[發明專利]內置電極-MBR一體式反應器

無效

• 申請號: 201310663572.3
• 申請日: 2013-12-10
• 公開（公告）號: CN103723819A
• 公開（公告）日: 2014-04-16
• 發明（設計）人: 馮斐;齊美富;胡兆吉;萬金保;李述;賴勁虎;羅凱
• 申請（專利權）人: 南昌大學
• 主分類號: C02F3/00
• 分類號: C02F3/00;C02F3/34
• 代理公司: 南昌市平凡知識產權代理事務所 36122
• 代理人: 夏材祥

技術領域

本發明涉及一種內置電極-MBR一體式反應器，適合處理含難生物降解有機物或者高氨氮廢水的一體化裝置，屬環保技術領域。

背景技術

????膜生物反應器是將高效膜分離技術與生物反應器的生物降解集于一體的生化反應系統，用傳統的膜組件代替傳統生化處理的二次沉淀池進行泥水分離，具有固液分離效率高，生物量高、產水水質好，處理效率高等特點。傳統的MBR工藝在廢水處理領域已經得到廣泛的應用，但是對于一些難生化降解廢水、氨氮含量過高的廢水處理還存微生物活性不足、膜污染嚴重、脫氮效果不佳等缺陷。

????電化學法能快速高效地與廢水中污染物質通過獲得或者失去電子發生氧化還原反應，使得難降解有機物轉化或者降解為小分子或者水和二氧化碳。內置電極于生化反應器內，電極板上掛膜，微電流馴化微生物，使得形成電極膜。培養產生的自養反硝化菌不需要外接碳源，利用電極產生的電化學產物生長。同時，電極還具一定電解催化能力，破壞有機物分子。傳統的電極膜反應器內生物量不足，易于流失，去除效率較為低下，抗沖擊負荷能力有一定的局限性，電流利用率較低。耦合傳統電極生物膜法和MBR工藝，綜合了兩工藝處理的優點，提升了反應器的生物量，提高了電流效率，關鍵將電化學反應產生的析氫、析氧、電子遷移等高效的利用于生化反應中。

????因此，內置電極-膜生物反應器的一體式反應裝置對于難生物降解、高氨氮廢水，具有高效、經濟、無二次污染等眾多優點而具有廣闊的前景。

發明內容

?本發明的目的是針對現有技術的不足，提供一種內置電極-MBR一體式反應器。

?本發明的反應裝置包括傳統MBR的生化反應單元和石墨電極單元。

本發明的原理是：電極的設置形成微電場，電極板上馴化形成高效自養脫氮菌，利用電解產生的氫氣作為電子供體，反硝化脫氨；同時電場存在一定程度優化微生物的特性，在利用膜生物反應器的高生物量、高分離特性進行生化降解。

所述內置電極-MBR一體式反應器結構包括：貯水罐、進水泵、自動控制設備、石墨電極板、直流電源、平板膜組件、風機、生化反應器、曝氣頭、產水泵、膜組件產水；

污水于貯水罐中通過進水泵進入生化反應器中進行生化降解,通過風機供氧由曝氣頭產生氣泡沖刷平板膜組件以減緩膜污染；直流電源通過石墨電極板產生微電場，使得石墨電極板和生化反應器的微生物得以馴化、富集；平板膜組件作為泥水分離屏障通過產水泵得到膜組件產水，整個運行過程由自動控制設備對裝置進行有效控制。

本發明的特點在于：

（1）膜分離特性與微電場技術的有效融合，膜組件的存在能使得反應器維持很高的生物量，且專性微生物不容易流失；外加電場存在的情況下，可以激活微生物酶活性，從而提高有機物的去除效率。

（2）利用電極掛膜附著自氧反硝化菌，去除廢水中的氨氮，有效解決廢水

基質中有機物的不足而導致的脫氮效率低下。

（3）電場作用下可以使得溶液中正負離子的遷移速度加快，傳質加強，從而增加與微生物的接觸機會；同時電解一定程度上對難降解有機物分子的結構破壞，提高整體的COD?降解效率。

（4）操作簡便、電極體系與生化體系的參數可以獨立控制，易于調控。

本發明與現有技術相比，具有以下實質性特點和顯著優點：

（1）膜組件的存在，保證體系排水過程中，幾乎沒有生物的流失，反應器可以維持很高的生物量及豐富的生物種群，從而實現對有機物等的高效去除；（2）在外加電場存在的情況下，一定的電流強度能刺激微生物體內的生物酶，可以增強微生物的活性，提高處理效率；電場還能使得溶液中正負離子的遷移速度加快，傳質加強，從而增加與微生物的接觸機會；同時電解一定程度上對難降解有機物分子的結構破壞，提高整體的COD?降解效率，提高電流利用效率。（3）電極極板數量、間距、電流大小等電極參數和水力停留時間、污泥濃度、膜通量等MBR工藝參數可以根據廢水水質及排水要求，獨立控制。

附圖說明

圖1為本發明所述內置電極-MBR工藝一體式反應器裝置結構示意圖；

?圖中：1、貯水罐?2、進水泵?3、自動控制設備?4、石墨電極板?5、直流電源6、平板膜組件?7、風機?8、生化反應器?9、曝氣頭?10、產水泵?11、膜組件產水。

具體實施方式

本發明的結構包括貯水罐、進水泵、自動控制設備、石墨電極板、直流電源、、膜組件、供氧風機、產水泵。