CN115286101A - 电活性生物膜驱动的厌氧mbr深度降碳装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电活性生物膜驱动的厌氧MBR深度降碳装置及方法，属于污水厌氧处理技术领域。装置包括进水单元、厌氧反应单元和电活性分离膜单元；厌氧反应单元为上流式厌氧生物反应器，进水口与进水单元连通，出水口与电活性分离膜单元连通；电活性分离膜单元包括反应池主体、导电膜组件阳极、对电极阴极和参比电极；导电膜组件阳极为膜组件结构，出水口通过设有隔膜泵和压力监测表的出水管与外界连通。本发明提供的以膜面电活性生物膜驱动膜界面深度降碳方法，同时兼具缓解膜污染的效果，为AnMBR技术高效运行和低碳应用提供技术支撑。

Description

电活性生物膜驱动的厌氧MBR深度降碳装置及方法

技术领域

本发明涉及一种电活性生物膜驱动的厌氧MBR深度降碳装置及方法，属于污水厌氧处理技术领域。

背景技术

传统城镇污水以能耗换取水质的处理方式亟待革新。厌氧膜生物反应器(AnMBR)工艺是一种高效低耗、可能源资源协同回收的革新技术，其在提高反应器稳定性、有机负荷和耐冲击负荷能力的同时，可实现过程低能耗、剩余污泥减量化和沼气资源化。但AnMBR工艺目前仍存在降碳不彻底、膜污染严重等瓶颈问题，尤其在季节性变化的实际条件下，低温运行造成出水有机物浓度升高、溶解性有机物(DOM)存量大，引发系统达标排放难、膜污染严重。

传统AnMBR技术受限于膜界面调控手段不足，致使生物污染发展而生物转化赋能不足。微生物电化学系统(BES)耦合厌氧MBR基于胞外电子传递强化可提升厌氧系统整体效能，基于此，本发明开发了一种以膜做阳极的BES-AnMBR耦合系统，研发了基于胞外电子传递强化的膜面污染层定向转化电活性生物膜调控策略，形成了以膜面电活性生物膜驱动有机物深度去除方法，为AnMBR技术高效运行和低碳发展提供技术支撑。

发明内容

本发明的目的是提供一种电活性生物膜驱动的厌氧MBR(厌氧膜生物反应器)深度降碳装置及方法，通过构建以膜作阳极的微生物电化学系统耦合厌氧MBR(BES-AnMBR)系统，定向调控膜面生物膜功能强化出水有机物界面降解，深度降低出水化学需氧量(COD)，保障反应器出水负荷深度削减与稳定达标运行。

本发明所采用的具体技术方案如下：

第一方面，本发明提供了一种电活性生物膜驱动的厌氧MBR深度降碳装置，包括进水单元、厌氧反应单元和电活性分离膜单元；

所述厌氧反应单元为上流式厌氧生物反应器，进水口与进水单元连通，出水口与电活性分离膜单元连通；所述电活性分离膜单元包括反应池主体、导电膜组件阳极、对电极阴极和参比电极；导电膜组件阳极、对电极阴极和参比电极均与供电装置相连且相互平行布设，参比电极邻近导电膜组件阳极设置；所述导电膜组件阳极为膜组件结构，出水口通过设有隔膜泵和压力监测表的出水管与外界连通。

作为优选，所述进水单元包括进水池、进水泵和进水管，进水池通过设有进水泵的进水管与厌氧反应单元的进水口连通。

作为优选，所述上流式厌氧生物反应器内腔的下部覆盖设有多孔的布水板，布水板下方的反应器侧壁开设进水口；布水板上方设有颗粒污泥床，颗粒污泥床上方设有带溢流堰的三相分离器，溢流堰通过出水口与电活性分离膜单元连通；反应器顶部还设有用于将三相分离器分离后的气体导出的气体管路，气体管路上设有气体流量计。

作为优选，所述上流式厌氧生物反应器侧壁还设有若干取样口，供电装置为用于提供直流电的恒电位仪。

作为优选，所述导电膜组件阳极为微滤膜或超滤膜，材料为碳材料、高分子导电聚合物或金属中的一种，构型为板式膜、管式膜或中空纤维膜中的一种。

作为优选，所述对电极阴极的材料为不锈钢网、石墨或碳毡中的一种，参比电极为氢电极、甘汞电极、银氯化银电极、汞氧化汞电极、汞硫酸亚汞电极中的一种。

作为优选，所述供电装置分别通过工作电极夹、对电极夹和参比电极夹与导电膜组件阳极、对电极阴极和参比电极相连。

第二方面，本发明提供了一种根据第一方面任一所述电活性生物膜驱动的厌氧MBR深度降碳装置的污水处理方法，具体如下：

将待处理污水经进水单元通入厌氧反应单元进行厌氧处理，随后进入电活性分离膜单元；利用供电装置调节导电膜组件阳极的电势，通过生物膜电活化反应与有机物膜界面强化降解反应吸附降解污水中有机物；

