技术特征：
1.一种光电微生物耦合脱氮除碳系统，其特征在于：包括壳体（1）、曝气结构、处理单元、紫外灯（10）和电源（11）；处理单元设置在壳体（1）内部，且处理单元与壳体（1）的底部之间留有空间，处理单元的下方空间设有曝气结构以提供氧气；壳体（1）上还设有进水管（2）和出水管（3）；所述处理单元包括改性光电极板（6）、生物阴极层（7）和夹在改性光电极板（6）与生物阴极层（7）之间的粒子电极层（8），改性光电极板（6）与电源（11）的正极连接，生物阴极层（7）与电源（11）的负极连接，紫外灯（10）正对改性光电极板（6）设置；粒子电极层（8）和生物阴极层（7）上均负载微生物反硝化细菌，改性光电极板（6）在紫外光的激发下产生电子
‑
空穴对，具有氧化性的空穴用于与有机物反应实现降解污染物除碳，光生电子转移到粒子电极层（8）上的反硝化细菌形成的生物膜中，供微生物反硝化脱氮；同时改性光电极板（6）与生物阴极层（7）连接电源形成电解，电解产生的电子转移至生物阴极层，供生物阴极层上的微生物反硝化脱氮。2.根据权利要求1所述的光电微生物耦合脱氮除碳系统，其特征在于：所述改性光电极板（6）为通过电沉积负载光催化纳米粒子并采用贵金属改性的钛板或rgo或金属氧化物板；贵金属为rupd纳米晶、pt、mn、nio、g
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c3n4、cui、cdse或cs中的一种或两种以上，金属氧化物板为光电极材料tio2、wo2、zno、bivo4、cufeo2、α
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fe2o3、nio、cu
２
o中的一种或两种以上。3.根据权利要求2所述的光电微生物耦合脱氮除碳系统，其特征在于：光催化纳米粒子为tio2、γ
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fe2o3、sio2、n
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cu2o、g
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csn4、ag、zno
‑ꢀ
cdse或钨系多酸盐中的任一种。4.根据权利要求1所述的光电微生物耦合脱氮除碳系统，其特征在于：生物阴极层（7）为聚苯胺、石墨板、石墨刷、石墨毡、碳布、碳毡、生物炭中的任一种。5.根据权利要求1所述的光电微生物耦合脱氮除碳系统，其特征在于：粒子电极层（8）为复合有低价金属氧化物或金属单质的绝缘材料，低价金属氧化物或金属单质能够与绝缘材料之间形成粒子电极而保护电极板，降低能耗。6.根据权利要求5所述的光电微生物耦合脱氮除碳系统，其特征在于：低价金属氧化物或金属单质占粒子电极层（8）总重量的3%~10%；低价金属氧化物为四氧化三铁、氧化铁、硫化亚铁中的一种或几种。7.根据权利要求1所述的光电微生物耦合脱氮除碳系统，其特征在于：改性光电极板（6）、粒子电极层（8）、生物阴极层（7）的厚度比为1:2:3~1:3:5。8.根据权利要求1所述的光电微生物耦合脱氮除碳系统，其特征在于：处理单元为平板式层状结构，处理单元设有偶数个，两两一组从左至右依次并排设置在壳体（1）内，同一组的2个处理单元的生物阴极层（7）相对设置，相邻两组的处理单元的改性光电极板（6）之间设有紫外灯（10）。9.根据权利要求1所述的光电微生物耦合脱氮除碳系统，其特征在于：处理单元为圆柱式层状结构，且自圆心向外依次是改性光电极板（6）、粒子电极层（8）和生物阴极层（7），紫外灯（10）设置在圆心处，且紫外灯（10）与改性光电极板（6）之间留有空间。10.根据权利要求1所述的光电微生物耦合脱氮除碳系统，其特征在于：曝气机构包括曝气头（4）和与之相连的鼓风器（5），曝气头（4）设置在处理单元的下方。
技术总结
本发明提供了一种光电微生物耦合脱氮除碳系统，包括处理单元，处理单元包括改性光电极板、生物阴极层和夹在改性光电极板与生物阴极层之间的粒子电极层，改性光电极板与电源的正极连接，生物阴极层与电源的负极连接，紫外灯正对改性光电极板设置；粒子电极层和生物阴极层上均接种微生物反硝化细菌，改性光电极板在紫外光的激发下产生电子
技术研发人员：丁晔 贾晓晨 赵孟亭 王锐 张军港 李鹏
受保护的技术使用者：天津市环境保护技术开发中心设计所有限责任公司
技术研发日：2021.12.01
技术公布日：2021/12/27