法
【專利摘要】光合生物耦合生物電化學(xué)膜生物反應(yīng)器水處理裝置，屬于污水生物處理回用與資源化【技術(shù)領(lǐng)域】。其特征是陽極室設(shè)置有進水管和擴散通道，內(nèi)部填充石墨顆粒并附著產(chǎn)電微生物，陽極室壁上設(shè)置有通孔，外側(cè)包裹無紡布，上部避光，導(dǎo)電過濾分離膜套設(shè)于所述通孔的外側(cè)，導(dǎo)電過濾分離膜外側(cè)的陰極室內(nèi)懸浮生長綠藻類光合微生物，陰極室頂部由導(dǎo)電過濾分離膜過濾后出水，陰極室底部為漏斗結(jié)構(gòu)用于排出剩余綠藻，陽極和導(dǎo)電過濾分離膜通過導(dǎo)線連接，外接負(fù)載電阻。本發(fā)明的效果和益處是不僅避免了人工曝氣增氧等耗能行為，而且脫氮效果好，還能在產(chǎn)電同時去除水中的氮、磷和有機物等物質(zhì)，過剩綠藻可進一步利用，從而降低了處理廢水的能耗，并產(chǎn)生附加價值。
【專利說明】光合生物耦合生物電化學(xué)膜生物反應(yīng)器水處理裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于污水生物處理回用與資源化【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及光合生物耦合生物電化學(xué)膜生物反應(yīng)器水處理裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]普通的微生物燃料電池的陰極材料費用較高，在廢水處理中尚沒有實現(xiàn)實際應(yīng)用，廢水處理微生物燃料電池的陰極除了空氣陰極，普遍采用人工曝氣的方式保持水中的溶解氧含量，導(dǎo)致能耗較高。在膜生物反應(yīng)器中，膜組件價格較高并且易堵塞。光合微生物燃料電池，雖然可以降低維持必要溶解氧水平的能耗，但是不經(jīng)膜過濾的出水，達(dá)不到很高的廢水處理和出水水質(zhì)的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明目的是提供光合生物耦合生物電化學(xué)膜生物反應(yīng)器水處理裝置，以達(dá)到低耗能、聞效的處理聞含氣廢水獲得聞出水水質(zhì)，生廣富余綠操，并廣生電能。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案是一種光合生物耦合生物電化學(xué)膜生物反應(yīng)器水處理裝置，包括陽極室5、陽極、導(dǎo)電過濾分離膜3和陰極室4，其特征是陽極室5為封閉結(jié)構(gòu)，其上設(shè)置進水口 1，其內(nèi)部填充附著有產(chǎn)電微生物的石墨顆粒作為陽極，陽極室5下部壁上設(shè)置陽極孔道7，陽極孔道7外側(cè)包裹無紡布；導(dǎo)電過濾分離膜3由夾有活性炭的雙層不銹鋼網(wǎng)構(gòu)成，導(dǎo)電過濾分離膜3頂部有出水口 2，導(dǎo)電過濾分離膜3套設(shè)在無紡布的外側(cè)；陰極室4包圍于導(dǎo)電過濾分離膜 3外側(cè)，陰極室4內(nèi)懸浮生長有藻類光合微生物，陰極室4是頂部設(shè)有排氣口 8，陰極室4底部為漏斗結(jié)構(gòu)的出口用于排出剩余的藻類光合微生物，陽極和導(dǎo)電過濾分離膜3間通過導(dǎo)線外接負(fù)載電阻。本發(fā)明提供的光合生物耦合生物電化學(xué)膜生物反應(yīng)器水處理裝置，廢水依次通過陽極室、陰極室和導(dǎo)電過濾分離膜的處理后得到高水質(zhì)的出水。
[0005]本發(fā)明的效果和益處是陰極室懸浮生長綠藻類光合微生物，避免了人工曝氣增氧等耗能行為，水中溶解氧在陽光照射下高于人工曝氣產(chǎn)生的溶解氧含量，提高產(chǎn)電效能，提高去除水中的有機物、氮、磷等物質(zhì)的效率，過剩的綠藻可以資源化利用，從而在處理廢水的同時降低了能耗，并產(chǎn)生附加價值，膜組件價格便宜，節(jié)約成本。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0006]附圖是光合生物耦合生物電化學(xué)膜生物反應(yīng)器水處理裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0007]圖中:1進水口 ；2出水口 ；3導(dǎo)電過濾分離膜；4陰極室；5陽極室；
[0008]6無紡布；7陽極孔道；8排氣口。
【具體實施方式】
[0009]以下結(jié)合技術(shù)方案和附圖詳細(xì)敘述本發(fā)明的【具體實施方式】。[0010]實施例
[0011]啟動反應(yīng)器:
[0012]先將培養(yǎng)的產(chǎn)電菌加入到陽極室5 ;將人工配制的生活污水從陽極進水口 2加入到反應(yīng)器中；向陰極室4內(nèi)投加綠藻；陽極電極和陰極電極3之間連接負(fù)載1000Ω的定值電阻，以實時監(jiān)測電阻電壓的變化情況；反應(yīng)器啟動完成。
[0013]處理廢水:
[0014]人工配制廢水依次通過進水口 2、陽極室5、無紡布7、陰極室4、陰極電極過濾膜3、出水口 1，水質(zhì)逐漸得到改善。人工配制廢水COD含量580mg/L、無機氮含量16.5mg/L，無機氮處理達(dá)到100%，在高濃度無機氮含量160mg/L下三天后無機氮含量降為39.lmg/L。
[0015]產(chǎn)電情況:
[0016]反應(yīng)器產(chǎn)電電壓白天、晚上交替變化，白天陽光下，藻類進行光合作用，水中溶解氧達(dá)到飽和；夜晚進行呼吸作用溶解氧含量低，也有穩(wěn)定的產(chǎn)電電壓。陰極電極材料不同，產(chǎn)電電壓不同。
[0017]能耗對比:一般的膜 生物反應(yīng)器處理廢水由于曝氣的能耗在0.6-1.2KWh/m3。本裝置中沒有曝氣，仍達(dá)到高效的廢水處理效果，并有產(chǎn)電輸出。
【權(quán)利要求】
1.一種光合生物耦合生物電化學(xué)膜生物反應(yīng)器水處理裝置，包括陽極室(5)、陽極、導(dǎo)電過濾分離膜(3)和陰極室(4)，其特征是陽極室(5)為封閉結(jié)構(gòu)，其上設(shè)置進水口(1)，其內(nèi)部填充附著有產(chǎn)電微生物的石墨顆粒作為陽極，陽極室(5)下部壁上設(shè)置陽極孔道(7)，陽極孔道(7)外側(cè)包裹無紡布；導(dǎo)電過濾分離膜(3)由夾有活性炭的雙層不銹鋼網(wǎng)構(gòu)成，導(dǎo)電過濾分離膜(3)頂部有出水口(2)，導(dǎo)電過濾分離膜(3)套設(shè)在無紡布的外側(cè)；陰極室(4)包圍于導(dǎo)電過濾分離膜(3)外側(cè)，陰極室(4)內(nèi)懸浮生長有藻類光合微生物，陰極室(4)是頂部設(shè)有排 氣口(8)，陰極室(4)底部為漏斗結(jié)構(gòu)的出口用于排出剩余的藻類光合微生物，陽極和導(dǎo)電過濾分離膜⑶間通過導(dǎo)線外接負(fù)載電阻。
【文檔編號】C02F3/34GK103964583SQ201410178707
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年4月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月30日
【發(fā)明者】柳麗芬, 林陽, 楊鳳林 申請人:大連理工大學(xué)