[發明專利]用于降解有機污染物的光電催化-生物耦合裝置及其工藝

在審

• 申請號: 201911029281.2
• 申請日: 2019-10-28
• 公開（公告）號: CN110776086A
• 公開（公告）日: 2020-02-11
• 發明（設計）人: 江心白;施鶴飛;沈錦優;侯成;陳丹;李揚;夏交輝;劉曉東
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: C02F3/00
• 分類號: C02F3/00;C02F3/12;C02F3/34;C02F1/32;C02F1/48;C02F1/72;C02F101/30;C02F101/38
• 代理公司: 32203 南京理工大學專利中心
• 代理人: 劉海霞

1.用于降解有機污染物的光電催化-生物耦合裝置，其特征在于，所述的裝置由光催化陽極反應區、生物陰極反應區以及好氧生物區組成，光催化陽極反應區與生物陰極反應區采用折流板區分，光催化陽極與生物陰極通過電化學工作站連接，好氧生物區承接在生物陰極反應區之后。

2.根據權利要求1所述的光電催化-生物耦合裝置，其特征在于，所述的裝置內部分別設有遮光擋板區分光催化陽極反應區、生物陰極反應區以及好氧生物反應區。

3.根據權利要求1所述的光電催化-生物耦合裝置，其特征在于，所述的裝置在光催化陽極反應區設有進水口，好氧生物區設有出水口。

4.根據權利要求1所述的光電催化-生物耦合裝置，其特征在于，所述的光催化陽極反應區的光催化陽極室側面鑲嵌石英玻璃，采用紫外光源作為激發光源。

5.根據權利要求1所述的光電催化-生物耦合裝置，其特征在于，所述的光催化陽極采用碳紙、碳氈或碳布作為基底材料，以TiO₂、BiVO₄、CdS或ZnO作為光催化劑，通過涂覆法制得。

6.根據權利要求1所述的光電催化-生物耦合裝置，其特征在于，所述的生物陰極采用碳氈、碳刷或碳布作為電極材料，以導線將生物陰極與電化學工作站相連；所述的生物陰極反應區中接種活性污泥。

7.根據權利要求1所述的光電催化-生物耦合裝置，其特征在于，所述的好氧生物區以聚氨酯、泡沫碳或多孔陶瓷作為填料；所述的好氧生物區設有曝氣裝置，曝氣泵頭置于填料底部，與曝氣泵相連，中間設置轉子流量計控制曝氣量。

8.基于權利要求1至7任一所述的光電催化-生物耦合裝置的光電催化-生物耦合工藝，其特征在于，步驟如下：含有有機污染物的廢水進入光催化陽極反應區，紫外光照下，通過電化學工作站施加電壓，廢水經過光催化陽極反應進行初次降解，再進入生物陰極反應區，微生物對廢水中的有機物進行再次降解，同時將廢水中的有機氮轉換成氨氮，最后，廢水流入好氧生物反應區，曝氣，好氧微生物進行好氧反應將殘留的有機物礦化去除，同時利用好氧硝化反應將廢水中的氨氮轉變為硝態氮；將好氧生物反應區的出水再回流至生物陰極反應區，陰極微生物利用光生電子進行反硝化反應，將硝態氮轉變為氮氣，進行廢水脫氮。

9.根據權利要求8所述的電催化-生物耦合工藝，其特征在于，光催化陽極反應過程中，設置電壓為0.1～0.5V。

10.根據權利要求9所述的電催化-生物耦合工藝，其特征在于，設置電壓為0.4～0.5V。