【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及景觀水體治理領域，特別是涉及一種受污染景觀水體治理裝置及治理方法。
技術介紹
1、景觀水體是與人們的日常生活關系最為密切的城市景觀之一，而大多數景觀水體結構和功能比較簡單，生態系統的自我調節能力較弱，抵抗外界干擾的能力差，且存在水域面積小、水循環弱等問題，這些情況在中小型景觀水體中顯得更為突出。因此景觀水體經常需要積極管理，若管理不力則容易導致水體富營養化、黑臭現象的發生。
2、生物法因其成本低、作用時間長，是水體修復中最常用的方法，但受外界溫度影響大，處理時間長，面對受污染較為嚴重的中小型水體，采用單一的生物修復顯然不能起到良好的修復效果。化學法和物理方法的引入往往會對水體產生二次污染。因此如何將多種方法有機結合起來，提高處理效率的同時，還能夠使處理后的小型景觀水體水質長效保持下去，是解決此項問題的關鍵。
技術實現思路
1、本專利技術為解決中小型景觀水體自凈能力弱、易受污染等導致水質惡化問題，提出了一種受污染景觀水體治理裝置及治理方法，利用耦合型微生物燃料電池高效治理并長效維持水質。
2、為實現上述目的，本專利技術提供了一種受污染景觀水體治理裝置，包括設置在水體內的耦合型微生物燃料電池及與所述耦合型微生物燃料電池并聯的外電路，所述耦合型微生物燃料電池包括電池陰極、設置在所述電池陰極兩側的氣囊、設置在電池陰極四個角上的固定環、設置在淤泥層下的電池陽極、多根連接電池陰極與電池陽極的pvc軟管、設置在pvc軟管與電池陽極連接處的質子交換膜，所述pv
3、優選地，所述電池陰極為氧化銀材質箱體，頂部開孔，所述開孔內設有膠塞，所述箱體內部填充電解液。
4、優選地，所述電池陽極為內置網狀金屬板的石墨氈，所述網狀金屬板與pvc軟管連接，所述網狀金屬板兩側焊接有多組不銹鋼絲穿插于石墨氈中。
5、優選地，所述電解液為0.4mol/l的nacl和0.2mol/l的k3[fe(cn)6]以3:2的體積比混合而成。
6、優選地，所述電池陰極的長*寬*高為50cm*50cm*10cm的箱體，所述箱體厚度為0.5～1cm，四個角上設有固定環；所述電池陽極的長*寬*厚為50cm*50cm*5cm，埋于淤泥層以下5～10cm；所述pvc軟管的直徑為10cm。
7、優選地，所述電池陰極通過四角上的固定環和鋼絲繩相互連接，形成模塊，所述塑料桿穿過模塊最外側的固定環插入底泥固定。
8、優選地，所述沉水植物為黑藻、苦草、伊樂藻中的一種或多種。
9、優選地，所述電磁鐵由led燈的導線、“幾”字型鐵芯和正方形鐵板構成。所述的led燈采用銅作為導線，用螺旋的方式纏繞到“幾”字型鐵芯上，所述“幾”字型鐵芯的兩端平均分成4部分，所述“幾”字型鐵芯通過螺栓結構與缺角的正方形鐵板連接。
10、本專利技術的另一目的在于提供一種受污染景觀水體治理方法，包括如下步驟：
11、a、構建受污染景觀水體治理裝置，將所述耦合型微生物燃料電池進行組合，電池陰極用鋼絲繩至少部分穿過固定環連接形成模塊，在模塊的四個角用塑料桿至少部分穿過固定環插入底泥，固定模塊，以電池陰極作為參考，根據水域面積或水面寬度間隔確定安裝個數，在小型水體中安裝后的水面覆蓋率在50％～80％之間，中型水體安裝覆蓋率為30～50％，安裝位置選擇在水深1.5m及以上的區域，將所述電磁鐵置于電池陰極間隙下方的底泥上；
12、b、接通外電路，在電池陰極間隙中依次投加絮凝劑、磁種、助凝劑，絮凝沉淀完成后將電磁鐵從水中取出，回收磁粉；
13、c、沉淀完成后，持續開啟led燈使得所發出的光能夠充足的照射到固定有墨相碳化氮的光催化劑上；
14、d、進行日常維護，當水體溫度低于15℃時，接通加熱電路；當溫度低于5℃時，切斷發光電路和電阻電路，單獨接通加熱電路。
15、優選地，所述絮凝劑為pac，投加量30～90mg/l；所述磁種為四氧化三鐵，投加量為80～250mg/l；所述助凝劑為pam，投加量為0.3～2mg/l。
16、基于上述技術方案，本專利技術的優點是：
17、本專利技術對傳統的沉積物燃料電池進行改造，在陰陽極增加電解液傳質結構減小電池內阻，同時將電池陰極改造成氧化銀腔體結構，增大電極面積，解決沉積物微生物燃料電池產電效率低的問題。將外電路改造成電磁結構用于收集處理前期添加的絮凝劑，解決自然水體中絮凝劑難以回收的問題。
