一种基于生物电化学的脱氮除硫反应装置的制作方法

技术特征：
1.一种基于生物电化学的脱氮除硫反应装置，其特征在于，它包括基座（1）、下腔体（2）、上腔体（3）、三相分离器（4）、质子交换膜组件（5）、恒电位仪（6）及循环水浴锅（7）；所述基座（1）为框体件，其框体顶面的中心设有空穴、顶面的周边设有连接座；所述下腔体（2）由阳极筒（21）及阳极电极（22）构成；所述阳极筒（21）为筒状件，筒体壁上设有封闭的第一水浴夹层（28），筒体两端均设有连接法兰，筒体上邻近顶部与底部的侧壁上分别设有与第一水浴夹层（28）贯通的第一水浴出口（282）及第一水浴进口（281），筒体上邻近顶部的侧壁上设有与筒体贯通的阳极腔出水口（24），筒体的底部设有与筒体贯通的阳极腔进水口（25），筒体上邻近顶部的内经设有径向收缩的第一变径段（23）；筒体内设有阳极电极座，筒体侧壁上设有阳极导线口（26）；所述阳极电极（22）设于阳极电极座上，阳极电极（22）上连接有导线，导线口（26）处设有一参比电极（29），且导线由阳极导线口（26）引出；所述上腔体（3）由阴极筒（31）、活性污泥颗粒隔离板（32）及阴极电极（33）构成；所述阴极筒（31）为筒状件，筒体壁上设有封闭的第二水浴夹层（35），筒体两端均设有连接法兰，筒体上邻近顶部及底部的侧壁上分别设有与第二水浴夹层（35）贯通的第二水浴出口（351）及第二水浴进口（352），筒体上邻近底部的侧壁上分别设有与筒体贯通的阴极腔进水口（39）及第一排气口（36）；筒体上邻近底部的内经设有径向收缩的第二变径段（34）；筒体内自上而下依次设有阴极电极座及隔离板座，筒体侧壁上设有阴极导线口（38）；所述阴极电极（33）设于阴极电极座上，活性污泥颗粒隔离板（32）设于隔离板座上，阴极电极（33）上连接有导线，且导线由阴极导线口（38）引出；所述三相分离器（4）由分离筒（41）及端盖（42）构成，所述分离筒（41）为两端均设有连接法兰的筒状件，分离筒（41）的侧壁上设有阴极腔出水口（37），分离筒（41）的内经设有径向收缩的第三变径段（44）；所述端盖（42）上设有第二排气口（43），端盖（42）与分离筒（41）顶端的连接法兰连接；所述质子交换膜组件（5）由质子交换膜（51）及漏斗（52）构成，质子交换膜（51）的中心设有漏斗孔，漏斗（52）的漏嘴由质子交换膜（51）的底面向上穿插在漏斗孔内；所述下腔体（2）经底端连接法兰与基座（1）的连接座连接，上腔体（3）经底端连接法兰与下腔体（2）顶端连接法兰连接，三相分离器（4）经底端连接法兰与上腔体（3）顶端连接法兰连接，质子交换膜组件（5）设于上腔体（3）底端连接法兰与下腔体（2）顶端连接法兰之间，质子交换膜组件（5）上漏斗（52）的漏嘴经软管与上腔体（3）的第一排气口（36）连接；所述恒电位仪（6）设于基座（1）外侧，恒电位仪（6）经导线分别与下腔体（2）的阳极电极（22）、参比电极（29）及上腔体（3）的阴极电极（33）电连接；所述循环水浴锅（7）设于基座（1）外侧，循环水浴锅（7）的供水口经管路与第一水浴进口（281）连接，第一水浴出口（282）经管路与第二水浴进口（352）连接，第二水浴出口（351）经管路与循环水浴锅（7）的回水口连接；所述下腔体（2）阳极筒（21）用于发生厌氧氨氧化反应，上腔体（3）阴极筒（31）用于硫酸盐还原反应；所述阳极筒（21）内厌氧氨氧化产生质子和电子，其中，电子通过阳极电极（22）、恒电位仪（6）传递到阴极电极（33），并由调节恒电位仪（6）控制下腔体（2）的电极电势，在特定电压下耦合厌氧氨氧化反应过程与硫酸盐还原反应过程，质子通过质子交换膜（51）进入上腔体（3）以强化阴极筒（31）内电活性硫酸盐的还原菌发生还原反应。
2.根据权利要求1所述的一种基于生物电化学的脱氮除硫反应装置，其特征在于，所述下腔体（2）的阳极腔进水口（25）由基座（1）的空穴伸出。3.根据权利要求1所述的一种基于生物电化学的脱氮除硫反应装置，其特征在于，所述阳极电极（22）及阴极电极（33）均选用钛/碳毡复合电极。4.根据权利要求1所述的一种基于生物电化学的脱氮除硫反应装置，其特征在于，所述阳极腔进水口（25）上设有蠕动泵。5.根据权利要求1所述的一种基于生物电化学的脱氮除硫反应装置，其特征在于，所述阴极腔进水口（39）上设有蠕动泵。

技术总结
本发明公开了一种基于生物电化学的脱氮除硫反应装置，包括基座、下腔体、上腔体、三相分离器、质子交换膜组件、恒电位仪及循环水浴锅；本发明下腔体的阳极筒用于发生厌氧氨氧化反应，上腔体的阴极筒用于硫酸盐还原反应；所述阳极筒内厌氧氨氧化产生质子和电子，其中，电子通过阳极电极、恒电位仪传递到阴极电极，在特定电压下耦合厌氧氨氧化反应过程与硫酸盐还原反应过程，质子通过质子交换膜进入上腔体以强化阴极筒内电活性硫酸盐的还原菌发生还原反应，通过电诱导调控富集电活性微生物，为厌氧氨氧化与硫酸盐还原协同处理废水的有效结合。效结合。效结合。


技术研发人员：甄广印 陆雪琴 刘新宇 张衷译 蔡腾
受保护的技术使用者：华东师范大学
技术研发日：2021.09.07
技术公布日：2021/12/16