CN109987708B - 电极生物膜反应装置和废水处理方法 - Google Patents

Abstract

电极生物膜反应装置和废水处理方法，涉及水处理技术领域，上述电极生物膜反应装置包括直流稳压电源、硝化区和反硝化区；硝化区设有第一水管，第一水管中设有水流腔室以及位于水流腔室上方的气流腔室，气流腔室和水流腔室连通，水流腔室用于注入待处理废水，气流腔室用于通入含氧空气，水流腔室中设有第一电极，水流腔室的内壁上铺设片状的第二电极，第一电极和第二电极分别对应与直流稳压电源的正极或负极连接；反硝化区设有第二水管，第二水管的外周面整体密封不透气，第二水管的内腔中设有长条形的第三电极，第二水管的内壁上铺设片状的第四电极，第四电极围绕在第三电极外侧，第三电极和第四电极分别对应与直流稳压电源的正极或负极连接。

Description

电极生物膜反应装置和废水处理方法

技术领域

本发明涉及水处理技术领域，特别涉及一种电极生物膜反应装置和废水处理方法。

背景技术

肆意排放的高氨氮含量的集约化水产养殖废水往往会加剧邻近水域水体富营养化，导致养殖水体及周围水域生态严重失衡及环境急速恶化。目前国内针对处理集约化水产养殖废水中的高氨氮一般采用传统的污水处理方法，这类处理工艺流程往往占地面积较大，且能耗也较大。

近些年来，越来越多的研究人员开始探究电极生物膜法的废水处理方案。电极生物膜法改变了传统的外部供氧供氢方式，通过反应器内部电解产生的氧气和氢气作为反应供体，大大提高了转化效率，而且可通过调节电流控制反应速率。短程电极生物膜工艺流程简单、水力停留时间短、运行稳定，非常有应用价值。

传统的电极生物膜废水处理装置在实际应用时大多采用一个体积较大的反应池（可参考庞朝晖等人在“短程电极生物膜处理养殖废水中高氨氮的试验研究”一文中的结构，实际应用时的电极生物膜废水处理装置可以理解为文中反应器的放大版），反应池中间通过隔板分隔形成硝化反应区和反硝化反应区，硝化反应区顶部敞开，形成好氧区，反硝化反应区顶部封闭，形成缺氧区，由于硝化和反硝化反应均集中在反应池中进行，为保证处理效果，通常需要在反应池中设置搅拌装置，由于反应池体积较大，反应池内注水量较多，废水从进入反应池到从反应池流出所需要停留的时间仍旧偏长（或者说水力停留时间较长）。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种水力停留时间更短且无搅拌装置的电极生物膜反应装置。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种电极生物膜反应装置，包括直流稳压电源、硝化区和反硝化区；

所述硝化区设有第一水管，所述第一水管的横截面整体呈“8”字形，在所述第一水管中设有沿其轴线方向延伸的水流腔室以及位于水流腔室上方的气流腔室，所述气流腔室的轴线与水流腔室的轴线平行，在所述气流腔室和水流腔室之间的隔板上开设有第一缺口，从而将气流腔室和水流腔室连通，使得所述气流腔室中的空气可以往下进入水流腔室，所述水流腔室用于在处理废水时注入待处理废水，所述气流腔室用于在处理废水时通入含氧空气，所述水流腔室中设有长条形的第一电极，所述第一电极沿水流腔室的轴线方向延伸设置，所述水流腔室的内壁上铺设片状的第二电极，所述第二电极紧贴水流腔室的内壁并沿水流腔室的轴线方向延伸设置，所述第二电极围绕在第一电极外侧且二者之间间隔一段距离，所述第一电极和第二电极分别对应与直流稳压电源的正极或负极连接；

所述反硝化区设有第二水管，所述第二水管的外周面整体密封不透气，所述第二水管的内腔中设有长条形的第三电极，所述第三电极沿第二水管的轴线方向延伸设置，所述第二水管的内壁上铺设片状的第四电极，所述第四电极紧贴第二水管的内壁并沿第二水管的轴线方向延伸设置，所述第四电极围绕在第三电极外侧且二者之间间隔一段距离，所述第三电极和第四电极分别对应与直流稳压电源的正极或负极连接；

