[發(fā)明專利]一種處理污水并用于濕地供電的微生物燃料電池人工濕地裝置

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• 申請日: 2015-06-15
• 公開（公告）號: CN105024089A
• 公開（公告）日: 2015-11-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 袁振宏;楊改秀;李連華;李志兵;孫永明;呂鵬梅;孔曉英;劉姝娜;羅文;王治元;楊玲梅
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院廣州能源研究所
• 主分類號: H01M8/16
• 分類號: H01M8/16;H01M8/04;H01M4/86;C02F3/32
• 代理公司: 廣州科粵專利商標(biāo)代理有限公司 44001
• 代理人: 蔣歡妹;莫瑤江

1.一種處理污水并用于濕地供電的微生物燃料電池人工濕地裝置，其特征在于，該裝置包括微生物燃料電池型濕地主體和集電儲能系統(tǒng)；所述微生物燃料電池型人工濕地主體由下而上依次包括：防滲層、陽極填料層、絕緣填料層、陰極填料層和水生植物；所述陰極填料層底部鋪設(shè)有曝氣量可調(diào)節(jié)的曝氣裝置；所述集電儲能系統(tǒng)由陽極電極、陰極電極以及連接陽極電極、陰極電極的外接導(dǎo)線、外接導(dǎo)線上串接的儲能裝置和電能輸出設(shè)備組成；利用人工濕地主體下層陽極填料層的厭氧環(huán)境，并加入微生物燃料電池陽極材料形成陽極電極；利用水生植物發(fā)達(dá)的根系泌氧功能結(jié)合微孔曝氣裝置的曝氣并加入陰極電極材料形成陰極電極；所述電能輸出設(shè)備串聯(lián)有第一開關(guān)，然后電能輸出設(shè)備跟第一開關(guān)組成的整體再跟第二開關(guān)并聯(lián)，通過控制第一開關(guān)和第二開關(guān)的開關(guān)來實現(xiàn)對超級電容器充放電的控制；微生物燃料電池型濕地主體的一側(cè)下部設(shè)有進(jìn)水口，另一側(cè)的頂部設(shè)有出水口。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理污水并用于濕地供電的微生物燃料電池人工濕地裝置，其特征在于，所述陽極材料是打孔石墨板，打孔石墨板的通孔為1-100排，每排通孔1-1500個，通孔的直徑為10-300mm。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的處理污水并用于濕地供電的微生物燃料電池人工濕地裝置，其特征在于，設(shè)在陽極填料層的1-1000塊打孔石墨板采用折流方式串接而成。

4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的處理污水并用于濕地供電的微生物燃料電池人工濕地裝置，其特征在于，所述陰極電極材料選自活性炭、炭氈、不銹鋼材質(zhì)、碳布、碳刷中的任一種。

5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的處理污水并用于濕地供電的微生物燃料電池人工濕地裝置，其特征在于，所述陰極材料表面通過富錳基氧化物、大環(huán)金屬化合物或者Pt-Au等代Pt或者低Pt催化劑進(jìn)行表面修飾。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理污水并用于濕地供電的微生物燃料電池人工濕地裝置，其特征在于，所述微生物燃料電池型人工濕地主體的陽極填料層、陰極填料層的填料采用礫石、石墨顆粒、陶粒中的一種，所述絕緣填料層的填料采用礫石、陶粒中的一種。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理污水并用于濕地供電的微生物燃料電池人工濕地裝置，其特征在于，所述陽極填料層的填料粒徑為15-30mm；所述絕緣填料層的填料粒徑為5-15mm。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理污水并用于濕地供電的微生物燃料電池人工濕地裝置，其特征在于，所述曝氣裝置為微孔曝氣裝置，安裝在陰極填料層底部的鋪設(shè)的進(jìn)氣管上，微孔曝氣裝置之間的行距為0.5m-1.0m，微孔曝氣裝置的孔間距為0.3m-0.5m，形成曝氣區(qū)。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理污水并用于濕地供電的微生物燃料電池人工濕地裝置，其特征在于，超級電容器的額定電壓為2.3V、2.5V、2.7V中的一種，其容量在1F-20F之間。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理污水并用于濕地供電的微生物燃料電池人工濕地裝置，其特征在于，水生植物選自蘆葦、美人蕉、香蒲或者菖蒲中的一種；外接導(dǎo)線為鈦絲，并且連接處進(jìn)行絕緣密封處理。