[发明专利]一种高质出水与低膜污染的膜生物电化学反应器装置

权利要求书

1.一种高质出水与低膜污染的膜生物电化学反应器装置，其特征在于它包括水箱（1）、进水蠕动泵（2）、两个MFC阳极室（5）、不锈钢平板膜（6）、导线（4）、外接电阻（3）、曝气头（7）、气体流量计（8）、空气压缩机（9）、真空压力表（10）、出水蠕动泵（11）、回流蠕动泵（12）和MBR反应器（13）；其中，所述的两个MFC阳极室（5）分别由进水口（5-1）、钛丝（5-2）、阳极材料（5-3）、出水口（5-4）、反应器外壳（5-5）和阳离子交换膜（5-6）构成；所述的平板膜（6）由膜片（6-1）、腔体（6-2）、出水口（6-3）和钛丝（6-4）构成；

所述的两个MFC阳极室（5）之间形成MBR反应器（13），MBR反应器（13）底部密封；平板膜（6）设置在MBR反应器（13）内，水箱（1）出水口与进水蠕动泵（2）的进水口连通，进水蠕动泵（2）的出水口与回流蠕动泵（12）的出水口连通，回流蠕动泵（12）的进水口与出水蠕动泵（11）的出水口连通，回流蠕动泵（12）的出水口分别与两个MFC阳极室（5）的进水口（5-1）连通形成环形回流，两个MFC阳极室（5）上端分别设置有出水口（5-4）并位于MBR反应器（13）内，钛丝（5-2）与阳极材料（5-3）固定连接，并分别设置在由反应器外壳（5-5）构成的两个MFC阳极室（5）内部，阳离子交换膜（5-6）分别设置在两个MFC阳极室（5）靠近平板膜（6）一侧与反应器外壳（5-5）连接；

两个钛丝（5-2）分别通过导线（4）与两个外接电阻（3）一端连接，两个外接电阻（3）另一端分别与两个钛丝（6-4）连接，两个钛丝（6-4）分别焊接在两个膜片（6-1）上，两块膜片（6-1）之间形成空腔（6-2），空腔（6-2）底部密封，平板膜（6）上端设置有出水口（6-3），出水口（6-3）一端与腔体（6-2）连通，另一端与真空压力表（10）进水口连通，真空压力表（10）出水口与出水蠕动泵（11）的进水口连通；

曝气头（7）设置在MBR反应器（13）内的平板膜（6）下端，曝气头（7）进气口与气体流量计（8）的出气口连通，气体流量计（8）的进气口与空气压缩机（9）出气口连通。

2.根据权利要求1所述的一种高质出水与低膜污染的膜生物电化学反应器装置，其特征在于所述的阳极材料（5-3）材质为碳刷、石墨颗粒或碳布。

3.根据权利要求2所述的一种高质出水与低膜污染的膜生物电化学反应器装置，其特征在于所述的阳极材料（5-3）材质为碳刷，所述的碳刷由碳纤维丝和钛丝拧制而成。

4.根据权利要求1所述的一种高质出水与低膜污染的膜生物电化学反应器装置，其特征在于所述的膜片（6-1）材质为导电的不锈钢膜片、平板膜片或中空纤维膜片。

5.根据权利要求1所述的一种高质出水与低膜污染的膜生物电化学反应器装置，其特征在于所述的膜片（6-1）表面喷涂化学催化剂。

6.根据权利要求5所述的一种原位利用微生物燃料电池减缓膜污染的高效一体化膜生物反应器，其特征在于所述的化学催化剂为Pt/C。

7.根据权利要求1所述的一种高质出水与低膜污染的膜生物电化学反应器装置，其特征在于所述的回流蠕动泵（12）将部分出水与进水混合后，回流至厌氧环境的MFC阳极（5）。

8.根据权利要求1所述的一种高质出水与低膜污染的膜生物电化学反应器装置，其特征在于所述的曝气头（7）为多个个曝气头（7）设置在MBR反应器（13）内的平板膜（6）下端。