所述水流腔室的直径大于第二水管的内径，所述水流腔室的出水端与第二水管的进水端相连，所述第一电极、第二电极、第三电极和第四电极表面粗糙不平以便于微生物挂膜。

其中，上述电极生物膜反应装置还包括多个间隔设置的第一悬吊部件，所述第一悬吊部件包括位于气流腔室中的悬吊部、位于水流腔室中的承托部以及穿过第一缺口连接悬吊部和承托部的连接部，所述第一电极由承托部托住，所述悬吊部的外轮廓尺寸大于第一缺口的开口尺寸并往下抵靠在第一缺口的开口处，所述连接部通过螺钉固定连接于第一水管的管壁。

其中，上述电极生物膜反应装置还包括长条形的密封件，所述密封件包括橡胶材料制成的本体，所述本体的左右两侧分别嵌入一个横截面弯折呈“U“字形的卡条，任一卡条的两个端头均从本体的同一侧面伸出，所述本体的下方设有用于固定第三电极的第二悬吊部件，所述第二悬吊部件固定连接本体；

所述第二水管的管壁上沿其轴线方向开设有长条形的第二缺口，使得该第二水管的横截面呈“C”字形，所述第二缺口的开口朝上，所述第二缺口的两侧壁上均开设有两条相互平行的卡槽，在位于同一侧壁的两卡槽中，位于上方的卡槽的宽度大于位于下方的卡槽的宽度且这两条卡槽之间的间距小于卡条的两个端头之间的间距；

所述密封件卡入第二水管的缺口中后，所述卡条的两个端头卡入卡槽中且位于两个端头之间的橡胶受挤压往第二缺口的侧壁方向膨胀并紧紧抵靠住第二缺口的侧壁，从而形成密封，所述第三电极通过第二悬吊部件固定并悬吊在第二水管的内腔中。

进一步地，所述密封件的本体的顶部设有往左右两侧延伸的橡胶翼片，所述橡胶翼片与本体一体成型，所述橡胶翼片搭在第二水管的外周面上并通过螺钉或胶粘剂与第二水管固定连接。

更进一步地，在所述橡胶翼片和第二水管的外周面上各设有一条容胶槽，所述橡胶翼片上的容胶槽和第二水管外周面上的容胶槽开口位对齐且二者均沿第二水管的轴线方向延伸，所述容胶槽内注入有密封胶。

优选地，所述第一水管和第二水管均卷绕成涡卷形且在涡卷形的相邻两圈之间形成卷绕空隙，所述第二水管与第一水管位于同一水平面内且位于第一水管的卷绕空隙中。

优选地，所述第一电极和第三电极均为导电的碳纤维丝编织而成的圆形绳带，所述第二电极和第四电极均为导电的碳纤维编织而成的毡布。

优选地，上述电极生物膜反应装置还包括连接于水流腔室进水端的用于供水的第一恒流泵，在所述第一水管与第二水管之间还设有第二恒流泵，所述第二恒流泵的进水口连接水流腔室的出水端，所述第二恒流泵的排水口连接第二水管的进水端，废水处理时，所述第一恒流泵的供水量与第二恒流泵的排水量相等且该排水量可保证水流充满第二水管的内腔；

此外，还包括连接在气流腔室两端的弯头，所述弯头往上翘曲，其中一个弯头连接用于往气流腔室内通入空气的鼓风机。

优选地，所述第一电极、第二电极、第三电极及第四电极上沿长度方向每间隔一段距离就设有一个电连接点，所述电连接点对应连接直流电源的正极或负极。

作为本发明的另一方面，采用上述电极生物膜反应装置对废水进行处理的方法，所述水流腔室的直径不大于10cm，废水处理过程包括：

先进行微生物的挂膜驯化步骤，在第一电极、第二电极、第三电极及第四电极表面形成生物膜；

然后从水流腔室的进水端注入待处理废水，控制反应温度在25-30摄氏度、输入电流强度在20-50mA，控制水流腔室以及第二水管内腔中的水流量，在保证水流始终漫过第一电极并充满第二水管内腔的同时，保证水力停留时间在10-20min，直至处理完成。

