[發明專利]膜曝氣生物膜與生物電化學耦合系統及其應用

有效

• 申請號: 201510957884.4
• 申請日: 2015-12-18
• 公開（公告）號: CN105565494B
• 公開（公告）日: 2019-06-11
• 發明（設計）人: 王榮昌;姚佳斌;周欣逸;李樂雪;王學昊
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: C02F3/30
• 分類號: C02F3/30;C02F3/34;H01M8/16
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 王小榮

1.膜曝氣生物膜與生物電化學耦合系統，該系統包括陽極室、陰極室以及設置在陽極室與陰極室之間的分隔膜(3)，其特征在于，還包括設置在陰極室的膜曝氣生物膜(4)、與膜曝氣生物膜(4)連接的外部供氧單元(5)以及將陽極室與陰極室相連通的外接管路(14)，所述的陽極室、陰極室中分別設有生物陽極電極(8)及生物陰極電極(9)，并且所述的生物陽極電極(8)通過外接電路(7)與生物陰極電極(9)連接所述的陽極室包括陽極反應腔室(1)以及豎直設置在陽極反應腔室(1)中的生物陽極電極(8)，并且所述的陽極反應腔室(1)的下部設有陽極進水口(10)，上部設有陽極出水口(11)，所述的陰極室包括陰極反應腔室(2)以及豎直設置在陰極反應腔室(2)中的生物陰極電極(9)，并且所述的陰極反應腔室(2)的下部設有陰極進水口(12)，上部設有陰極出水口(13)，所述的生物陽極電極(8)包括陽極電極以及負載在陽極電極上的厭氧型微生物，所述的生物陰極電極(9)包括陰極電極以及負載在陰極電極上的缺氧型微生物，所述的膜曝氣生物膜上附著生長好氧硝化菌形成生物膜，在膜曝氣生物膜表面可實現氨氮的硝化反應，生成硝酸鹽和亞硝酸鹽；

所述的膜曝氣生物膜為硅橡膠致密膜、疏水性微孔膜或表面改性膜中的一種；

所述的表面改性膜所采用的表面改性的方法包括表面活性劑涂覆、表面化學處理、放射性輻照改性、紫外光輻照改性或等離子體改性；

所述的膜曝氣生物膜在保持氣體分壓低于泡點的情況下，向陰極反應腔室內曝氣供氧，進而實現無泡曝氣。

2.根據權利要求1所述的膜曝氣生物膜與生物電化學耦合系統，其特征在于，所述的陽極出水口(11)通過外接管路(14)與陰極進水口(12)相連通，并且所述的外接管路(14)上設有蠕動泵(6)。

3.根據權利要求1所述的膜曝氣生物膜與生物電化學耦合系統，其特征在于，所述的陽極電極與陰極電極的電極材料為碳材料，所述的碳材料為碳紙、碳布、碳氈、石墨氈或石墨板中的一種。

4.根據權利要求1所述的膜曝氣生物膜與生物電化學耦合系統，其特征在于，所述的膜曝氣生物膜(4)為硅橡膠致密膜、疏水性微孔膜或表面修飾膜中的一種。

5.根據權利要求1所述的膜曝氣生物膜與生物電化學耦合系統，其特征在于，所述的外部供氧單元(5)包括依次與膜曝氣生物膜(4)連接的壓力表(51)、氣流調節閥(52)以及空氣壓縮機(53)。

6.根據權利要求1至5任一項所述的膜曝氣生物膜與生物電化學耦合系統，其特征在于，所述的分隔膜(3)為陽離子交換膜、陰離子交換膜或質子交換膜中的一種，所述的外接電路(7)為設有可調電阻(71)的外接電路(7)，并且所述的可調電阻(71)的兩端連接有電壓數據采集器。

7.如權利要求1所述的膜曝氣生物膜與生物電化學耦合系統的應用，其特征在于，用于處理含氮的有機廢水。