[發(fā)明專利]一種抽屜式生物濾池耦合微生物燃料電池復(fù)合系統(tǒng)

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201811275764.6
• 申請日: 2018-10-30
• 公開（公告）號: CN109110911A
• 公開（公告）日: 2019-01-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉洪波;管祥雄;陳子華;薛璐璐;符策竿;關(guān)永年;陳瑜;方月英;劉玉紅;湯慶會
• 申請（專利權(quán)）人: 上海理工大學(xué)
• 主分類號: C02F3/00
• 分類號: C02F3/00;C02F3/34;C02F101/30
• 代理公司: 上海德昭知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31204
• 代理人: 郁旦蓉

本發(fā)明公開了一種抽屜式生物濾池耦合微生物燃料電池復(fù)合系統(tǒng)，包括：第一蠕動泵，與儲水箱通過進(jìn)水管連接；第一流量計(jì)，與蠕動泵連接，用于記錄廢水的流速；水槽，與第一流量計(jì)通過進(jìn)水管連通；微生物燃料電池模塊，包括與水槽相鄰設(shè)置的微生物燃料反應(yīng)池、設(shè)置于微生物燃料反應(yīng)池內(nèi)并且通過銅絲相互連接的多組陽極板和陰極板以及與多組陽極板和陰極板之間通過導(dǎo)線連接的儲能裝置；微生物濾池模塊，包括與微生物燃料反應(yīng)池相鄰的依次排列的三個微生物反應(yīng)池、設(shè)置于每個微生物反應(yīng)池內(nèi)的多個相互疊加的抽屜以及放置于多個抽屜內(nèi)的填料；備用池，與第三個微生物反應(yīng)池相鄰設(shè)置，備用池底部設(shè)有凈水出水口；以及水箱，與凈水出水口通過凈水管連通。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于環(huán)境工程污水處理領(lǐng)域，具體涉及一種抽屜式生物濾池耦合微生物燃料電池復(fù)合系統(tǒng)。

背景技術(shù)

在我國，每年用于污水處理設(shè)施的能耗已經(jīng)達(dá)到全國總用電量的1％。根據(jù)相關(guān)的調(diào)查，我國污水處理廠的平均能耗為0.29Kwh/m³,相當(dāng)于發(fā)達(dá)國家20世紀(jì)末或更早時期的能耗水平。與發(fā)達(dá)國家相比，我國城市污水處理廠工藝落后，設(shè)備陳舊的老廠居多，能耗過大，節(jié)能問題十分突出。除了能耗問題之外，隨著對出水水質(zhì)越來越嚴(yán)格的要求和公眾環(huán)保意識的逐步增強(qiáng)，迫使我國政府制定污水處理和排放標(biāo)準(zhǔn)，涉及的水質(zhì)指標(biāo)越來越嚴(yán)。國家實(shí)施的《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》對其中幾項(xiàng)指標(biāo)(COD、SS、TN)的要求更加嚴(yán)格。這導(dǎo)致現(xiàn)有污水處理廠必須面臨著處理工藝的改造和出水水質(zhì)的改善問題。因此，迫切需要通過綜合性的探索開發(fā)，研究推廣污水處理新技術(shù)、新工藝來解決城鎮(zhèn)污水處理廠出水COD、SS、TN指標(biāo)的未達(dá)標(biāo)排放問題，開展基于節(jié)能理念的污水處理的研究迫在眉睫。

微生物燃料電池(Microbial fuel cell，簡稱MFC)是一種通過微生物的催化和代謝過程將有機(jī)物中的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，它具有高效降解有機(jī)污染物、產(chǎn)生清潔能源電能、污泥產(chǎn)量低等諸多優(yōu)點(diǎn)。但是存在一些問題限制了其大規(guī)模實(shí)際應(yīng)用：a.為了提高系統(tǒng)的功率輸出，陰極多采用昂貴的鉑碳陰極，導(dǎo)致運(yùn)行成本增加；b.微生物燃料電池都是通過與電阻的連接來回收電能，因此產(chǎn)生的能量基本上通過熱能的形式散發(fā)掉，并未有效地回收利用；c.微生物燃料電池是一種基于厭氧過程和好氧工藝的處理技術(shù)，在出水水質(zhì)上優(yōu)于厭氧工藝但是與好氧工藝的處理效率仍然存在著差距。因此，利用微生物燃料電池的優(yōu)勢，開發(fā)新的組合工藝來解決更加嚴(yán)格出水標(biāo)準(zhǔn)問題迫在眉睫。

城鎮(zhèn)污水由于低碳氮比，導(dǎo)致生物處理碳源不足，出水水質(zhì)不能滿足更加嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)，傳統(tǒng)污水脫氮處理工藝面臨極大的挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的生物脫氮是通過添加甲醇、葡萄糖等液態(tài)碳源進(jìn)行反硝化的研究探索，但投加這些碳源易造成碳源投加不足或過量，不僅增加反硝化成本，系統(tǒng)運(yùn)行復(fù)雜且二次污染問題比較突出。近年來，研究者們積極尋找無毒、廉價的固態(tài)碳源來代替?zhèn)鹘y(tǒng)碳源。因此，廉價并可持續(xù)釋放碳源的固態(tài)有機(jī)碳源來代替?zhèn)鹘y(tǒng)碳源的研究已成為新的熱點(diǎn)。這種可持續(xù)釋放碳源的固態(tài)有機(jī)碳源在裝置運(yùn)行的過程中，釋碳量會逐漸較少，最終會導(dǎo)致填料失效；浸泡過后的溶液顯酸性，影響反硝化效果。而且傳統(tǒng)的生物濾池更換填料會花費(fèi)大量人力物力，而且麻煩不便，增加運(yùn)行成本。

由農(nóng)業(yè)廢棄物、吸附堿性礦物質(zhì)作為吸附層以及粘性材料作為支撐，通過共混和包裹而成的復(fù)合碳源材料是反硝化處理過程中的理想碳源。其特性包括原料廉價易得且可有效的吸附截留氮素及其色度、降低浸出液的酸性，減少二次污染并營造出有利于反硝化的生活條件，改良后的復(fù)合材料具備工程應(yīng)用前景。所以研究和推廣新的污水處理工藝和設(shè)備以及相應(yīng)的控制措施來解決這些技術(shù)問題很有必要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是為了解決上述問題而進(jìn)行的，目的在于提供一種抽屜式生物濾池耦合微生物燃料電池復(fù)合系統(tǒng)。