[发明专利]好氧转筒式微生物膜电化学反应器及其应用

说明书

本发明公开了一种好氧转筒式微生物膜电化学反应器及其应用，电化学反应器包括壳体，设于壳体内的阳极膜组件和阴极膜组件，与阳极和阴极相连的电源，阳极膜组件包括设于壳体内且能转动的两个转轮，以及设于两转轮之间的筒状的阳极，转轮带有沿周向分布的叶片，阳极具有供微生物附着生长的第一导电材料层；阴极膜组件包括设在壳体内的阴极，以及供微生物附着生长的第二导电材料层；壳体设出水口朝向叶片的进水管，壳体还开设有高度低于转轮顶面，高于转轮底面的出水口；出水口的高度高于阳极底面，阴极具有位置低于出水口的覆有第二导电材料层的入水段。本发明对污水处理效果好且不需要额外设置曝气结构，本发明还提供了化学反应器的应用。

技术领域

本发明涉及污水处理，尤其涉及一种好氧转筒式微生物膜电化学反应器及其应用。

背景技术

随着社会进步和经济发展，全球范围内的能源危机和环境污染问题日益严重，新兴污染作为影响人类健康的环境问题，正日益引起广泛关注，探索新的技术和途径来减轻自然环境和生态系统的压力迫在眉睫。

污水处理厂尾水、面源污染水等低污染水中抗生素对水生态及人类健康有潜在严重危害。传统的微生物膜电化学反应器(biofilm-electrode reactor，BER)具有有效破坏抗生素分子结构的能力。特别地，微生物膜电化学反应器仅需要电流才能运行，微生物处于特定电场中，产生电催化作用，激活或增强某些微生物的生长或酶活性。

BER的构型对水中污染物的去除影响较大，传统BER为厌氧或缺氧污水处理装置，然而抗生素等一些难降解有机物在有氧情况下降解效果较好，因此为了提高污水处理效果，需要额外曝气，增加了运营成本。

发明内容

发明目的：针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种不需要额外设置曝气结构的好氧转筒式微生物膜电化学反应器，本发明的另一个目的是提供所述的好氧转筒式微生物膜电化学反应器的应用。

技术方案：本发明所述的好氧转筒式微生物膜电化学反应器，包括壳体，设于所述壳体内的阳极膜组件和阴极膜组件，以及分别与阳极和阴极相连的电源，

所述的阳极膜组件包括设于壳体内且能够转动的两个转轮，以及设于两个转轮之间的筒状的阳极，所述的转轮带有沿转轮周向分布的叶片，所述的阳极具有供微生物附着生长的第一导电材料层；

所述的阴极膜组件包括设置在壳体内的阴极，以及供微生物附着生长的第二导电材料层；

所述的壳体设有出水口朝向叶片的进水管，所述的壳体还开设有出水口，所述出水口的高度低于所述转轮的顶面，高于所述转轮的底面；所述出水口的高度高于所述阳极的底面，所述的阴极具有位置低于出水口的入水段，所述的入水段的表面覆有所述的第二导电材料层。

本发明中，出水口用于排放处理好的水，进水管用于向壳体内通入污水，在污水处理工艺稳定时，转轮的一部分处于水面之上，另一部分处于水面之下，由于进水管的出水口朝向叶片，通入污水时，水流冲击叶片，带动转轮转动，转轮由于部分暴露于水面上(即空气中)，在转动的过程中，可将空气带入污水中并搅拌，从而增加污水中的溶氧。本领域人员显然的理解，为使转轮转动，进水管的出水口朝向的为暴露于水面上的叶片。出水口的位置在保证转轮转动的同时，还应保证电化学反应器的正常运行，显然的，出水口的位置应高于所述阳极的底面，阴极具有位置低于出水口的入水段，这样，阳极和阴极都只要有一部分处于污水中，可保证电流的流通。

转轮转动，带动阳极转动，阳极为筒状，可减少转动时对导电材料层上微生物的冲刷。优选的，所述出水口的高度低于所述阳极的顶面。这样，污水处理时，第一导电材料层始终是有部分处于水面下，有部分处于水面上，不仅保证正常的污水处理，同时转动过程中，第一导电材料层上的微生物可转出水面，接触空气，利于好氧微生物的生长。