[實(shí)用新型]一種微曝氣耦合微生物燃料電池的黑臭河道治理系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201920206220.8
• 申請(qǐng)日: 2019-02-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN209583772U
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-11-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孔明;張毅敏;張孝飛;陶悅;晁建穎;汪龍眠;高月香;徐斌;楊飛
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 生態(tài)環(huán)境部南京環(huán)境科學(xué)研究所
• 主分類(lèi)號(hào): C02F3/34
• 分類(lèi)號(hào): C02F3/34;C02F3/00;C02F101/30
• 代理公司: 南京鐘山專(zhuān)利代理有限公司 32252
• 代理人: 戴朝榮

本實(shí)用新型公開(kāi)了一種微曝氣耦合微生物燃料電池的黑臭河道治理系統(tǒng)，包括微孔曝氣裝置以及微生物燃料電池；微孔曝氣裝置用于將空氣以微氣泡的形式分散到河道水層中，微生物燃料電池用于分解河道水層以及河道底泥層中的有機(jī)質(zhì)。微孔曝氣裝置由太陽(yáng)能電池板、固定支架、空氣壓縮機(jī)、輸氣管以及納米微孔曝氣管網(wǎng)組成；微生物燃料電池由電極、銅導(dǎo)線、變阻器以及數(shù)據(jù)采集器組成。本實(shí)用新型可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制，人工成本低較低，并且有較好的產(chǎn)電能力，對(duì)黑臭污泥進(jìn)行修復(fù)的同時(shí)進(jìn)行了資源化利用，與傳統(tǒng)沉積物和水質(zhì)原位修復(fù)技術(shù)相比不需要額外投加電子供體，所述裝置維修簡(jiǎn)便，運(yùn)行成本較低，針對(duì)黑臭河道的治理具有較大的市場(chǎng)前景和推廣利用價(jià)值。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及環(huán)境工程領(lǐng)域，具體涉及一種微曝氣耦合微生物燃料電池的黑臭河道治理系統(tǒng)。

背景技術(shù)

城市水體黑臭問(wèn)題主要由水體中藻類(lèi)和微生物的新陳代謝以及人類(lèi)向水體中過(guò)度排放污染物引起，隨著城市規(guī)模不斷擴(kuò)大，城市居住人口激增，人口布局相對(duì)集中造成城市污水處理能力不足，加之城市地表徑流污染負(fù)荷較大，造成大量有機(jī)污染物排入水體。污水中的糖類(lèi)、蛋白質(zhì)、氨基酸、油脂等有機(jī)物的分解過(guò)程中消耗大量的溶解氧，造成水體缺氧，厭氧微生物大量繁殖并分解有機(jī)物產(chǎn)生大量致黑致臭物質(zhì)，從而引起水體發(fā)黑發(fā)臭。

在黑臭水體形成原因中，溶解氧是水體發(fā)生黑臭的關(guān)鍵性因素，改善水體必須改善水體的缺氧或厭氧環(huán)境，修復(fù)水體生態(tài)系統(tǒng)，恢復(fù)水體自?xún)裟芰Α８鶕?jù)國(guó)內(nèi)外相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，目前常用的整治措施主要有包括截污納管，雨污分流等外源污染控制措施，以及以水體清撈維護(hù)和底泥清淤等外源污染控制措施，同時(shí)被清除的黑臭底泥的處理方式大多是脫水填埋，不能進(jìn)行資源化回收利用。相應(yīng)措施處理成本高，處理工程量浩大，需要消耗大量的人力物力，隨著對(duì)黑臭水體的關(guān)注度日益提高，處理力度日漸增強(qiáng)，這些治理方法也面臨著巨大挑戰(zhàn)。微孔曝氣方法有著高效率低能耗的特點(diǎn)，是改善底泥污染，提高水體溶解氧的有效手段。

微生物燃料電池是利用微生物細(xì)胞中的酶作為生物催化劑，將有機(jī)質(zhì)降解過(guò)程中釋放的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿囊环N技術(shù)。黑臭底泥本身含有大量微生物，通過(guò)構(gòu)建微生物燃料電池可有效利用底泥中的土著微生物，對(duì)底泥中有機(jī)物進(jìn)行降解，并同時(shí)回收電能，能高效，低能耗地對(duì)黑臭水體及底質(zhì)進(jìn)行改善。

申請(qǐng)?zhí)枮?01510223029.0的中國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)了一種一種受污染水體中黑臭底泥資源化處理的方法，以黑臭底泥、EM菌作為陽(yáng)極底物，以河水或pH＝7的磷酸鹽緩沖液作為陰極電解液，以石墨板和碳纖維布為電極材料構(gòu)建了沉積型微生物燃料電池；申請(qǐng)?zhí)枮?01710996031.0 的中國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)了一種微生物燃料電池，包括外部裝置、絕緣外殼、視液窗、風(fēng)機(jī)、曝氣管、內(nèi)部裝置、液倉(cāng)。但是上述的雖然利用了電化學(xué)技術(shù)將微生物代謝能直接轉(zhuǎn)化為電能，但是均沒(méi)有針對(duì)黑臭河道中普遍存在的低溶解氧，水體自?xún)裟芰Σ畹膯?wèn)題提出解決方式，因此其改善黑臭凈化水質(zhì)效果并不理想。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對(duì)黑臭河道中普遍存在的低溶解氧，水體自?xún)裟芰Σ畹膯?wèn)題，提供一種微曝氣耦合微生物燃料電池的黑臭河道治理系統(tǒng)及方法，通過(guò)將微曝氣與底泥微生物燃料電池耦合，使得黑臭河道水體中的溶解氧提高，水體自?xún)裟芰Φ玫交謴?fù)，降低底泥中的有機(jī)質(zhì)，同時(shí)產(chǎn)生產(chǎn)電效果，達(dá)到黑臭河道水質(zhì)和底質(zhì)狀況的改善和資源化利用的目的。

本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種微曝氣耦合微生物燃料電池的黑臭河道治理系統(tǒng)，包括河道水層以及河道底泥層，所述河道底泥層沉積于河道水層下方，所述系統(tǒng)還包括微孔曝氣裝置以及微生物燃料電池；所述微孔曝氣裝置用于將空氣以微氣泡的形式分散到河道水層中，所述微生物燃料電池用于分解河道水層以及河道底泥層中的有機(jī)質(zhì)；