在生物膜电活化反应与有机物膜界面强化降解反应的过程中，导电膜组件阳极的膜表面截留从厌氧反应单元中流出的游离微生物(以发酵菌和电活性菌为主)，阳极电位刺激电活性菌在膜表面激活和富集，电活性菌以阳极作为电子受体，具有更高代谢活性与热力学降解优势；导电膜组件阳极膜表面的生物膜在污水处理过程中逐渐增厚与成熟，发酵菌与电活性菌互作共生，以加速污水中有机物的降解，生物膜整体形成清晰规整的细胞阵列，作为细胞滤器吸附截留溶解性有机物；污水在通过导电膜组件阳极时，剩余有机物在膜界面被静电拦截或吸附截留，随后有机物在生物膜作用下被降解转化为二氧化碳，使电活性分离膜单元出水中的有机物含量大幅降低；

当通过压力监测表检测到的跨膜压差达到40～50kPa时，关闭供电装置和隔膜泵，使导电膜组件阳极停止工作并对其进行清洗。

作为优选，污水在所述厌氧反应单元内的水力停留时间为6～8h，在电活性分离膜单元内的水力停留时间为4h。

作为优选，所述导电膜组件阳极的电位为0.2～0.4V。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

(1)本发明将传统的厌氧生化单元与膜分离单元分离式布置、将膜单元与生物电化学系统有机整合，通过优化构型，构建以膜作阳极的微生物电化学系统耦合厌氧MBR(BES-AnMBR)系统，实现了深度降低出水化学需氧量(COD)，浓度可低至20mg/L以下，保障装置出水负荷深度削减与稳定达标运行；

(2)在本发明提供的新型装置中，提出了电活性生物膜驱动膜界面深度降碳的新思路，在膜表面形成具有高代谢活性的电活性生物膜，作为细胞滤器，在静电排斥、电催化、生物膜吸附、电活性微生物转化等作用的多重复合处理下，大幅削减出水有机物总量。尤其是SMP(溶解性微生物产物)等溶解性有机物，常规生物处理、MBR对其无明显去除效果，本发明有效克服这一工艺难题；

(3)本发明体现“变废为宝”思路，利用膜法工艺中不可避免的膜污染，将其功能化形成有机物降解的细胞滤器，除深度降碳作用外，其较低的EPS含量和规整疏松的生物膜结构，可降低过滤阻力从而缓解厌氧MBR膜污染。

附图说明

图1为本发明装置的结构示意图；

图2为实施例中反应器出水有机物浓度变化情况，包括厌氧反应单元与膜分离单元各自出水有机物浓度；其中图2a为反应器出水总体COD浓度，图2b为出水样品中溶解性有机物(DOM)含量(换算为COD)；

图中附图标记为：进水池1、进水泵2、进水管3、进水口4、布水板5、颗粒污泥床6、取样口7、三相分离器8、出水口9、气体流量计10、溢流堰11、反应池主体12、导电膜组件阳极13、对电极阴极14、参比电极15、供电装置16、隔膜泵17、压力监测表18、出水管19、工作电极夹20、对电极夹21、参比电极夹22。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步阐述和说明。本发明中各个实施方式的技术特征在没有相互冲突的前提下，均可进行相应组合。

如图1所示，为本发明提供的一种电活性生物膜驱动的厌氧MBR深度降碳装置，该装置主要包括进水单元、厌氧反应单元和电活性分离膜单元。本发明将厌氧膜生物反应器设置为外置式结构，即上流式厌氧生物反应器(UASB)与电活性分离膜单元分离，其作用在于一方面使膜组件与生化单元分离，缓解膜污染，另一方面控制膜面截留微生物主要为UASB单元游离菌，其特征为水解酸化功能菌丰度较高而产甲烷菌较少，利于对膜施加阳极电势后富集电活性菌形成电活性生物膜，并减少产甲烷菌与电活性菌竞争。下面将对各单元的结构和连接方式进行具体说明。

