[實用新型]一種串聯式電極-生物膜過濾器

有效

• 申請號: 201320035245.9
• 申請日: 2013-01-23
• 公開（公告）號: CN203112659U
• 公開（公告）日: 2013-08-07
• 發明（設計）人: 朱松明;劉培峰;沈加正;鄭榮進
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: C02F9/14
• 分類號: C02F9/14;C02F1/48
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 林懷禹

技術領域

本實用新型涉及生物過濾裝置，尤其是涉及廢水處理技術中的一種串聯式電極-生物膜過濾器。

背景技術

目前，在工廠化循環水養殖系統中，采用各種生物過濾系統都存在一定的問題，比如膜處理效果低，造成成本投入過大；掛膜期間亞硝氮的積累較大，亞硝酸鹽是硝化反應不能完全進行的中間產物，此時，水體溶氧缺乏，水性偏酸，加重了亞硝酸鹽的毒性。一般情況下,當水體中亞硝酸鹽濃度達到0.1mg/l,就會對養殖生物產生危害。另外，在循環水中硝氮積累嚴重，一般認為硝酸鹽對水生動物沒有不良影響，其實在水體硝酸鹽的濃度較高（60mg/l）、時間較長時，也有一定的危害。較高濃度的硝酸態氮，如果不能及時被微生物或植物吸收轉化為其它形式帶走，一直會處于三態氮的動態循環中，一旦水體溶氧不足，隨時都會轉入反硝化過程，又以氨氮、亞硝酸鹽的形式危害水生動物。所以，在工廠化養殖中，一般通過大量更換養殖水體來達到去除硝氮的目的，從而造成養殖成本增加，地下水體內硝氮污染嚴重的后果。

電極-生物膜技術是將電化學法與生物膜法相結合而發展起來的更高效、更經濟、更具有競爭性的技術。它采用在物理電極上進行微生物掛膜、微生物電流馴化等手段制得附有生物膜的電極，然后在電極間通以直流電進行電解，電解時陰極表面產出的氫被固著在陰極表面的反硝化生物膜所高效利用，達到反硝化效果。同時，銨離子通過電流作用，在生物膜表面形成一個高濃度的氨氮區，增加生物膜利用銨態氮的效果，從而達到更高效的氨氮去除效果。而且，已經有研究表明，電極-生物膜法能夠去除COD。但是電極-生物膜法限于電極的規模程度，被認為只能制作小型的電極-生物膜反應器，不能大規模的應用。

生物轉盤技術（Rotating?Biological?Contactor,?簡稱RBC）是目前處理污水最有效的手段之一。傳統的生物轉盤主要由盤片、接觸反應槽、轉軸及驅動裝置所組成。轉盤浸入或部分浸入充滿廢水的接觸反應槽內,在驅動裝置的驅動下,轉軸帶動轉盤一起以一定的線速度不停地轉動,轉盤交替地與廢水和空氣接觸,經過一段時間的轉動后,盤片上將附著一層生物膜。RBC的自然掛膜時間長，對亞硝氮和硝氮的積累沒有相應的去除方法，同時，在低濃度的氨氮條件下，氨氮去除率低。所以，找到一種新型的生物膜處理方法就顯得尤為重要。

發明內容

為了解決背景技術中存在的問題，本實用新型的目的在于提供一種串聯式電極-生物膜過濾器。

本實用新型采用的技術方案是：

本實用新型包括供液系統、串聯式生物轉盤系統和供電系統；其中：

供液系統：包括養殖廢水箱、蠕動泵和硅膠管；蠕動泵通過硅膠管將養殖廢水箱內的養殖廢水通入串聯式生物轉盤系統的水箱中；

串聯式生物轉盤系統：有n個水箱，第1水箱至第n個水箱依次從高至低設置在階梯形的不銹鋼架上，第1水箱內的水平旋轉軸中安裝有多片盤片，多片盤片中心以下部分浸入到第1水箱中的廢水中，露出第1水箱外靠近下一級水箱的水平旋轉軸裝有第1同步帶輪；n-1個水箱的盤片數量相同或不同外，其余結構相同，均包括有一根水平旋轉軸，水平旋轉軸露出水箱外的兩端分別裝有同步帶輪，水平旋轉軸在箱體內部的一段均安裝有多片盤片，多片盤片一部分浸入到水箱中的廢水中，相鄰水箱的同步帶輪均用各自同步帶連接，第n個水箱遠離上一個水箱一端的同步帶輪通過同步帶與減速電機上的同步帶輪連接。

供電系統：包括導線、變壓器和n片石墨片；變壓器與電源連接，將220V交流電源轉變為直流電壓，n片石墨片分別安裝在各自水箱底部作為電源陽極與變壓器連接，所有盤片作為陰極通過導線與變壓器連接，盤片與盤片之間通過導線連通，保證每個盤片與石墨片之間都存在電壓差。

所述n個水箱內的盤片轉動時的浸水面積占整個盤片的40%～90%。

本實用新型具有的有益效果是：

本實用新型結構簡單、操作方便、自動化程度高；且由于電流對氨氮的富集作用，從而達到能夠高效去除水體中低濃度氨氮的效果；由于反硝化作用的存在，水體中的硝氮積累不會過高，從而降低了水產養殖中養殖水體的更換量和養殖成本。本實用新型可用于工廠化水產養殖，水處理技術，生物過濾器等領域的研究與應用，具有很好的市場前景和工程應用前景。

附圖說明

圖1是本實用新型的結構示意圖。

圖中：1-養殖廢水箱；2-蠕動泵；3-硅膠管；4-盤片；5-水箱；6-同步帶輪；7-導線；8-變壓器；9-n片石墨片；10-水平旋轉軸；11-同步帶；12-減速電機；13-不銹鋼架。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。