本发明所涉电极生物膜反应装置采用横截面整体呈“8“字形的第一水管作为硝化反应区的主体部分，采用外周面密封的第二水管作为反硝化反应区的主体部分，由于第一水管中的气流腔室与水流腔室相通，往气流腔室通入含氧空气即可保证水流腔室的有氧环境，从而形成好氧区，保证了硝化反应所需的基本条件，而第二水管外周面密封可以避免水管内腔直接与外部环境连通，从而形成缺氧区，保证了反硝化反应所需的基本条件，同时，本发明通过在水流腔室和第二水管内设置沿水管轴线方向延伸的反应电极（第一电极、第二电极、第三电极及第四电极统称为反应电极），废水从流入管道至经管道流出的过程中都处在有效反应区（即处于硝化或反硝化反应区）中，与采用反应池的结构相比，本发明无需再加装搅拌装置，废水流经反应装置所耗费的水力停留时间也可以变得更短。

附图说明

图1为本发明所涉电极生物膜反应装置的整体结构示意图，图中箭头为水流方向；

图2为第一水管的横截面结构示意图；

图3为第一水管与弯头的连接结构示意图；

图4为第二水管的横截面结构示意图；

图5为图4中A部位的局部放大图；

图中：

1a——第一水管 1b——第一电极 1c——第二电极

1d——第一悬吊部件 1e——弯头 2a——第二水管

2b——第三电极 2c——第四电极 2d——密封件

2e——第二悬吊部件 2f——密封胶 1a1——水流腔室

1a2——气流腔室 1d1——悬吊部 1d2——承托部

1d3——连接部 2d1——本体 2d2——卡条 2d3——橡胶翼片。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例与附图对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。

需要提前说明的是，在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定” 等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征 “上”或“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。术语 “上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、 “外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系， 仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

图1-5示出了本发明所涉电极生物膜反应装置的整体和细节结构，如图所示，该电极生物膜反应装置包括直流稳压电源（直流稳压电源在图中未示出，需要说明的是，本发明并不涉及直流稳压电源结构的改进，本领域技术人员应当理解，本发明所采用的直流稳压电源可以是现有技术中所惯常使用的直流稳压电源）、硝化区和反硝化区。

其中，硝化区设有第一水管1a，第一水管1a的横截面整体呈“8”字形，在第一水管1a中设有沿其轴线方向延伸的水流腔室1a1以及位于水流腔室1a1上方的气流腔室1a2，气流腔室1a2的轴线与水流腔室1a1的轴线平行，在气流腔室1a2和水流腔室1a1之间的隔板上开设有第一缺口，从而将气流腔室1a2和水流腔室1a1连通，使得气流腔室1a2中的空气可以往下进入水流腔室1a1，水流腔室1a1用于在处理废水时注入待处理废水，气流腔室1a2用于在处理废水时通入含氧空气，水流腔室1a1中设有长条形的第一电极1b，第一电极1b沿水流腔室1a1的轴线方向延伸设置，水流腔室1a1的内壁上铺设片状的第二电极1c，第二电极1c紧贴水流腔室1a1的内壁并沿水流腔室1a1的轴线方向延伸设置，第二电极1c围绕在第一电极1b外侧且二者之间间隔一段距离，第一电极1b和第二电极1c分别对应与直流稳压电源的正极或负极连接。

其中，反硝化区设有第二水管2a，第二水管2a的外周面整体密封不透气，第二水管2a的内腔中设有长条形的第三电极2b，第三电极2b沿第二水管2a的轴线方向延伸设置，第二水管2a的内壁上铺设片状的第四电极2c，第四电极2c紧贴第二水管2a的内壁并沿第二水管2a的轴线方向延伸设置，第四电极2c围绕在第三电极2b外侧且二者之间间隔一段距离，第三电极2b和第四电极2c分别对应与直流稳压电源的正极或负极连接。

