技术特征：
1.一种空气阴极生物电化学系统辅助正渗透膜生物反应器的水处理装置，其特征在于：包括反应池(1)，所述反应池(1)包括阳极室(101)和汲取液室(103)，阳极室(101)与汲取液室(103)之间通过正渗透膜(105)分隔；所述阳极室(101)一侧设有空气阴极(102)，空气阴极(102)与阳极室(101)之间通过玻璃纤维膜(104)分隔；所述正渗透膜(105)靠近阳极室(101)的一侧为进料侧，靠近汲取液室(103)的一侧为汲取液侧；所述阳极室(101)内设有阳极(106)，阳极(106)与外部数据采集卡的正极相连；阳极室(101)的底部具有进水口(107)，顶部具有出水口(108)。2.根据权利要求1所述的水处理装置，其特征在于：还包括原料液罐(2)，原料液罐(2)内盛放阳极电解液，阳极电解液为含活性污泥的市政污水或人工配水；所述进水口(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2所述的水处理装置，其特征在于：原料液罐(2)与进水口(107)之间的管路上设有第一蠕动泵(4)，第一蠕动泵(4)将原料液罐内(2)的阳极电解液泵入阳极室(101)内，阳极电解液再通过出水口(108)流出循环至原料液罐(2)内。4.根据权利要求1所述的水处理装置，其特征在于：还包括汲取液罐(3)，汲取液罐(3)内盛放汲取液，汲取液为乙酸钠；汲取液进口(109)和汲取液出口(110)分别通过管路与汲取液罐(3)相连。5.根据权利要求4所述的水处理装置，其特征在于：所述汲取液进口(109)与汲取液罐(3)相连的管路上设有第二蠕动泵(5)，第二蠕动泵(5)将汲取液罐(3)内的汲取液泵入至汲取液室(103)内，汲取液通过汲取液出口(110)排出。6.根据权利要求1所述的水处理装置，其特征在于：所述汲取液室(103)和/或阳极室(101)的底部设有搅拌装置(6)。7.根据权利要求1所述的水处理装置，其特征在于：所述正渗透膜(105)的活性侧朝向阳极室(101)。8.根据权利要求1所述的水处理装置，其特征在于：所述阳极(106)材料为碳刷。9.根据权利要求1所述的水处理装置，其特征在于：所述空气阴极(102)材料为防水碳纸。10.一种基于如权利要求1
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9任一所述水处理装置的水处理方法，包括如下步骤：s1:将阳极与外部数据采集卡的正极相连，阴极与外部数据采集卡的负极相连，将阳极电解液泵入阳极室，将汲取液泵入汲取液室，汲取液和阳极电解液以预设循环流速运行，阳极室内序批次进水；所述阳极电解液为包含厌氧污泥降解有机物质的市政污水或人工配水，汲取液为乙酸钠；s2:阳极室里的厌氧污泥降解有机物质，产生电子通过外电路传递到阴极；空气阴极处，扩散的氧气与电子、质子结合生成水，此过程产生电能；空气阴极处同时发生硝化过程，将氨氮氧化成硝氮，电流驱动硝酸根离子迁移到厌氧阳极处，阳极的厌氧微生物利用反渗的有机汲取液作为反硝化的碳源，将硝酸根反硝化成为氮气；阳极室中的部分水分子通过正渗透膜进入汲取液侧。
技术总结
本发明公开一种空气阴极生物电化学系统辅助正渗透膜生物反应器的水处理装置及水处理方法，水处理装置的反应池包括阳极室和汲取液室，两者通过正渗透膜分隔；阳极室一侧设有空气阴极，其与阳极室通过玻璃纤维膜分隔。水处理方法中，阳极室的厌氧污泥降解有机物质产生电子传递到阴极；阴极处的氧气与电子、质子结合生成水，此过程产生电能；阴极处同时发生硝化过程，电流驱动硝酸根离子迁移到厌氧阳极处，阳极的厌氧微生物利用反渗的有机汲取液作为反硝化的碳源，将硝酸根反硝化成为氮气；阳极室中的部分水分子通过正渗透膜进入汲取液侧。本发明脱氮效率高，能够降低进料液侧出水中的污染物浓度；此外，空气阴极无需曝气，节约能源，降低成本。降低成本。降低成本。
技术研发人员：杨玉立 吴忧
受保护的技术使用者：南京师范大学
技术研发日：2021.08.10
技术公布日：2021/11/4