[實用新型]一種微生物燃料電池修復城市感潮河涌黑臭底泥的植物浮床裝置

有效

• 申請號: 201920497343.1
• 申請日: 2019-04-13
• 公開（公告）號: CN210261492U
• 公開（公告）日: 2020-04-07
• 發明（設計）人: 張太平;劉子丹;扈華庚;李彥培
• 申請（專利權）人: 廣州益祿豐生態環保科技有限責任公司;華南理工大學
• 主分類號: C02F11/02
• 分類號: C02F11/02;C02F11/00
• 代理公司: 廣州高炬知識產權代理有限公司 44376
• 代理人: 孫明科

1.一種微生物燃料電池修復城市感潮河涌黑臭底泥的植物浮床裝置，其特征在于，其由浮板、種植籃及水生植物組成，該浮板使水生植物、種植籃懸浮在設定高度的水體中，形成植物浮床陽極；將一碳氈陰極貼合在植物浮床裝置的種植籃上、二者相互接觸，該裝置使該碳氈陰極懸浮與于設定的水體高度范圍內，同時該植物浮床陽極與碳氈陰極相耦合，形成植物床-微生物燃料電池耦合系統I。

2.根據權利要求1所述的微生物燃料電池修復城市感潮河涌黑臭底泥的植物浮床裝置，其特征在于，所述植物浮床陽極通過碳氈陰極進一步與埋設于碳粒-底泥混合層下的碳氈陽極相耦合，形成微生物燃料電池耦合系統II，以降低碳氈陰極電位、增大其與碳氈陽極的電位差，加快對河涌底泥的修復速度，并凈化水質。

3.根據權利要求2所述的微生物燃料電池修復城市感潮河涌黑臭底泥的植物浮床裝置，其特征在于：所述的碳氈陽極，其包括上下兩片活性碳纖維氈、及在活性碳纖維氈中間夾設的一片平鋪的銅箔，多根銅絲分別以納鞋底的方式多次穿過活性碳纖維氈及銅箔，然后引向碳氈中央，將重遇后的多根銅絲扭成一股作為陽極導線，形成碳氈陽極。

4.根據權利要求1所述的微生物燃料電池修復城市感潮河涌黑臭底泥的植物浮床裝置，其特征在于：所述的碳氈陰極，包括上下兩片活性碳纖維氈、及在其中間夾設一片平鋪的銅箔，多根銅絲分別以納鞋底的方式多次穿過活性碳纖維氈及銅箔，然后引向碳氈中央，將重遇后的多根銅絲扭成一股作為陰極導線，在上下兩片活性碳纖維氈上分別設置塑料泡沫懸浮物，形成碳氈陰極。

5.根據權利要求1所述的微生物燃料電池修復城市感潮河涌黑臭底泥的植物浮床裝置，其特征在于：其還設有射流泵，所述的射流泵將設定量的碳粒混合液噴射入河涌黑臭底泥、將底泥吹起，其沖擊力破壞沉積物-水界面、使底泥懸浮、露出沉積物-水界面下部的河床，使碳粒混合入底泥中、形成底泥-碳粒混合層。

6.根據權利要求2所述的微生物燃料電池修復城市感潮河涌黑臭底泥的植物浮床裝置，其特征在于：所述的碳氈陽極鋪設在河床上表面、底泥-碳粒混合層下方，其將河床上表面覆蓋，與底泥-碳粒混合層共同形成微生物燃料電池的陽極區。

7.根據權利要求2所述的所述的微生物燃料電池修復城市感潮河涌黑臭底泥的植物浮床裝置，其特征在于：所述碳氈陰極懸浮鋪設在碳氈陽極上方位置、設定的水體高度范圍內，該碳氈陰極與碳氈陽極之間由導電線纜連接直接短路、或在中間再串接一阻抗負載構成閉合回路，形成一完整的微生物燃料電池系統。

8.根據權利要求2所述微生物燃料電池修復城市感潮河涌黑臭底泥的植物浮床裝置，其特征在于，所鋪設的碳氈陽極與碳氈陰極的面積比，將碳氈陽極與碳氈陰極面積比設置為碳氈陽極：碳氈陰極面積比＝1：2～4，所組成微生物燃料電池系統的產電效率與碳氈陽極面積關系如下：

P_An＝I²R_ext/A_An

式中，P_An為功率密度，mW/m²；R_ext為外電阻，kΩ；I為電流，mA；A_An為陽極電極表面積，m²。

9.根據權利要求2所述微生物燃料電池修復城市感潮河涌黑臭底泥的植物浮床裝置，其特征在于，所述的碳氈陽極水平埋設于沉積物-水界面下方5～15厘米處；碳氈陰極水平懸浮于沉積物-水界面上方10cm～50cm處；二者的導線相互連接，碳氈陰極通過該導線固定在水體中、并保持在設定的高度上。

10.根據權利要求5所述微生物燃料電池修復城市感潮河涌黑臭底泥的植物浮床裝置，其特征在于，所述混合在沉積物內即混合到底泥中的碳粒重量比例為污泥干重的1％～5％。