水流腔室1a1的直径大于第二水管2a的内径，水流腔室1a1的出水端与第二水管2a的进水端相连，第一电极1b、第二电极1c、第三电极2b和第四电极2c表面粗糙不平以便于微生物挂膜。

在水流腔室1a1的直径不大于10cm的情况下（当然也可以采用其它尺寸的水流腔室1a1，本领域技术人员应当明白，若水流腔室1a1和第二水管2a尺寸发生变化后，则应对水力停留时间作相应的调整，以保证处理效果），采用上述电极生物膜反应装置对废水进行处理的过程包括以下步骤：

S001、先进行微生物的挂膜驯化步骤，在第一电极1b、第二电极1c、第三电极2b及第四电极2c表面形成生物膜。进行微生物挂膜驯化的具体方式可以参考现有技术，例如采用与背景技术 “短程电极生物膜处理养殖废水中高氨氮的试验研究”一文中类似的方案，在此不作赘述。

S002、微生物挂膜驯化后，从水流腔室1a1的进水端注入待处理废水，控制反应温度在25-30摄氏度、输入电流强度在20-50mA（即直流稳压电源输出的电流强度在20-50mA），控制水流腔室1a1以及第二水管2a中的水流量，在保证水流始终漫过第一电极1b并充满第二水管2a内腔的同时，保证水力停留时间在10-20min即可。

在上述实施例所涉电极生物膜反应装置中，申请人采用横截面整体呈“8“字形的第一水管1a作为硝化反应区的主体部分，采用外周面密封的第二水管2a作为反硝化反应区的主体部分，由于第一水管1a中的气流腔室1a2与水流腔室1a1相通，往气流腔室1a2通入含氧空气即可保证水流腔室1a1的有氧环境，从而形成好氧区，保证了硝化反应所需的基本条件，而第二水管2a外周面密封可以避免水管内腔直接与外部环境连通，从而形成缺氧区，保证了反硝化反应所需的基本条件，同时，通过在水流腔室1a1和第二水管2a内设置沿水管轴线方向延伸的反应电极（第一电极1b、第二电极1c、第三电极2b及第四电极2c统称为反应电极），废水从流入管道至经管道流出的过程中都处在有效反应区（即处于硝化或反硝化反应区）中，与采用反应池的结构相比，本发明无需设置搅拌装置，废水流经反应装置所耗费的水力停留时间也可以变得更短。

进一步地，出于安装和维护便利性的考虑，见图2和3所示，在上述电极生物膜反应装置中还包括多个间隔设置的第一悬吊部件1d，第一悬吊部件1d包括位于气流腔室1a2中的悬吊部1d1、位于水流腔室1a1中的承托部1d2以及穿过第一缺口连接悬吊部1d1和承托部1d2的连接部1d3，第一电极1b由承托部1d2托住，悬吊部1d1的外轮廓尺寸大于第一缺口的开口尺寸并往下抵靠在第一缺口的开口处，连接部1d3通过螺钉固定连接于第一水管1a的管壁。

同样出于安装和维护便利性的考虑，见图4-5所示，上述废水处理装置还包括长条形的密封件2d，密封件2d包括橡胶材料制成的本体2d1，本体2d1的左右两侧分别嵌入一个横截面弯折呈“U“字形的卡条2d2，任一卡条2d2的两个端头均从本体2d1的同一侧面伸出，本体2d1的下方设有用于固定第三电极的第二悬吊部件2e，第二悬吊部件2e固定连接本体2d1。

第二水管2a的管壁上沿其轴线方向开设有长条形的第二缺口，使得该第二水管2a的横截面呈“C”字形，第二缺口的开口朝上，第二缺口的两侧壁上均开设有两条相互平行的卡槽，在位于同一侧壁的两卡槽中，位于上方的卡槽的宽度大于位于下方的卡槽的宽度且这两条卡槽之间的间距小于卡条2d2的两个端头之间的间距；

密封件2d卡入第二水管2a的缺口中后，卡条2d2的两个端头卡入卡槽中且位于两个端头之间的橡胶受挤压往第二缺口的侧壁方向膨胀并紧紧抵靠住第二缺口的侧壁，从而形成密封，第三电极2b通过第二悬吊部件固定并悬吊在第二水管2a的内腔中。