进水单元主要用于调节进水量，在实际应用时，进水单元可以采用如下结构：进水单元包括进水池1、进水泵2和进水管3。进水池1用于承装待处理的有机废水，进水池1通过设有进水泵2的进水管3与厌氧反应单元的进水口4连通，能够抽吸进水池1中的有机废水至厌氧反应单元。调节进水泵2转速可控制废水在厌氧反应单元的水力停留时间。

厌氧反应单元为上流式厌氧生物反应器(UASB)，进水口4与进水单元连通，出水口9与电活性分离膜单元连通。具体的，上流式厌氧生物反应器内腔的下部覆盖设有多孔的布水板5，布水板5下方的反应器侧壁开设进水口4；布水板5上方设有颗粒污泥床6，颗粒污泥床6上方三相分离器8，三相分离器8顶部设有溢流堰11，溢流堰11通过出水口9与电活性分离膜单元连通，消化液经三相分离器分离后从溢流堰流出至下一电活性分离膜单元；反应器顶部还设有用于将三相分离器8分离后的气体导出的气体管路，气体管路上设有气体流量计10，生物气经三相分离器8分离后通过气体管路与气体流量计10相连。在实际应用时，上流式厌氧生物反应器侧壁可以在所需位置选择开设取样口7，以便于在运行过程中可以定期从取样口7采集污泥或水样进行检测。

电活性分离膜单元主要包括反应池主体12、导电膜组件阳极13、对电极阴极14和参比电极15。导电膜组件阳极13、对电极阴极14和参比电极15均与供电装置16相连，三者优选采用相互平行布设的结构，以便对污水实现更好的处理效果。在使用前，导电膜组件阳极13与对电极阴极14应当先进行预处理后安装入反应池12。参比电极15邻近导电膜组件阳极13设置，以更好的调节电位。导电膜组件阳极13为膜组件结构，出水口通过设有隔膜泵17和压力监测表18的出水管19与外界连通。在实际应用时，反应池主体12中的废水通过隔膜泵抽吸作用经导电膜组件阳极13进一步分离净化后排出，压力监测表18用于监测跨膜压差变化情况。

具体的，供电装置16可以采用能够提供恒电位直流电的恒电位仪，供电装置16分别通过工作电极夹20、对电极夹21和参比电极夹22与导电膜组件阳极13、对电极阴极14和参比电极15相连。对电极阴极14的材料为不锈钢网、石墨或碳毡中的一种。导电膜组件阳极13为微滤膜或超滤膜，该种孔径的膜符合市政污水或工业废水膜生物反应器膜材所属范畴，本领域的技术人员可根据污水性质和适用范围选用该范畴内不同孔径的膜；导电膜组件阳极13的材料为碳材料(如碳纳米管膜)、高分子导电聚合物或金属中的一种；导电膜组件阳极13的构型为板式膜、管式膜或中空纤维膜中的一种，本领域的技术人员需要根据工业处理需求、反应池构型和占地面积选择合适的膜组件构型作为阳极电极使用。此外，本领域的技术人员需要了解的是，本发明对所述参比电极类型不作具体要求，可自行选用氢电极、甘汞电极、银氯化银电极、汞氧化汞电极、汞硫酸亚汞电极等多种电极。

在实际应用时，膜阳极的阳极电势控制范围为0.2～0.4V(相比于标准氢电极)，在本发明提供的厌氧膜生物污水处理装置中，该阳极电势在膜表面产生的电场起到了静电排斥与电活化生物膜的作用。即一方面通过静电斥力减少有机物透过，另一方面较高的阳极电势刺激厌氧微生物中电活性菌的生长，提高生物膜电化学活性，调节有机物代谢途径为以阳极呼吸降解为主，并能抑制产甲烷菌生长。

