[發明專利]一種電化學無泡曝氣膜生物反應器及其應用

有效

• 申請號: 202010035667.0
• 申請日: 2020-01-14
• 公開（公告）號: CN111186961B
• 公開（公告）日: 2022-04-26
• 發明（設計）人: 王志偉;任樂輝;陳妹
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: C02F9/14
• 分類號: C02F9/14;C02F101/38;C02F101/34;C02F101/30
• 代理公司: 北京挺立專利事務所(普通合伙) 11265
• 代理人: 沃趙新

1.一種電化學無泡曝氣膜生物反應器，其特征在于，包括進水管、進水泵、反應器殼體、石墨板陽極、電化學無泡曝氣膜組件、電源、曝氣系統、出水管和循環裝置；所述進水管一端置于反應器殼體內；所述石墨板陽極、電化學無泡曝氣膜組件位于反應器殼體內；所述石墨板陽極通過導線與電源的正極相連；所述電化學無泡曝氣膜組件通過導線與電源的負極相連，所述的電化學無泡曝氣膜組件呈板式格網狀，電化學無泡曝氣膜組件包括膜框、不銹鋼絲網和中空纖維膜，所述膜框包括上導氣管和下導氣管，上導氣管上設有進氣口，下導氣管上設有排氣口，所述中空纖維膜以簾式排布形式編織在不銹鋼絲網上，中空纖維膜的上下兩端分別密封固定于上導氣管和下導氣管內，中空纖維膜的內腔與上導氣管和下導氣管內腔相通，所述中空纖維膜表面負載有生物膜；所述曝氣系統包括曝氣泵、曝氣管和排氣管，曝氣管上設有用于調節進氣量的氣體流量計和用于調節曝氣壓力的壓力表，曝氣管與進氣口相連，排氣管與排氣口相連；所述出水管與設于反應器殼體頂部的溢流堰連通；所述循環裝置包括循環泵和循環管，循環管的兩端分別與反應器殼體的下端和上端相連通，本反應器底部無氣體擴散器；

所述生物膜為通過循環掛膜法形成的異向傳質生物膜；所述循環掛膜法步驟為：

（1）首先配制COD含量為50 mg/L，NH₄⁺-N含量為5 mg/L的模擬微污染地表水，然后將從污水處理廠采集的活性污泥和配制的模擬微污染地表水按照體積比為1:2混勻形成混合水體，關閉進水泵，將混合水體倒入反應器中，開啟循環泵使反應器底部的活性污泥通過循環管從反應器頂部流入底部，反應器的循環流量設置為1.50 mL/min，水力停留時間為24 h，待中空纖維膜表面附著生長出一層肉眼可見的生物膜后將反應器內的活性污泥和模擬污染物地表水全部排出；

（2）打開進水泵，采用營養液連續進水直到中空纖維膜表面上附著生長出一層黃褐色的厚度均勻的生物膜為止，其中，反應器的進水流量設置為1.50 mL/min，營養液的成分為腐殖酸鈉40 mg/L、NH₄Cl 19.11 mg/L、KCl 0.58 mg/L、MgSO₄?7H₂O 12.3 mg/L、CaCl₂?2H₂O29.4 mg/L、Na₂SO₃ 50 mg/L。

2.如權利要求1所述的反應器，其特征在于，所述中空纖維膜為聚偏氟乙烯中空纖維膜、聚丙烯中空纖維膜、聚四氟乙烯中空纖維膜、聚醚砜中空纖維膜中的任意一種。

3.如權利要求1所述的反應器，其特征在于，所述中空纖維膜外徑為0.5～1.5 mm。

4.如權利要求1所述的反應器，其特征在于，所述電源為穩壓直流電源，電源的電壓范圍為0.5～2 V。

5.如權利要求1所述的反應器，其特征在于，所述石墨板陽極與電化學無泡曝氣膜組件的距離為0.5～5 cm。

6.如權利要求1所述的反應器在污水處理上的應用。

7.如權利要求6所述的應用，其特征在于，水力停留時間為2～8 h。