[发明专利]一体化MFC-DMBR耦合装置

说明书

本发明公开了一种一体化MFC‑DMBR耦合装置，该装置的厌氧阳极池、好氧阴极池之间设置为阳离子交换膜，厌氧阳极池内设有产电微生物、碳毡以及搅拌器，好氧阴极池内设有不锈钢丝网，在所述装置运行设定时间后，该不锈钢丝网上形成具有固/液分离作用的动态膜，经动态膜过滤后的出水由出水管自流流出；曝气池内设有气泵驱动的曝气头；该装置还包括PLC控制器，该PLC控制器正、负极分别与不锈钢丝网、碳毡电连接；污水进入调节池并下行进入厌氧阳极池底部，厌氧阳极池的污水上行并溢流到好氧阴极池，好氧阴极池的污水下行并进入到曝气池底部，曝气池的污水上行且在曝气气泡的提气作用下回流到好氧阴极池中。本发明生物降解能力强，出水水质好，能耗低。

技术领域

本发明属于污水处理技术领域，尤其涉及一种一体化MFC-DMBR耦合装置。

背景技术

膜生物反应器(MBR)具有出水水质好、占地面积小、污泥产量低等优点，其工程应用在2009～2012年间达到鼎盛，一度有取代活性污泥法的趋势。但是自2012年以后，MBR在全球的工程应用数量迅速下降，近两年的新增应用数量仅为鼎盛时期的10％左右，究其原因，高能耗和膜污染是限制MBR发展的主要因素。因此，有效控制膜污染、大幅度降低能耗依然是目前MBR领域迫切需要解决的问题。

近年来，一些学者尝试将动态膜技术引入MBR，利用廉价的粗孔材料(例如无纺布、滤布、尼龙网、不锈钢丝网等)代替昂贵的超滤/微滤膜，利用运行过程中在粗孔材料表面形成的滤饼层(即动态膜)实现固/液分离，进而开发出了一种新型工艺-动态膜生物反应器(DMBR)，该反应器保留了传统MBR的大部分优点，同时也在一定程度上克服了传统MBR高成本、高能耗的缺点，目前已成为研究的热点。此外，微生物燃料电池(MFC)是一种利用微生物作催化剂，将有机物中的化学能转化为电能的装置。由于能够在去除有机物的同时回收电能，近年来MFC备受人们的青睐。

在此基础上，一些研究人员尝试将MFC与MBR进行耦合，这在提高出水水质、减缓膜污染、降低能耗等方面均取得了很好的效果。但是，该耦合技术无法从根本上解决由微滤(或超滤)膜材料本身所带来的高能耗与膜污染问题。

发明内容

本发明在将MFC与DMBR进行有机结合的基础上，提出了一体化MFC-DMBR耦合工艺装置，能够在MFC-MBR的基础上进一步降低能耗、减缓膜污染，对有效解决MBR的高能耗与膜污染问题、推动其应用进程有重要意义。

本发明是这样实现的，一体化MFC-DMBR耦合装置，该装置包括调节池、厌氧阳极池、好氧阴极池、曝气池；所述厌氧阳极池、好氧阴极池之间设置为阳离子交换膜，所述厌氧阳极池内设有产电微生物、碳毡以及搅拌器，所述好氧阴极池内设有不锈钢丝网，在所述装置运行设定时间后，该不锈钢丝网上形成具有固/液分离作用的动态膜，经动态膜过滤后的出水由出水管自流流出；所述曝气池内设有气泵驱动的曝气头；

该装置还包括PLC控制器，该PLC控制器正、负极分别与不锈钢丝网、碳毡电连接；其中，

污水进入调节池并下行进入厌氧阳极池底部，厌氧阳极池的污水上行并溢流到好氧阴极池，好氧阴极池的污水下行并进入到曝气池底部，曝气池的污水上行且在曝气气泡的提气作用下回流到好氧阴极池中。

优选地，该装置还包括污泥回流泵驱动的污泥回流管路，该管路的入口端对接好氧阴极池底部、出口端对接调节池池壁上部；其中，污水与回流的污泥形成的混合液进入调节池中。

优选地，所述PLC控制器、不锈钢丝网之间的连接电路上串联有外接电阻。

优选地，所述不锈钢丝网的网眼孔径为25～100um。