进一步地，见图4-5所示，密封件2d的本体2d1的顶部设有往左右两侧延伸的橡胶翼片2d3，橡胶翼片2d3与本体2d1一体成型，橡胶翼片2d3搭在第二水管2a的外周面上并通过螺钉或胶粘剂与第二水管2a的管壁外周面固定连接。

在橡胶翼片2d3和第二水管2a的外周面上各设有一条容胶槽，橡胶翼片2d3上的容胶槽和第二水管2a外周面上的容胶槽开口位对齐且二者均沿第二水管2a的轴线方向延伸，在容胶槽内注入有密封胶2f。

优选地，如图1所示，第一水管1a和第二水管2a均卷绕成涡卷形且在涡卷形的相邻两圈之间形成卷绕空隙，第二水管2a与第一水管1a位于同一水平面内且位于第一水管1a的卷绕空隙中。该结构可以让整个废水处理装置的整体结构极为紧凑、体积更小。当然，除此之外也可以采用蛇形管结构，例如，将第一水管1a和第二水管2a均折弯成蛇形管，这样也可以将二者交错紧挨着设置在一起以节省空间。

优选地，前述第一电极1b和第三电极2b均为导电的碳纤维丝编织而成的圆形绳带，第二电极1c和第四电极2c均为导电的碳纤维编织而成的毡布。

此外，在上述电极生物膜反应装置中还包括连接于水流腔室1a1进水端的用于供水的第一恒流泵，在第一水管1a与第二水管2a之间还设有第二恒流泵，其中，第一恒流泵和第二恒流泵均未在附图中示出，应当理解的是，恒流泵可以是本发明所涉电极生物膜反应装置所在废水处理系统中位于上游和下游的水泵，而并非是该电极生物膜反应装置必须包含的部件，当然若能在水流腔室1a1的进水端设置第一恒流泵，在第一水管1a与第二水管2a之间设置第二恒流泵，将第二恒流泵的进水口连接水流腔室1a1的出水端，将第二恒流泵的排水口连接第二水管2a的进水端，废水处理时，就可以使得第一恒流泵的供水量与第二恒流泵的排水量相等且让水流充满第二水管2a的内腔，从而能够更好地避免流量波动给处理效果带来的不良影响。

此外，上述电极生物膜反应装置还包括连接在气流腔室1a2两端的弯头1e，弯头1e往上翘曲，其中一个弯头1e连接用于往气流腔室1a2内通入空气的鼓风机。

此外，对于水管（第一水管1a和第二水管2a）总长度极长的情况，由于第一电极1b、第二电极1c、第三电极2b及第四电极2c沿水管轴向方向延伸，为更好地保证处理效果，避免电流过度衰减，可以在上述第一电极1b、第二电极1c、第三电极2b及第四电极2c上沿长度方向每间隔一段距离就设有一个电连接点，将电连接点对应连接直流电源的正极或负极。

下面验证上述电极生物膜反应装置针对废水处理的实际效果。

实验条件：第一水管1a和第二水管2a均采用定制的PVC管，水流腔室1a1直径10cm，气流腔室1a2直径8cm，第二水管2a内径7cm，直流稳压电源输出的电流强度为30mA，从水流腔室1a2进水端注入取自衡阳市某甲鱼养殖场的养殖废水进行处理，经测废水中的氨氮为396.3 mg/L，废水处理反应温度在29 ℃，通过调节注入泵控制废水流速，实测废水从水流腔室1a1进水端注入再从第二水管2a出水端流出的时间（即水力停留时间）为15min。

废水处理开始前先进行微生物的挂膜步骤，目标是在第一电极1b、第二电极12、第三电极2b及第四电极2c表面形成淡黄色的絮状生物膜，挂膜形成后通50 mA直流电进行驯化，并定期加入模拟水样。模拟水样由自来水、CH3COONa、(NH4)2SO4、KH2PO4构成，氨氮浓度为30 mg/L，10天后观察模拟水样中氨氮的去除率达50%以上即可判定驯化成功。

