[发明专利]膜曝气生物膜与生物电化学耦合系统及其应用

摘要

本发明涉及膜曝气生物膜与生物电化学耦合系统及其应用，该系统包括阳极室、阴极室以及设置在阳极室与阴极室之间的分隔膜，还包括设置在阴极室的膜曝气生物膜、与膜曝气生物膜连接的外部供氧单元以及将阳极室与阴极室相连通的外接管路，所述的阳极室、阴极室中分别设有生物阳极电极及生物阴极电极，并且所述的生物阳极电极通过外接电路与生物阴极电极电连接，所述的系统用于处理含氮废水。与现有技术相比，本发明系统结构简单紧凑，采用无泡曝气，充氧利用率高，操作过程耗能低，整个系统运行稳定，高效节能，兼具污染物处理和产电功能，具有很好的开发运用前景。

主权项

1.膜曝气生物膜与生物电化学耦合系统，该系统包括阳极室、阴极室以及设置在阳极室与阴极室之间的分隔膜(3)，其特征在于，还包括设置在阴极室的膜曝气生物膜(4)、与膜曝气生物膜(4)连接的外部供氧单元(5)以及将阳极室与阴极室相连通的外接管路(14)，所述的阳极室、阴极室中分别设有生物阳极电极(8)及生物阴极电极(9)，并且所述的生物阳极电极(8)通过外接电路(7)与生物阴极电极(9)连接所述的阳极室包括阳极反应腔室(1)以及竖直设置在阳极反应腔室(1)中的生物阳极电极(8)，并且所述的阳极反应腔室(1)的下部设有阳极进水口(10)，上部设有阳极出水口(11)，所述的阴极室包括阴极反应腔室(2)以及竖直设置在阴极反应腔室(2)中的生物阴极电极(9)，并且所述的阴极反应腔室(2)的下部设有阴极进水口(12)，上部设有阴极出水口(13)，所述的生物阳极电极(8)包括阳极电极以及负载在阳极电极上的厌氧型微生物，所述的生物阴极电极(9)包括阴极电极以及负载在阴极电极上的缺氧型微生物，所述的膜曝气生物膜上附着生长好氧硝化菌形成生物膜，在膜曝气生物膜表面可实现氨氮的硝化反应，生成硝酸盐和亚硝酸盐；所述的膜曝气生物膜为硅橡胶致密膜、疏水性微孔膜或表面改性膜中的一种；所述的表面改性膜所采用的表面改性的方法包括表面活性剂涂覆、表面化学处理、放射性辐照改性、紫外光辐照改性或等离子体改性；所述的膜曝气生物膜在保持气体分压低于泡点的情况下，向阴极反应腔室内曝气供氧，进而实现无泡曝气。