本发明提供的电活性生物膜驱动厌氧MBR深度降碳装置用于污水处理的优势在于可以深度降低出水中COD浓度，尤其可以显著减少出水中溶解性有机物含量，而该类物质在常规膜反应器中并无明显去除效果。具体表现在：(1)膜生物反应器不可避免形成的膜污染，其本质为膜表面致密的生物膜。本发明将膜组件作为阳极直接使用并设置较高阳极电势，可将不断成熟的膜表面生物膜进行电活性改性，富集阳极胞外呼吸的电活性菌，促进污染层演替为具有更高代谢活性的电活性生物膜；(2)经生化单元反应后残余有机物，其中包含大量溶解性微生物产物，尺寸远小于所用膜孔径而仅通过膜物理排阻无法将其去除。本发明中形成的膜表面电活性生物膜可作为有机物高效降解的生物滤器，一方面通过对流传质强化对溶解性有机物的吸附、捕获，另一方面具备胞外电子传递能力的菌株与水解发酵菌共生互作，解除反馈抑制，调节代谢方式为热力学更占优的阳极呼吸，从而加速有机物降解，大幅度降低出水溶解性有机物浓度；(3)本发明将厌氧生化单元与膜分离单元分离式布置、将膜单元与生物电化学系统有机整合，通过优化构型，在缓解膜污染的同时，为膜表面电活性生物膜形成提供有利条件。

利用上述电活性生物膜驱动的厌氧膜生物反应器深度降碳装置的污水处理方法，具体如下：

1)在使用前，所述的膜阳极电极与对电极阴极需先进行预处理。对电极阴极(石墨或碳毡等材料)与导电膜阳极的预处理步骤如下：将电极浸泡于1mol/L的盐酸溶液中过夜，用去离子水清洗电极并将其完全浸泡于丙酮溶液中24h(置于通风橱中，密封防止丙酮挥发)，后用去离子水清洗电极并将其置于105℃烘箱中，烘干后将其转入硅胶干燥器中冷却，冷却后用密封袋密封保存于干燥器中以供后续实验使用。不锈钢网对电极阴极的预处理步骤如下：先在含70％乙醇溶液中超声清洗20min，用纯水清洗后，再在纯水中超声20min后备用。

2)将待处理污水经进水单元通入厌氧反应单元进行厌氧处理，随后进入电活性分离膜单元。启动进水泵与出水隔膜泵，通过调节进水泵转速控制污水在厌氧反应单元水力停留时间(HRT)，调节隔膜泵转速控制污水在电活性分离膜单元水力停留时间。优选的，污水在厌氧反应单元内的水力停留时间为6～8h，在电活性分离膜单元内的水力停留时间为4h。

3)开启供电装置，对电极阴极和膜组件阳极开始工作，利用恒电位仪调节膜阳极电势为0.2～0.4V(相比于标准氢电极)，发生生物膜电活化反应。在该过程中发生的电活化反应具体如下：

i)膜表面截留富集随出水流出的厌氧反应单元中的游离微生物(以发酵菌和电活性菌为主)，在阳极电位刺激下，具备胞外电子传递能力的菌株以阳极作为电子受体，具有更高代谢活性与热力学优势，作为膜表面先驱定殖的物种得以激活和富集。

ii)随反应器运行，膜表面生物膜逐步增厚与成熟，阳极电势影响下，其具有以下特点：结构上，形成清晰规整的细胞阵列，胞外聚合物(EPS)由于微生物自身代谢而减少，保持较低过滤阻力的同时作为细胞滤器吸附截留溶解性有机物；功能上，发酵菌与电活性菌互作共生，加速有机物降解反应的进行。

iii)溶解性有机物在通过膜界面时，一小部分由于静电排斥被阻拦，其余大部分被生物膜吸附截留，在阳极生物膜作用下被高效降解，代谢途径为有机物的电活性菌阳极呼吸，最终转化为二氧化碳，在出水中被大幅降低。

4)当通过压力监测表18检测到的跨膜压差达到40～50kPa时，关闭供电装置，对电极阴极和膜组件阳极停止工作，关闭隔膜泵，膜组件停止工作进行清洗。本领域的技术人员可根据膜污染程度、膜材类型、工业需求选择合适清洗方式对导电膜组件阳极13进行清洗，本发明对其不作具体要求。需要了解的是，由于本发明中对反应器构型的优化设计与膜表面生物膜结构的调控，本发明在具体实施时可起到膜污染原位控制的效果，膜清洗周期得到延长。

也就是说，本发明的装置运行开始后，经厌氧反应单元处理后污水经连接管进入电活性分离膜单元反应池主体12。此时开启恒电位仪16，调节恒电位仪控制工作电极电势为0.2～0.4V(相比于标准氢电极)，启动微生物电活化反应；开启隔膜泵17，污水流经膜组件进一步分离净化，此时污水中游离微生物在膜表面被截留，在阳极电位刺激下，电活性菌富集激活，不断运行中形成电活性生物膜并逐步增厚与成熟，水中残留有机物如SMP等被电活性生物膜捕获，在多菌种协同作用下被降解转化为CO₂，达到出水COD深度削控的目的，最终经生物膜高效生物转化、分离膜截留净化后的出水可通过出水管19直接外排。运行过程中通过压力监测表实时监测跨膜压差上升情况18。

