[發(fā)明專利]微生物燃料電池人工濕地及其處理污水的方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201811153531.9
• 申請日: 2018-09-30
• 公開（公告）號: CN109502732A
• 公開（公告）日: 2019-03-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 翁白莎;嚴(yán)登明;王俊鋒;張誠;秦天玲;史婉麗;郝彩蓮;董國強(qiáng)
• 申請（專利權(quán)）人: 中國水利水電科學(xué)研究院
• 主分類號: C02F3/00
• 分類號: C02F3/00;C02F3/30;C02F3/34;C02F101/16;C02F103/20
• 代理公司: 北京科億知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

本發(fā)明提供了微生物燃料電池人工濕地，包括多介質(zhì)濾床、設(shè)在多介質(zhì)濾床下方的入流布水區(qū)和設(shè)在多介質(zhì)濾床上方的出流集水區(qū)，多介質(zhì)濾床的上層種植有挺水植物，人工濕地在出流集水區(qū)頂部對應(yīng)設(shè)有水位控制出水口，人工濕地的好氧區(qū)鋪設(shè)有至少一層陰極電極材料板，人工濕地的厭氧區(qū)鋪設(shè)有至少兩層陽極電極材料板，每層所述陽極電極材料板與所述陰極電極材料板均兩兩連成電池回路，多介質(zhì)濾床還外接有曝氣裝置。本發(fā)明還公開了用該濕地處理污水的方法。本發(fā)明可方便地檢測多個(gè)層位的微生物燃料電池的性能，利于調(diào)控污水處理效果及進(jìn)行深入、復(fù)雜的研究；本發(fā)明使用曝氣裝置強(qiáng)化了濕地的污水處理效果。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及人工濕地水處理技術(shù)，尤其涉及一種微生物燃料電池人工濕地。

背景技術(shù)

目前，人工濕地作為一種低成本、低能耗的水處理技術(shù)得到人們的廣泛關(guān)注與研究。人工濕地由挺水植物、多介質(zhì)濾床和微生物群落通過物理、化學(xué)和生物的協(xié)同作用達(dá)到去除水中污染物的目的。

人工濕地能形成天然的好氧區(qū)和厭氧區(qū)，將其與微生物燃料電池處理技術(shù)相結(jié)合，形成了一種新型的研究水處理的裝置——微生物燃料電池人工濕地，該技術(shù)在國內(nèi)的研究尚不足。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供了一種新型的微生物燃料電池人工濕地，該人工濕地包括多介質(zhì)濾床、設(shè)在多介質(zhì)濾床下方的入流布水區(qū)和設(shè)在多介質(zhì)濾床上方的出流集水區(qū)，多介質(zhì)濾床的上層種植有挺水植物，所述人工濕地在出流集水區(qū)頂部對應(yīng)設(shè)有水位控制出水口，所述人工濕地的好氧區(qū)鋪設(shè)有至少一層(如為兩層)陰極電極材料板，所述人工濕地的厭氧區(qū)鋪設(shè)有陽極電極材料板，所述陽極電極材料板沿厭氧區(qū)豎直高度方向設(shè)置為至少兩層，作為微生物燃料電池人工濕地，每層所述陽極電極材料板與所述陰極電極材料板均兩兩連成電池回路，所述多介質(zhì)濾床還外接有曝氣裝置，適于補(bǔ)充氧氣。所述曝氣裝置可外接在水下五分之一深度處，即水位控制出水口下方水域，從水平面往下算五分之一深度處，對應(yīng)高度的水中設(shè)置有陰極電極材料板。

任選地，所述曝氣裝置為外加的鼓風(fēng)機(jī)。

任選地，所述微生物燃料電池人工濕地中的填料均經(jīng)PVC(聚氯乙烯)多孔板固定。比如，所述人工濕地的承托層可采用PVC材質(zhì)塑料板均勻打孔并輔以尼龍紗網(wǎng)或其它類似措施防止濾料滲出。

任選地，所述挺水植物為美人蕉，布置的密度可為5株/m²。

任選地，所述入流布水區(qū)與所述出流集水區(qū)中填充的均為粒徑約9-15mm的礫石填料。

任選地，所述多介質(zhì)濾床由粒徑5-8mm的礫石填料填充。

任選地，每一所述電池回路中均設(shè)有開關(guān)(支路開關(guān))，這樣每一開關(guān)各控制一個(gè)電池回路。本發(fā)明的微生物燃料電池人工濕地還可將各所述電池回路連在一個(gè)總回路中，總回路中可設(shè)置控制總回路的開關(guān)(總開關(guān)，或叫干路開關(guān))，總回路中還可設(shè)置電阻箱；各所述電池回路或總回路，還可連接電路檢測系統(tǒng)，用于監(jiān)測分析每個(gè)回路的電壓和/或電流特性，這樣就能通過電路監(jiān)測裝置測定相對應(yīng)的、不同層位的人工濕地的微生物燃料電池性能，利于開展深入研究，運(yùn)行維護(hù)也便捷。所述曝氣裝置可受所述電路檢測系統(tǒng)控制，可在必要時(shí)輔以人工控制，以更好地調(diào)節(jié)濕地的功能。

本發(fā)明還公開了前述微生物燃料電池人工濕地，用于處理污水的用途，以及用前述微生物燃料電池人工濕地處理污水的方法。

任選地，所述污水的氨氮含量達(dá)到50-100mg/L，所述污水的來源可為畜禽養(yǎng)殖廢水。

任選地，所述曝氣裝置曝氣使曝氣裝置所在高度處污水的溶解氧，保持在2.5-3.5mg/L。所述曝氣裝置可間歇曝氣。

本發(fā)明的有益效果包括：