[發明專利]一種懸浮床式電膜生物反應器系統

有效

• 申請號: 202210665810.3
• 申請日: 2022-06-14
• 公開（公告）號: CN114835251B
• 公開（公告）日: 2023-05-16
• 發明（設計）人: 高常飛;徐源;王建華
• 申請（專利權）人: 煙臺大學
• 主分類號: C02F3/12
• 分類號: C02F3/12;C02F3/08;C02F3/00;C02F3/30
• 代理公司: 北京東方盛凡知識產權代理有限公司 11562
• 代理人: 王寧寧

本發明公開了一種懸浮床式電膜生物反應器系統，包括：陰極室，陰極室為封底的管狀結構；陽極室，陽極室為管狀結構，陽極室位于陰極室內，陽極室外壁與陰極室內壁之間留有間隙，陽極室中部設置有質子通道區域，陽極室頂端固接有陽極蓋板，陽極室內填充有陽極組件；不銹鋼膜組件，不銹鋼膜組件位于間隙內，陽極組件與不銹鋼膜組件電性連接；有機玻璃隔板，有機玻璃隔板位于間隙內，有機玻璃隔板和不銹鋼膜組件圍成一閉合柱狀空間，陰極室和陽極室通過有機玻璃隔板連通；懸浮床，懸浮床填充在閉合柱狀空間與陽極室之間。本發明實現了污水或廢水的連續高效處理，大大減緩膜生物反應器處理負荷，提高了膜生物反應器過濾膜使用壽命。

技術領域

本發明涉及污水凈化與廢水資源化利用技術領域，特別是涉及一種懸浮床式電膜生物反應器系統。

背景技術

近年來，能源問題和環境問題日益突顯。微生物燃料電池（MFC）作為一種融合了污水處理和生物產電的新技術受到了國內外的廣泛關注。目前微生物燃料電池污水處理工藝普遍存在出水水質較差的問題，亟需與其它工藝耦合提升出水水質。膜生物反應器（MBR）是一種集污水生物處理技術與膜分離技術于一體的新型高效污水處理技術。然而，膜污染一直是MBR更為廣泛應用的一大障礙。目前提高MBR抗污染性能的最為常規的方法是增加曝氣量，通過增加膜表面的抖動及縱向切力，減緩生物質在膜表面的沉積，但實際效果有限。運行過程中，操作人員只有不斷地對膜進行清洗，才能實現膜通量的有效恢復，十分不便。

因此，亟需設計一種懸浮床式電膜生物反應器系統，用以解決上述問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種懸浮床式電膜生物反應器系統，包括：

陰極室，所述陰極室為封底的管狀結構；

陽極室，所述陽極室為管狀結構，所述陽極室位于所述陰極室內，所述陽極室外壁與所述陰極室內壁之間留有間隙，所述陽極室中部設置有質子通道區域，所述陽極室頂端固接有陽極蓋板，所述陽極室內填充有陽極組件；

不銹鋼膜組件，所述不銹鋼膜組件位于所述間隙內，所述陽極組件與所述不銹鋼膜組件電性連接；

有機玻璃隔板，所述有機玻璃隔板位于所述間隙內，所述有機玻璃隔板和所述不銹鋼膜組件圍成一閉合柱狀空間，所述陰極室和所述陽極室通過所述有機玻璃隔板連通；

懸浮床，所述懸浮床填充在所述閉合柱狀空間與所述陽極室之間。

優選的，所述陽極組件包括碳氈、碳棒和生物導電顆粒，所述碳氈包裹所述生物導電顆粒，將包裹有所述生物導電顆粒的碳氈填充在所述陽極室內，所述碳棒貫穿所述陽極蓋板，所述碳棒的底端插入包裹有所述生物導電顆粒的所述碳氈內，所述碳棒與所述碳氈和所述生物導電顆粒緊密接觸，所述碳棒頂端伸出所述陽極室，所述碳棒與所述不銹鋼膜組件電性連接。

優選的，所述生物導電顆粒為石墨顆粒和活性炭顆粒，所述石墨顆粒和所述活性炭顆粒的體積比為1:1。

優選的，所述不銹鋼膜組件包括不銹鋼板A、不銹鋼板B和碳纖維基導電膜，所述不銹鋼板A的厚度小于所述不銹鋼板B的厚度，所述不銹鋼板B固接在所述不銹鋼板A遠離所述陽極室的一側，所述碳纖維基導電膜固定嵌設在所述不銹鋼板B上，所述不銹鋼板A、所述不銹鋼板B和所述碳纖維基導電膜均與所述碳棒電性連接。

優選的，所述碳纖維基導電膜包括PVDF膜，所述PVDF膜上涂覆有碳纖維布。

優選的，所述質子通道區域包括若干通道組件，若干所述通道組件沿周向等距設置，所述通道組件包括若干沿豎直方向等間隔設置的孔道，所述孔道貫穿開設在所述陽極室外壁上。

優選的，還包括飽和甘汞參比電極，所述陽極蓋板頂端貫穿開設有參比電極口，所述飽和甘汞參比電極通過所述參比電極口插入所述陽極室，且所述飽和甘汞參比電極與外部數據收集系統電性連接。