[發(fā)明專利]一種同步濃縮消化污泥并產(chǎn)電的裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310388939.5
• 申請(qǐng)日: 2013-09-02
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103482830A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-01-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王志偉;唐霽旭;黃菲;黃健;張杰;張星冉;馬金星;吳志超
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 同濟(jì)大學(xué)
• 主分類號(hào): C02F11/02
• 分類號(hào): C02F11/02;H01M8/16
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司 31200
• 代理人: 張磊

1.一種同步濃縮消化污泥并產(chǎn)電的裝置，所述裝置由正滲透-微生物燃料電池、污泥調(diào)節(jié)池(6)、汲取液池(7)、循環(huán)泵(8)組成，其特征在于：正滲透-微生物燃料電池由正滲透膜(1)、陽(yáng)極室(2)、陰極室(3)、陽(yáng)極電極(4)和空氣電極(5)組成，所述滲透-微生物燃料電池通過(guò)正滲透膜(1)分隔出陽(yáng)極室(2)和陰極室(3)，所述陰極室3的電極為空氣陰極(5)，空氣陰極(5)一側(cè)與陰極室(3)內(nèi)的高濃度汲取液接觸，另一側(cè)直接暴露于空氣中，捕獲空氣中的氧氣；陽(yáng)極室(2)前設(shè)有污泥調(diào)節(jié)池(6)，陰極室(3)前設(shè)有汲取液池(7)；所述陰極室(2)一側(cè)下部設(shè)有進(jìn)泥口(2-1)，頂部設(shè)有通氣口(2-2)，陰極室(3)頂部設(shè)有第一出水口(3-2)，底部設(shè)有第一進(jìn)水口(3-1)，污泥調(diào)節(jié)池(6)底部設(shè)有污泥口(6-1)，頂部設(shè)有通氣口(6-2)，汲取液池(7)頂部設(shè)有第二進(jìn)水口(7-1)，底部一側(cè)設(shè)有第二出水口(7-2)；所述污泥調(diào)節(jié)池(6)的污泥口(6-1)連接陽(yáng)極室(2)的進(jìn)泥口(2-1)，污泥調(diào)節(jié)池(6)的通氣口(6-2)連接陽(yáng)極室(2)的通氣口(2-2)，汲取液池(7)的第二進(jìn)水口(7-1)通過(guò)連接陰極室(3)的第一進(jìn)水口(3-1)，陰極室(3)的第二出水口(3-2)連接汲取液池(7)的第二進(jìn)水口(7-1)；所述陽(yáng)極室(3)和污泥調(diào)節(jié)池(6)為厭氧環(huán)境，陽(yáng)極液為污泥混合液，厭氧微生物懸浮生長(zhǎng)于污泥混合液中以及附著生長(zhǎng)于陽(yáng)極電極(4)上；污泥混合液中的有機(jī)物被氧化分解并釋放出質(zhì)子與電子，電子通過(guò)微生物傳遞到陽(yáng)極電極(4)表面，然后傳遞到陰極電極(5)，同時(shí)生成的質(zhì)子也到達(dá)陰極電極(5)，空氣中的氧氣通過(guò)自由擴(kuò)散穿過(guò)陰極電極(5)到達(dá)陰極電極(5)的內(nèi)側(cè)表面上，質(zhì)子、電子和氧氣結(jié)合生成水。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的同步濃縮消化污泥并產(chǎn)電的裝置，其特征在于所述陽(yáng)極污泥中的游離水在正滲透膜(1)兩側(cè)滲透壓差的驅(qū)動(dòng)下滲透至汲取液側(cè)即陰極室(3)內(nèi)，所述陰極室(3)內(nèi)的陰極液采用高濃度含有氮、磷或鉀元素的肥料液。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的同步濃縮消化污泥并產(chǎn)電的裝置，其特征在于所述陽(yáng)極電極(4)由碳刷制成，或使用碳棒、碳?xì)?、表面粗糙的鋼板中任一種。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的同步濃縮消化污泥并產(chǎn)電的裝置，其特征在于所述空氣陰極(5)由鍍鉑黑碳紙制成，或使用以炭納米管、滲氮碳粉、氧化錳、四甲氧基苯基卟啉為催化劑，碳布、碳紙、不銹鋼網(wǎng)或鎳網(wǎng)為集電體的空氣陰極。