[发明专利]一种光照耦合电活性生物膜高效降解双酚A的装置和方法

说明书

本发明公开了一种光照耦合电活性生物膜高效降解双酚A的装置和方法。相较于单独的生物电化学降解方法，本方法将电化学生物系统与光照耦合，不仅加速了双酚A的降解效率，且能量消耗低。本发明所述光照耦合电活性生物膜降解双酚A的效率可高达97.8％，较同时间内单独的电活性生物膜的降解效率提高了近50％。所述方法的操作简单，成本低，降解双酚A的效率高，具有实际运用价值。

技术领域

本发明属于污水处理技术领域。更具体地，涉及一种光照耦合电活性生物膜高效降解双酚A的装置和方法。

背景技术

随着科学技术水平的不断提升以及环境保护意识的不断加强，处理难降解有机污染物的技术手段日益增加，效果也越来越理想。目前，常用的有机污染物处理手段主要包括物理方法、化学方法和生物方法。这些技术方法随着科学研究的发展，逐渐成熟并相互结合使用，生物电化学系统也因此而产生。

生物电化学系统是微生物、反应底物和电极三者相互作用的体系。微生物一般附着在电极之上，通过跟电极直接或间接的电子传递，将溶液与电极紧密相连。阳极上的微生物通过氧化碳水化合物和硫化物，产生电子并传递给阳极；阴极则利用空气、质子或其他有机物作为电子受体，消耗从阳极传递过来的电子，从而得以维持整个体系内氧化还原反应持续不断地进行。近年，生物电化学技术在废水处理领域展现出极大的应用潜力，其特有的电活性生物膜为强化废水中有机污染物去除创造了条件。电活性生物膜比传统的化学催化剂具备更好的多样性和适应性，并且运行成本更低，能够通过胞外电子传递降解多种难降解污染物。

双酚A是一种环境雌性激素，其可通过与雌激素受体结合，或影响细胞信号传导途径等方式干扰内源性雌激素作用，对人类和动物造成危害。双酚A对生物体产生的不良作用，包括影响内分泌、生殖和神经系统、促癌等。调查表明双酚A在市政污水及垃圾渗滤液中的含量可达10mg/L。目前，双酚A的处理方法主要有吸附法、降解法、混凝沉淀法、富集法等，但效果不尽如人意。

中国专利CN 105668921A公开了一种处理低温环境下双酚A废水的装置及其处理方法，其装置中含有电-生物降解反应池，利用电化学反应、磁强化技术和生物降解三种技术来降解低温环境下的双酚A，但该装置对双酚A的降解效率和降解速率仍有待提高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有生物电化学系统降解双酚A的缺陷和不足，提供一种光照耦合电活性生物膜高效降解双酚A的装置和方法。

本发明的目的是提供一种光照耦合电活性生物膜高效降解双酚A的装置。

本发明的另一个目的是提供一种通过光照耦合电活性生物膜高效降解双酚A的方法。

本发明上述目的通过以下技术方案实现：

本发明提供了一种光照耦合电活性生物膜高效降解双酚A的装置，其包括反应器、电化学工作站和光源；所述反应器包括上部开口的桶状结构本体和与其上部开口可拆卸连接的透明密封盖；反应器内设有已经驯化好的电活性生物膜的石墨板阳极，钛丝阴极和Ag/AgCl参比电极；所述反应器侧壁上设有曝气孔和与之配合的密封孔盖；所述反应器外层下部设有保温组件；所述电化学工作站设在反应器外部，并与反应器内的三个电极相连；所述光源设在反应器上方，用于模拟光照效果。