驯化完成后用实际的养殖废水进行处理试验，经测得，处理后的废水中氨氮质量浓度为21 mg/L，计算得出废水中氨氮去除率达94.7%，处理效果极好。

为了让本领域普通技术人员更方便地理解本发明相对于现有技术的改进之处，本发明的一些附图和描述已经被简化，并且为了清楚起见，本申请文件还省略了一些其它元素，本领域普通技术人员应该意识到这些省略的元素也可构成本发明的内容。

Claims (10)

1.电极生物膜反应装置，包括直流稳压电源、硝化区和反硝化区，其特征在于：

所述硝化区设有第一水管（1a），所述第一水管（1a）的横截面整体呈“8”字形，在所述第一水管（1a）中设有沿其轴线方向延伸的水流腔室（1a1）以及位于水流腔室（1a1）上方的气流腔室（1a2），所述气流腔室（1a2）的轴线与水流腔室（1a1）的轴线平行，在所述气流腔室（1a2）和水流腔室（1a1）之间的隔板上开设有第一缺口，从而将气流腔室（1a2）和水流腔室（1a1）连通，使得所述气流腔室（1a2）中的空气可以往下进入水流腔室（1a1），所述水流腔室（1a1）用于在处理废水时注入待处理废水，所述气流腔室（1a2）用于在处理废水时通入含氧空气，所述水流腔室（1a1）中设有长条形的第一电极（1b），所述第一电极（1b）沿水流腔室（1a1）的轴线方向延伸设置，所述水流腔室（1a1）的内壁上铺设片状的第二电极（1c），所述第二电极（1c）紧贴水流腔室（1a1）的内壁并沿水流腔室（1a1）的轴线方向延伸设置，所述第二电极（1c）围绕在第一电极（1b）外侧且二者之间间隔一段距离，所述第一电极（1b）和第二电极（1c）分别对应与直流稳压电源的正极或负极连接；

所述反硝化区设有第二水管（2a），所述第二水管（2a）的外周面整体密封不透气，所述第二水管（2a）的内腔中设有长条形的第三电极（2b），所述第三电极（2b）沿第二水管（2a）的轴线方向延伸设置，所述第二水管（2a）的内壁上铺设片状的第四电极（2c），所述第四电极（2c）紧贴第二水管（2a）的内壁并沿第二水管（2a）的轴线方向延伸设置，所述第四电极（2c）围绕在第三电极（2b）外侧且二者之间间隔一段距离，所述第三电极（2b）和第四电极（2c）分别对应与直流稳压电源的正极或负极连接；

所述水流腔室（1a1）的直径大于第二水管（2a）的内径，所述水流腔室（1a1）的出水端与第二水管（2a）的进水端相连，所述第一电极（1b）、第二电极（1c）、第三电极（2b）和第四电极（2c）表面粗糙不平以便于微生物挂膜。

2.根据权利要求1所述的电极生物膜反应装置，其特征在于:

还包括多个间隔设置的第一悬吊部件（1d），所述第一悬吊部件（1d）包括位于气流腔室（1a2）中的悬吊部（1d1）、位于水流腔室（1a1）中的承托部（1d2）以及穿过第一缺口连接悬吊部（1d1）和承托部（1d2）的连接部（1d3），所述第一电极（1b）由承托部（1d2）托住，所述悬吊部（1d1）的外轮廓尺寸大于第一缺口的开口尺寸并往下抵靠在第一缺口的开口处，所述连接部（1d3）通过螺钉固定连接于第一水管（1a）的管壁。

3.根据权利要求1所述的电极生物膜反应装置，其特征在于：

还包括长条形的密封件（2d），所述密封件（2d）包括橡胶材料制成的本体（2d1），所述本体（2d1）的左右两侧分别嵌入一个横截面弯折呈“U“字形的卡条（2d2），任一卡条（2d2）的两个端头均从本体（2d1）的同一侧面伸出，所述本体（2d1）的下方设有用于固定第三电极的第二悬吊部件（2e），所述第二悬吊部件（2e）固定连接本体（2d1）；

