[實用新型]溢流式電化學生物膜反應器

有效

• 申請號: 201520074880.7
• 申請日: 2015-02-03
• 公開（公告）號: CN204643965U
• 公開（公告）日: 2015-09-16
• 發明（設計）人: 周國旺;史惠祥;周昱宏;陳子文;何月峰;方飛
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: C02F3/30
• 分類號: C02F3/30
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 陳昱彤

技術領域

本實用新型涉及一種廢水生物處理中的膜生物反應器的技術領域，特別涉及一種溢流式電化學生物膜反應器。

背景技術

能量和水資源的短缺，是全球面臨的兩個重要挑戰。應用廣泛的城鎮污水處理工藝包括傳統活性污泥工藝及變形，如厭氧-缺氧-好氧法（A²O）工藝、氧化溝工藝、序批式活性污泥法（SBR）工藝等。這些工藝對污染物的去除效果好，但運行能耗高、剩余污泥產量大。實際上，污水中蘊含了巨大的能量，1kg化學需氧量（COD）完全氧化為水和CO₂理論上可以產生3.86kW·h的能量，如果生活污水以400?mg/L?COD計，則所含能量為1.544kW·h/m3，是我國污水處理廠處理1m3污水平均電耗的5.3倍。近幾年微生物燃料電池（MFC）的出現和快速發展，也實現了從廢水中回收電能，但也存在著生物量低造成的能量效率和污水處理負荷低以及出水水質差的缺點。

中國專利ZL201110134094.8提供了一種生物電化學膜反應器裝置。該裝置將膜生物反應器（MBR）和MFC耦合在一起，使其能在廢水生物處理的同時回收電能并得到較好的出水水質，但上述系統中的陽極室與陰極室的隔離需要離子選擇性透過膜，這使得反應器的成本大大的提高。

????因此，提供一種能在廢水生物處理的同時回收電能并得到較好的出水水質，并且利用反應器的流態從而不需要離子選擇性透過膜的溢流式電化學生物膜反應器，降低反應器成本，成為本領域技術人員額待解決的重要問題。

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種溢流式電化學生物膜反應器。

為實現上述目的，本實用新型所采取的技術方案是：

本實用新型溢流式電化學生物膜反應器包括反應容器，在所述反應容器中設有環形陽極室、用于生長產電微生物的環形陽極、陰極室和環形導電性分離膜；所述環形陽極室內為厭氧環境，所述陰極室為好氧環境，所述陽極置于環形陽極室內，所述環形導電性分離膜置于陰極室內；所述陰極室設于環形陽極室的內圈中，并在陰極室的外壁和環形陽極室的內圈壁的外壁之間形成通道；環形陽極室設有陽極室進水口，陽極室出水口，陰極室設有陰極室出氣口、陰極室進水口和陰極室出水口；所述陽極室進水口低于陽極室出水口；所述陰極室進水口低于陽極室出水口，所述陽極室出水口通過所述通道與陰極室進水口連通；陰極室的液面高于陽極室的液面；陰極室出水口高于陰極室進水口，且所述陰極室出水口低于陰極室的液面；所述導電性分離膜的一端封閉，另一端通過出水管連接所述陰極室出水口，以使陰極室內的廢水經由所述出水管流到所述反應器的外部；所述陽極和所述導電性分離膜之間串聯有外電阻。

進一步地，本實用新型還包括供氧裝置，來自所述供氧裝置的氧氣經由陰極室進水口進入所述陰極室內。

進一步地，本實用新型所述供氧裝置包括相互連通的曝氣頭和空氣泵，其中，所述曝氣頭置于陰極室進水口處，所述空氣泵置于所述反應容器外。

進一步地，本實用新型所述反應容器的內壁作為環形陽極室的外圈壁的內壁。

進一步地，本實用新型所述所述陽極室進水口設于陽極室的底部，陽極室出水口設于陽極室的頂部，所述陰極室進水口設于陰極室的底部，陰極室出水口設于陰極室的頂部。

進一步地，本實用新型所述陰極室由反應容器的頂部伸出，且所述反應容器的頂部與陰極室的外壁之間密封連接；所述環形陽極室的內圈壁的高度低于所述反應容器的頂部，由此在所述環形陽極室的內圈壁與反應容器的頂部之間形成所述陽極室出水口。

進一步地，本實用新型所述陰極室的底部高于反應容器的底部，所述陰極室進水口設于所述陰極室的底部。

進一步地，本實用新型所述陰極室的頂部呈敞口狀，該敞口為所述陰極室出氣口。

進一步地，本實用新型所述導電性分離膜的底端封閉，頂端通過出水管連接所述陰極室出水口。

進一步地，本實用新型所述陽極的體積為所述陽極室的體積的1/3～2/3。