[发明专利]一种防膜污染膜生物反应器

权利要求书

1.一种防膜污染膜生物反应器，其特征在于，包括进水泵（1）、出水泵（2）、阳极导电膜（4）、电阻器（5）和阴极活性碳毡（6），所述进水泵（1）连接在废水池下端，所述阳极导电膜（4）置于废水池中，所述阳极导电膜（4）与出水泵（2）相连，所述阴极活性碳毡（6）通过电阻器（5）与阳极导电膜（4）连通构成外电流回路，所述阴极活性碳毡（6）平放于废水池中的水面上，所述阳极导电膜（4）竖直放置于废水池中的废水中；阳极导电膜（4）由衬板（41）、导流布（42）、基膜层（43）和亲水导电涂层（44）组成，所述导流布（42）、基膜层（43）和亲水导电涂层（44）逐层对称地覆在衬板（41）在上；通过对外电阻的调控，控制MBR中阴阳两极的电势差和氧化还原电位以及氧化还原反应速率，电阻值高时，膜材料阳极和活性碳毡阴极之间形成较大的电势差，膜材料表面及其内部处于更低的电极电位，一些难降解的有机物在此电极电位下发生电极半反应，释放出质子和电子，而多孔活性碳毡阴极中，氧气分子作为最终电子受体，和电子、质子发生阴极半反应；当外电阻值调低，生物电化学阳极向阴极传递的电子电荷量大幅增加，电子的定向流动促进阳极有机底物不断降解，有机物降解速率提升，对阻塞在膜表面和孔隙中的颗粒态或黏性有机物进行原位降解，进而抑制膜污染；将亲水导电涂层（44）负载到基膜层（43）的制备过程是：先将导电基膜聚四氟乙烯基膜浸入蒽醌二磺酸钠溶液的超声后晾干待用，用乙醇水溶液溶解吡咯，并混入石墨烯、碳纤维、金属氧化物粉末，得到复合材料；将带有蒽醌二磺酸钠的聚四氟乙烯基膜浸入复合材料中进行表面聚合吸附，再取出并用纯水清洗、晾干即可。

2.根据权利要求1所述的防膜污染膜生物反应器，其特征在于，所述阳极导电膜（4）与出水泵（2）之间连接有压力表（3）。

3.根据权利要求1所述的防膜污染膜生物反应器，其特征在于，所述阴极活性碳毡（6）由多孔活性碳毡导电层和承托层组成，所述承托层位于两层多孔活性碳毡导电层中间并利用钛丝固定。

4.根据权利要求3所述的防膜污染膜生物反应器，其特征在于，所述多孔活性碳毡导电层厚度为3mm~ 10mm，所述承托层为金属网。

5.根据权利要求4所述的防膜污染膜生物反应器，其特征在于，所述导流布（42）为亲水无纺布材质，所述亲水导电涂层（44）为具有导电特性的高分子涂覆材料。

6.根据权利要求4所述的防膜污染膜生物反应器，其特征在于，所述基膜层（43）为具有渗透性的支撑基膜。

7.根据权利要求5所述的防膜污染膜生物反应器，其特征在于，所述高分子涂覆材料由吡咯、石墨烯、碳纤维、金属氧化物粉末混合制成。

8.根据权利要求1所述的防膜污染膜生物反应器，其特征在于，所述电阻器（5）为10Ω~10000Ω的定值电阻或者可变电阻器。