[发明专利]一种生物电化学辅助膜生物反应器污水处理装置和方法

权利要求书

1.一种生物电化学辅助膜生物反应器污水处理装置，由进水管、出水管、阳极室、阴极室、连通管、外电路和分隔膜组成，其特征在于：阳极室一侧设有进水管，阴极室设有出水管，阳极室内填充石墨材质填料，所述石墨材质填料内设有阳极碳棒，阴极室包括膜分离组件和曝气管，所述膜分离组件同时充当阴极电极，膜分离组件上固定阴极碳棒，通过阴极碳棒与外电路相连；曝气管位于膜分离组件正下方，曝气既提供微生物生长所需氧气又提供膜区搅拌错流速率防止膜污染，同时还为阴极提供最终电子受体氧气；阳极室与阴极室通过分隔膜隔开，所述分隔膜允许阴极室和阳极室之间的离子通过，阻隔大量溶氧通过；在阴极室和阳极室之间固定有连通管，使进水从阳极室流入阴极室。

2.根据权利要求1所述的生物电化学辅助膜生物反应器污水处理装置，其特征在于所述石墨材质填料为石墨刷、石墨毡、石墨棒或石墨颗粒中任一种。

3.根据权利要求1所述的生物电化学辅助膜生物反应器污水处理装置，其特征在于所述膜分离组件为不锈钢丝网，孔径为250目~500目。

4.根据权利要求1所述的生物电化学辅助膜生物反应器污水处理装置，其特征在于所述曝气管为穿孔曝气或微孔曝气。

5.根据权利要求1所述的生物电化学辅助膜生物反应器污水处理装置，其特征在于分隔膜为质子交换膜、离子交换膜、微滤膜或超滤膜等中任一种。

6.根据权利要求1所述的生物电化学辅助膜生物反应器污水处理装置，其特征在于所述连通管为有机玻璃或PVC管。

7.一种如权利要求1所述生物电化学辅助膜生物反应器污水处理装置的使用方法，其特征在于具体步骤如下：

有机污水或有机废水通过进水管进入阳极室，部分有机物在阳极室被产电微生物氧化分解，同时产生电子和质子；电子通过产电微生物传递给石墨材质填料，继而传递到埋在石墨材质填料中的阳极碳棒，从而通过外电路传递到阴极电极及膜分离组件，产生电能；质子在阴极室和阳极室电势差和扩散作用下，通过分隔膜进入阴极室；质子、外电路传递到阴极的电子和阴极室内溶氧反应生成水，整个电池形成回路；剩余有机物和氨氮通过连通管进入阴极室，在阴极室好氧条件下被生物氧化分解和硝化而去除，最终通过膜分离组件抽吸出水；随着反应的进行，污泥层和凝胶层吸附于膜表面形成动态膜，有效减小膜孔径，提高出水水质；其中：

阳极室控制厌氧，水力停留时间为15~60 min；阴极室：水力停留时间为3~12 h；曝气强度60~120 m³/(m²·h)；膜通量为10~40 L/( m²·h)；泥龄35~70 d。