本實用新型專利技術公開了一種微曝氣微生物燃料電池人工濕地水體凈化裝置。從下到上依次為布水區(1)、主體填料區(2)和集水區(3)，布水區(1)一側有進水管(6)；主體填料區(2)下部為陽極區(7)、上部為陰極區(8)，主體填料區(2)內部填充導電填料顆粒(5)；在主體填料區(2)的陰極區(8)設置微曝氣系統(10),集水區(3)頂部一側有出水管(9)、上部有濕生挺水植物(4)；布水區(1)和集水區(3)內部填充粒徑為20mm-50mm鵝卵石或碎石。本實用新型專利技術將陽極區產生的電子在床體內部傳導，并通過微曝氣形式增加作為電子受體的氧濃度，強化人工濕地床體的陰極區域功能，從而消除了傳統外接電路微生物燃料電池人工濕地因兩極間距過大造成的內阻過高，產電率低，凈化效果差的難題。
【技術實現步驟摘要】
本技術屬一種污水治理設備，特別涉及一種微曝氣微生物燃料電池人工濕地 產電原位利用水體凈化裝置。
技術介紹
隨著中國工業化進程的加快，水環境污染整治面臨著越來越大的挑戰。人工濕地 是一種天然凈化與人工強化相結合的復合工藝，能夠根據污水量的大小采取合適的規模與 之適應，可用于污染水體的直接處理及深度處理;人工濕地和傳統的二級生化處理相比，具 有建造及運行費用低、維護簡單等優點，比較適合于技術管理水平不是很高、規模較小的城 鎮或鄉村的污水處理。在促進廢水中污染物質良性循環的前提下，可充分發揮資源的生產 潛力，防止環境的再污染，從而獲得污水處理與資源化的最佳效益，得到越來越廣泛的研究 及應用。 前人對人工濕地的研究發現，人工濕地處理中、低有機負荷的污水效果較好，當處 理高有機負荷污水時，凈化效果有所下降，且處理單位水所需土地面積增大。本技術就 是針對這一問題，將微生物燃料電池技術與人工濕地相結合，將人工濕地的產電功能轉化 為提升人工濕地凈化性能的源動力，將產生的生物質能外輸轉變為電子的原位利用，從而 有效的提高人工濕地的凈化性能。
技術實現思路
本技術的目的是利用具有導電能力填料的填充，將人工濕地主體填料區自然 分劃為微生物燃料電池陰極和陽極，并通過微曝氣方式強化陰極區的電子受體濃度，解決 了傳統人工濕地難以處理高有機負荷污水的問題，也解決了傳統外接電路微生物燃料電池 人工濕地因兩極間距過大造成的內阻過高、凈化效果不佳的問題。 本技術是這樣實現的:微曝氣微生物燃料電池人工濕地水體凈化裝置包括布 水區、主體填料區、集水區、濕生挺水植物、導電填料顆粒、進水管、陽極區、陰極區、出水管 和微曝氣系統。 從下到上依次為布水區、主體填料區和集水區，布水區一側有進水管;主體填料區 下部為陽極區、上部為陰極區，主體填料區內部填充導電填料顆粒;在主體填料區的陰極區 設置微曝氣系統，向陰極區供氧作為電子受體，強化了陰極區電子受體濃度;集水區一側有 出水管、上部有濕生挺水植物;布水區和集水區內部填充粒徑為20mm-50mm鵝卵石或碎石；。 所述導電填料顆粒為粒徑0.1-15mm的具有導電性能的石墨、活性碳、生物碳和金 屬礦石中的一種。 所述濕生挺水植物為美人蕉、蘆葦和香蒲中的一種或兩種。 利用本技術處理污水的過程為:污水由微曝氣微生物燃料電池人工濕地水體 凈化裝置底部的進水管流入，經布水區后，垂直向上流過主體填料區，在頂端匯入集水區， 最后由出水管流出系統，采用連續進水方式，進水為生活污水，水力停留時間為Id。 水中的污染物在流經上述微生物燃料電池人工濕地系統過程中，在電子供體(有 機物)及電子受體(氧或氮氧化物等氧化物)濃差作用下，人工濕地主體填料區自然分劃為 微生物燃料電池陰極和陽極，形成兩極界面，從而消除了傳統外接電路微生物燃料電池人 工濕地因兩極間距過大造成的內阻過高問題。 微生物燃料電池人工濕地床體底層的厭氧環境形成微生物燃料電池的陽極區，產 電微生物氧化有機底物釋放電子和質子，其中電子通過導電填料、質子通過污水向上傳導 至床體上半部分的陰極區，以氧及氮氧化物等作為電子受體發生反應。電子及質子不斷傳 輸的同時，伴隨著氧化、還原反應的持續發生，有機物被高效降解，解決了傳統人工濕地處 理有機負荷低的難題，提升了凈化性能。 采用本技術對城鎮及農村生活污水、食品加工業等工業有機廢水進行處理， 能大大提高凈化效果，減少占地，在取得高效污染物去除效果的同時，具有運行穩定、投資 運行費用低、管理方便、美觀實用等優點。【附圖說明】 圖1為本技術實施例微曝氣微生物燃料電池人工濕地水體凈化裝置結構示意 圖。 圖中標記：1-布水區；2-主體填料區；3-集水區；4-濕生挺水植物；5 -導電填料顆 粒;6-進水管;7-陽極區;8-陰極區；（9)出水管；（10)微曝氣系統。