运行结束，当跨膜压差达到40～50kPa时，关闭恒电位仪16，对电极阴极14和膜组件阳极13停止工作，关闭隔膜泵17，膜组件停止工作并进行清洗，清洗后的膜组件即可开启下一阶段运行。

实施例

本实施例中，所采用的电活性生物膜驱动的厌氧MBR深度降碳装置结构同上，在此不再赘述。厌氧反应单元(升流式厌氧反应器)涉及到的具体参数如下：主体采用具有圆柱体状的中空有机玻璃筒，总体积为1.2L，有效容积为1L，筒内有效高度35cm，内径6cm；筒体内布设有布水板、污泥床以及一个三相分离器，污泥床高度为15cm；厌氧反应单元水力停留时间时间为6h。电活性分离膜单元涉及到的具体参数如下：主体采用中空的有机玻璃长方体，长宽高分别为20cm、10cm、10cm；阳极导电膜为8cm×8cm正方形碳纳米管纤维膜，孔径约为0.2μm，两块膜固定在平板膜组件框架的正反面，由膜面两侧进水中间出水，对电极阴极为8cm×8cm正方形碳布电极，参比电极为银氯化银电极，膜组件阳极与参比电极间距小于2cm；调节恒电位仪控制膜组件阳极电势为0.2V vs Ag/AgCl电极；电活性分离膜单元水力停留时间时间为6h。

将上述本发明研发的电活性生物膜驱动的厌氧MBR(EAnMBR)与常规厌氧MBR(AnMBR)反应器分别为实验组和对照组；对照组厌氧MBR也包括厌氧反应单元与分离膜单元，区别在该反应器中未发生膜表面电活性生物膜驱动的界面深度降碳反应，反应器中安装PVDF平板膜组件，孔径约为0.2μm左右，由于膜组件不能导电因而未施加阳极电位。对两个反应器采用模拟城镇污水进行饲养。

污水的组分为葡萄糖400mg/L、淀粉100mg/L、蛋白胨19mg/L、尿素40mg/L、NH₄Cl50mg/L、K₂HPO₄ 32mg/L，合计COD≈500mg/L、TN≈50mg/L、TP≈6mg/L。连续运行30天，每天监测UASB单元、电强化厌氧MBR反应器膜分离单元、未施加阳极电位厌氧MBR反应器膜分离单元出水COD浓度。同时将各出水样品经0.22μm滤膜过滤后获得仅含溶解性有机物的出水，并测定其浓度，以此来评估电强化厌氧MBR反应器深度降碳的效果。

如图2所示，在连续运行30天内，EAnMBR出水COD浓度均低于常规AnMBR出水COD浓度，稳定运行后EAnMBR出水可低至20mg/L以下(图2a)，远低于当前城镇污水排放一级A标准，去除率大于95％，真正实现了工艺深度降碳。在运行前期(0～5天)，相比对照组，实验组强化降碳幅度较小，原因是此时膜表面处于微生物驯化激活与生物膜生长阶段；而在5天之后，由于生物膜增厚与微生物电活化，强化降碳效果开始显著，可在对照组出水COD(35～45mg/L)基础上继续降低40％～60％。

在对比出水中溶解性有机物(DOM)含量可进一步阐明EAnMBR深度降碳能力(图2b)。在常规膜生物反应器工艺中，所采用微滤及超滤膜孔径均大于水中溶解性有机物尺寸，因而无明显去除效果。可见在常规AnMBR中，膜分离对UASB段出水的DOM去除效果甚微，去除率仅为15～30％；而EAnMBR中，电活性膜分离对UASB段出水的DOM的去除率达到50～75％，这主要得益于电化学调控在膜表面形成具有高代谢活性的电活性生物膜，作为细胞滤器，在静电排斥、电催化、生物膜吸附、电活性微生物转化等作用的多重复合处理下，大幅削减出水有机物总量。

需要注意的是，以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，然其并非用以限制本发明。有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型。因此，凡采取等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种电活性生物膜驱动的厌氧MBR深度降碳装置，其特征在于，包括进水单元、厌氧反应单元和电活性分离膜单元；

