[发明专利]耦合生物电化学和正渗透膜生物反应器的水处理装置及方法

权利要求书

1.一种耦合生物电化学和正渗透膜生物反应器的水处理方法，其特征在于，所采用的水处理装置包括反应池（1），所述反应池（1）包括阳极室（101），以及设于阳极室两侧的阴极室（102）和汲取液室（103），其中，阴极室与阳极室之间通过离子交换膜（104）分隔，阳极室与汲取液室之间通过正渗透膜（105）分隔；所述阳极室具有进水口（107）和出水口（108），阳极室内设有与外部电源正极相连的阳极（106）；所述阴极室具有电解液进口（109）和电解液出口（110），阴极室内设有与外部电源负极相连的阴极（111）；汲取液室具有汲取液进口（112）和汲取液出口（113）；

所述水处理方法的具体步骤为：通过进水口（107）向阳极室（101）内注入供产电菌生长的阳极电解液，通过电解液进口（109）向阴极室（102）内注入电解液并通入空气，通过汲取液进口（112）向汲取液室（103）内注入汲取液；将阳极（106）与外部电源的正极相连，阴极（111）与外部电源的负极相连；装置运行后，阳极电解液中的厌氧活性污泥降解阳极电解液中的有机物，产生的电能驱使盐通过离子交换膜（104）进入阴极室（102），阳极室（101）内的水分子通过正渗透膜（105）进入汲取液室（103）；

注入阴极室（102）的电解液为去离子水，注入阳极室（101）内的阳极电解液为含厌氧活性污泥的市政污水或/和人工配水，所述汲取液室（103）内的汲取液为NH₄HCO₃或Mg₃(PO₄)₂。

2.根据权利要求1所述的耦合生物电化学和正渗透膜生物反应器的水处理方法，其特征在于，所述水处理装置还包括原料液罐（2），所述阳极室（101）的进水口（107）和出水口（108）分别通过管路与原料液罐（2）相连。

3.根据权利要求1所述的耦合生物电化学和正渗透膜生物反应器的水处理方法，其特征在于，所述水处理装置还包括汲取液罐（3），所述汲取液室（103）的汲取液进口（112）和汲取液出口（113）分别通过管路与汲取液罐（3）相连。

4.根据权利要求1所述的耦合生物电化学和正渗透膜生物反应器的水处理方法，其特征在于，所述阴极室（102）内设有气体扩散器（9），所述阴极室（102）的电解液进口（109）接有三通接口，其中一个接口连空气泵（11），另一个接口连气体扩散器（9），还有一个接口依次连泵和阴极电解液罐。

5.根据权利要求4所述的耦合生物电化学和正渗透膜生物反应器的水处理方法，其特征在于，所述阴极室（102）的电解液出口（110）通过管路与汲取液回收罐（4）相连，汲取液回收罐（4）还与汲取液室（103）的汲取液进口（112）连通。

6.根据权利要求1所述的耦合生物电化学和正渗透膜生物反应器的水处理方法，其特征在于，所述的正渗透膜（105）的活性侧面向阳极室（101），所述正渗透膜（105）的表面积与离子交换膜（104）相同。

7.根据权利要求1所述的耦合生物电化学和正渗透膜生物反应器的水处理方法，其特征在于，运行结束后，将阴极电解液调节pH后回收NH₄HCO₃或鸟粪石。

8.根据权利要求7所述的耦合生物电化学和正渗透膜生物反应器的水处理方法，其特征在于，回收NH₄HCO₃时，离子交换膜（104）为阳离子交换膜；回收鸟粪石时，离子交换膜（104）为阴离子交换膜。