【具體實施方式】 實施例： 如圖1所示，建立一個圓柱形上向微曝氣微生物燃料電池人工濕地水體凈化裝置， 包括布水區1、主體填料區2、集水區3、濕生挺水植物4、導電填料顆粒5、進水管6、陽極區7、 陰極區8、出水管9和微曝氣系統10,底面直徑為160mm，布水區1高度為5cm，主體填料區2高 度為70cm，集水區3高度為5cm，底面以上45cm處設置微曝氣系統10,由微孔曝氣管外接曝氣 機組成，有效容積為16L，整個人工濕地由PVC管制成，進水管6口徑為15mm，出水管9口徑 為20mm〇 從下到上依次為布水區1、主體填料區2和集水區3,布水區1 一側有進水管6;主體 填料區2下部為陽極區7、上部為陰極區8,主體填料區2內部填充導電填料顆粒5;在主體填 料區2的陰極區7設置的微曝氣系統10,向陰極區7供氧作為電子受體，強化了陰極區7電子 受體濃度;集水區3頂端一側有出水管9、上部有濕生挺水植物4;布水區1和集水區3內部填 充粒徑為20mm-50mm鵝卵石或碎石。 所述導電填料顆粒5為粒徑具有導電性能的活性炭顆粒。 所述濕生挺水植物4為美人蕉。 利用本技術處理污水的過程為:污水由底部的進水管6流入，經布水區1后，垂 直向上流過主體填料區2,在頂端匯入集水區3,最后由出水管9流出系統，采用連續進水方 式，進水為生活污水，水力停留時間為ld，日處理量為16L/d。原水水質和經過本系統處理后的出水水質見表1。 如表1所示，經過連續1個月運行的實驗結果表明：該均勻流人工濕地處理系統可 以有效去除有機物。 以上所述，僅是本技術的較佳實施例，并非對本技術作任何形式上的限 制，凡是依據本技術的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾， 均仍屬本技術技術方案的保護范圍。【主權項】1. 一種微曝氣微生物燃料電池人工濕地水體凈化裝置，其特征在于微曝氣微生物燃料 電池人工濕地水體凈化裝置包括布水區（1)、主體填料區（2)、集水區（3)、濕生挺水植物 (4)、導電填料顆粒(5)、進水管(6)、陽極區（7)、陰極區(8)、出水管(9)和微曝氣系統（10); 從下到上依次為布水區（1)、主體填料區（2)和集水區（3)，布水區（1)一側有進水管 (6);主體填料區（2)下部為陽極區（7)、上部為陰極區（8)，主體填料區（2)內部填充導電填 料顆粒(5);在主體填料區（2)的陰極區（8)設置微曝氣系統（10)，集水區（3)頂部一側有出 水管(9)、上部有濕生挺水植物(4);布水區（1)和集水區（3)內部填充粒徑為20mm-50mmi|卵 石或碎石； 所述導電填料顆粒(5)為粒徑0.1_15mm的具有導電性能的石墨、活性碳、生物碳和金屬 礦石中的一種； 所述濕生挺水植物(4)為美人蕉、蘆葦和香蒲中的一種或兩種。【專利摘要】本技術公開了一種微曝氣微生物燃料電池人工濕地水體凈化裝置。從下到上依次為布水區(1)、主體填料區(2)和集水區(3)，布水區(1)一側有進水管(6)；主體填料區(2)下部為陽極區(7)、上部為陰極區(8)，主體填料區(2)內部填充導電填料顆粒(5)；在主體填料區(2)的陰極區(8)設置微曝氣系統(10),集水區(3)頂部一側有出水管(9)、上部有濕生挺水植物(4)；布水區(1)和集水區(3)內部填充粒本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種微曝氣微生物燃料電池人工濕地水體凈化裝置，其特征在于微曝氣微生物燃料電池人工濕地水體凈化裝置包括布水區（1）、主體填料區（2）、集水區（3）、濕生挺水植物（4）、導電填料顆粒(5)、進水管(6)、陽極區(7)、陰極區(8)、出水管(9)和微曝氣系統（10）;從下到上依次為布水區(1)、主體填料區(2)和集水區(3)，布水區(1)一側有進水管(6)；主體填料區(2)下部為陽極區(7)、上部為陰極區(8)，主體填料區(2)內部填充導電填料顆粒(5)；在主體填料區(2)的陰極區(8)設置微曝氣系統(10),集水區(3)頂部一側有出水管(9)、上部有濕生挺水植物(4)；布水區(1)和集水區(3)內部填充粒徑為20mm?50mm鵝卵石或碎石;所述導電填料顆粒(5)為粒徑0.1?15mm的具有導電性能的石墨、活性碳、生物碳和金屬礦石中的一種;所述濕生挺水植物(4)為美人蕉、蘆葦和香蒲中的一種或兩種。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：丁彥禮，白少元，李振靈，解慶林，李艷紅，游少鴻，
申請(專利權)人：桂林理工大學，
類型：新型
國別省市：廣西;45
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