所述厌氧反应单元为上流式厌氧生物反应器，进水口(4)与进水单元连通，出水口(9)与电活性分离膜单元连通；所述电活性分离膜单元包括反应池主体(12)、导电膜组件阳极(13)、对电极阴极(14)和参比电极(15)；导电膜组件阳极(13)、对电极阴极(14)和参比电极(15)均与供电装置(16)相连且相互平行布设，参比电极(15)邻近所述导电膜组件阳极(13)设置；所述导电膜组件阳极(13)为膜组件结构，出水口通过设有隔膜泵(17)和压力监测表(18)的出水管(19)与外界连通。

2.根据权利要求1所述的电活性生物膜驱动的厌氧MBR深度降碳装置，其特征在于，所述进水单元包括进水池(1)、进水泵(2)和进水管(3)，进水池(1)通过设有进水泵(2)的进水管(3)与厌氧反应单元的进水口(4)连通。

3.根据权利要求1所述的电活性生物膜驱动的厌氧MBR深度降碳装置，其特征在于，所述上流式厌氧生物反应器内腔的下部覆盖设有多孔的布水板(5)，布水板(5)下方的反应器侧壁开设进水口(4)；布水板(5)上方设有颗粒污泥床(6)，颗粒污泥床(6)上方设有带溢流堰(11)的三相分离器(8)，溢流堰(11)通过出水口(9)与电活性分离膜单元连通；反应器顶部还设有用于将三相分离器(8)分离后的气体导出的气体管路，气体管路上设有气体流量计(10)。

4.根据权利要求1所述的电活性生物膜驱动的厌氧MBR深度降碳装置，其特征在于，所述上流式厌氧生物反应器侧壁还设有若干取样口(7)，供电装置(16)为用于提供直流电的恒电位仪。

5.根据权利要求1所述的电活性生物膜驱动的厌氧MBR深度降碳装置，其特征在于，所述导电膜组件阳极(13)为微滤膜或超滤膜，材料为碳材料、高分子导电聚合物或金属中的一种，构型为板式膜、管式膜或中空纤维膜中的一种。

6.根据权利要求1所述的电活性生物膜驱动的厌氧MBR深度降碳装置，其特征在于，所述对电极阴极(14)的材料为不锈钢网、石墨或碳毡中的一种，参比电极(15)为氢电极、甘汞电极、银氯化银电极、汞氧化汞电极、汞硫酸亚汞电极中的一种。

7.根据权利要求1所述的电活性生物膜驱动的厌氧MBR深度降碳装置，其特征在于，所述供电装置(16)分别通过工作电极夹(20)、对电极夹(21)和参比电极夹(22)与导电膜组件阳极(13)、对电极阴极(14)和参比电极(15)相连。

8.一种根据权利要求1～7任一所述电活性生物膜驱动的厌氧MBR深度降碳装置的污水处理方法，其特征在于，具体如下：

将待处理污水经进水单元通入厌氧反应单元进行厌氧处理，随后进入电活性分离膜单元；利用供电装置(16)调节导电膜组件阳极(13)的电势，通过生物膜电活化反应与有机物膜界面强化降解反应吸附降解污水中有机物；

在生物膜电活化反应与有机物膜界面强化降解反应的过程中，导电膜组件阳极(13)的膜表面截留从厌氧反应单元中流出的游离微生物，所述游离微生物以发酵菌和电活性菌为主；阳极电位刺激电活性菌在膜表面激活和富集，电活性菌以导电阳极作为稳定电子受体，具有更高代谢活性与热力学降解优势，发酵菌与电活性菌互作共生，以加速污水中有机物的降解；导电膜组件阳极(13)膜表面的生物膜在污水处理过程中逐渐增厚与成熟，生物膜整体形成清晰规整的细胞阵列，作为细胞滤器吸附截留溶解性有机物；污水在通过导电膜组件阳极(13)时，剩余有机物在膜界面被静电拦截或吸附截留，随后有机物在生物膜作用下被降解转化为二氧化碳，使电活性分离膜单元出水中的有机物含量大幅降低；

当通过压力监测表(18)检测到的跨膜压差达到40～50kPa时，关闭供电装置(16)和隔膜泵(17)，使导电膜组件阳极(13)停止工作并对其进行清洗。

9.根据权利要求8所述的污水处理方法，其特征在于，污水在所述厌氧反应单元内的水力停留时间为6～8h，在电活性分离膜单元内的水力停留时间为4h。

10.根据权利要求8所述的污水处理方法，其特征在于，所述导电膜组件阳极(13)的电位为0.2～0.4V。

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