所述第二水管（2a）的管壁上沿其轴线方向开设有长条形的第二缺口，使得该第二水管（2a）的横截面呈“C”字形，所述第二缺口的开口朝上，所述第二缺口的两侧壁上均开设有两条相互平行的卡槽，在位于同一侧壁的两卡槽中，位于上方的卡槽的宽度大于位于下方的卡槽的宽度且这两条卡槽之间的间距小于卡条（2d2）的两个端头之间的间距；

所述密封件（2d）卡入第二水管（2a）的缺口中后，所述卡条（2d2）的两个端头卡入卡槽中且位于两个端头之间的橡胶受挤压往第二缺口的侧壁方向膨胀并紧紧抵靠住第二缺口的侧壁，从而形成密封，所述第三电极（2b）通过第二悬吊部件固定并悬吊在第二水管（2a）的内腔中。

4.根据权利要求3所述的电极生物膜反应装置，其特征在于：

所述密封件（2d）的本体（2d1）的顶部设有往左右两侧延伸的橡胶翼片（2d3），所述橡胶翼片（2d3）与本体（2d1）一体成型，所述橡胶翼片（2d3）搭在第二水管（2a）的外周面上并通过螺钉或胶粘剂与第二水管（2a）的管壁外周面固定连接。

5.根据权利要求4所述的电极生物膜反应装置，其特征在于：

在所述橡胶翼片（2d3）和第二水管（2a）的外周面上各设有一条容胶槽，所述橡胶翼片（2d3）上的容胶槽和第二水管（2a）外周面上的容胶槽开口位对齐且二者均沿第二水管（2a）的轴线方向延伸，所述容胶槽内注入有密封胶（2f）。

6.根据权利要求1-5中任意一项所述的电极生物膜反应装置，其特征在于：

所述第一水管（1a）和第二水管（2a）均卷绕成涡卷形且在涡卷形的相邻两圈之间形成卷绕空隙，所述第二水管（2a）与第一水管（1a）位于同一水平面内且位于第一水管（1a）的卷绕空隙中。

7.根据权利要求1-5中任意一项所述的电极生物膜反应装置，其特征在于：

所述第一电极（1b）和第三电极（2b）均为导电的碳纤维丝编织而成的圆形绳带，所述第二电极（1c）和第四电极（2c）均为导电的碳纤维编织而成的毡布。

8.根据权利要求1-5中任意一项所述的电极生物膜反应装置，其特征在于：

还包括连接于水流腔室（1a1）进水端的用于供水的第一恒流泵，在所述第一水管（1a）与第二水管（2a）之间还设有第二恒流泵，所述第二恒流泵的进水口连接水流腔室（1a1）的出水端，所述第二恒流泵的排水口连接第二水管（2a）的进水端，废水处理时，所述第一恒流泵的供水量与第二恒流泵的排水量相等且该排水量可保证水流充满第二水管（2a）的内腔；

还包括连接在气流腔室（1a2）两端的弯头（1e），所述弯头（1e）往上翘曲，其中一个弯头（1e）连接用于往气流腔室（1a2）内通入含氧空气的鼓风机。

9.根据权利要求1-5中任意一项所述的电极生物膜反应装置，其特征在于：所述第一电极（1b）、第二电极（1c）、第三电极（2b）及第四电极（2c）上沿长度方向每间隔一段距离就设有一个电连接点，所述电连接点对应连接直流电源的正极或负极。

10.废水处理方法，其特征在于，采用权利要求1-9中任意一项所述的电极生物膜反应装置对废水进行处理，其中,所述水流腔室（1a1）的直径不大于10cm，废水处理过程包括：

先进行微生物的挂膜驯化步骤，在第一电极（1b）、第二电极（1c）、第三电极（2b）及第四电极（2c）表面形成生物膜；

然后从水流腔室（1a1）的进水端注入待处理废水，控制反应温度在25-30摄氏度、输入电流强度在20-50mA，控制水流腔室（1a1）以及第二水管（2a）内腔中的水流量，在保证水流始终漫过第一电极（1b）并充满第二水管（2a）内腔的同时，保证水力停留时间在10-20min，直至处理完成。

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