18、其次，在發熱電阻的導線外部固定光催化劑，并聯接入led燈，為沉水植物補充光源的同時促進光催化氧化反應的進行。另外，在電解液管上設置人工水草，利用生物膜的形成進一步降解有機物。將在外電路增加發熱電阻對水體進行一定程度的升溫，解決冬季微生物活性低，水處理能力弱的問題。
19、本專利技術通過對沉積物微生物燃料電池進行改造，提高了產電性能，完全利用微生物燃料電池產生的電能為治理過程中的光催化氧化、磁絮凝回收和水體升溫提供動力，無外接電源，在大幅度提高水體治理能力的同時降低了后期的運行維護成本。另外將水生植物和微生物治理引入系統，能夠與微生物燃料電池起到相互促進的作用，使電池產電能力和系統的處理能力均得到提升。
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1.一種受污染景觀水體治理裝置，其特征在于：包括設置在水體內的耦合型微生物燃料電池及與所述耦合型微生物燃料電池并聯的外電路，所述耦合型微生物燃料電池包括電池陰極(1)、設置在所述電池陰極(1)兩側的氣囊(2)、設置在電池陰極(1)四個角上的固定環(16)、設置在淤泥層(7)下的電池陽極(8)、多根連接電池陰極(1)與電池陽極(8)的PVC軟管(5)、設置在PVC軟管(5)與電池陽極(8)連接處的質子交換膜(10)，所述PVC軟管(5)內填充有電解液，所述PVC軟管(5)外側設有生物繩類或碳素纖維人工水草(3)，所述電池陽極(8)上種植有沉水植物(6)，所述外電路包括并聯在電池陰極(1)與電池陽極(8)之間的發光電路、電阻電路及加熱電路，所述發光電路包括設置在水體內的LED燈(12)及串聯的電磁鐵(11)，所述電阻電路包括固定在導線外側的光催化劑(13)及串聯的外電阻(14)，所述加熱電路包括串聯設置在所述PVC軟管(5)之間的發熱電阻(4)。
2.根據權利要求1所述的受污染景觀水體治理裝置，其特征在于：所述電池陰極(1)為氧化銀材質箱體，頂部開孔，所述開孔內設有膠塞，
3.根據權利要求1所述的受污染景觀水體治理裝置，其特征在于：所述電池陽極(8)為內置網狀金屬板(9)的石墨氈，所述網狀金屬板與PVC軟管(5)連接，所述網狀金屬板(9)兩側焊接有多組不銹鋼絲穿插于石墨氈中。
4.根據權利要求1所述的受污染景觀水體治理裝置，其特征在于：所述電解液為0.4mol/L的NaCl和0.2mol/L的K3[Fe(CN)6]以3:2的體積比混合而成。
5.根據權利要求1所述的受污染景觀水體治理裝置，其特征在于：所述電池陰極(1)的長*寬*高為50cm*50cm*10cm的箱體，所述箱體厚度為0.5～1cm，所述固定環(16)設置在箱體四個角上；所述電池陽極(8)的長*寬*厚為50cm*50cm*5cm，埋于淤泥層(7)以下5～10cm；所述PVC軟管(5)的直徑為10cm。
6.根據權利要求1所述的受污染景觀水體治理裝置，其特征在于：所述電池陰極(1)通過四角上的固定環(16)和鋼絲繩(17)相互連接，所述塑料桿(18)穿過最外側的固定環(16)插入底泥固定。
7.根據權利要求1所述的受污染景觀水體治理裝置，其特征在于：所述沉水植物(6)為黑藻、苦草、伊樂藻中的一種或多種。
8.根據權利要求1所述的受污染景觀水體治理裝置，其特征在于：所述電磁鐵(11)由LED燈的導線、“幾”字型鐵芯(15)和正方形鐵板構成，所述LED燈(12)采用銅作為導線，用螺旋的方式纏繞到“幾”字型鐵芯(15)上，所述“幾”字型鐵芯(15)的兩端平均分成4部分，所述“幾”字型鐵芯(15)通過螺栓結構與缺角的正方形鐵板連接。
9.一種受污染景觀水體治理方法，其特征在于：包括如下步驟：
10.根據權利要求9所述的受污染景觀水體治理方法，其特征在
...【技術特征摘要】
1.一種受污染景觀水體治理裝置，其特征在于：包括設置在水體內的耦合型微生物燃料電池及與所述耦合型微生物燃料電池并聯的外電路，所述耦合型微生物燃料電池包括電池陰極(1)、設置在所述電池陰極(1)兩側的氣囊(2)、設置在電池陰極(1)四個角上的固定環(16)、設置在淤泥層(7)下的電池陽極(8)、多根連接電池陰極(1)與電池陽極(8)的pvc軟管(5)、設置在pvc軟管(5)與電池陽極(8)連接處的質子交換膜(10)，所述pvc軟管(5)內填充有電解液，所述pvc軟管(5)外側設有生物繩類或碳素纖維人工水草(3)，所述電池陽極(8)上種植有沉水植物(6)，所述外電路包括并聯在電池陰極(1)與電池陽極(8)之間的發光電路、電阻電路及加熱電路，所述發光電路包括設置在水體內的led燈(12)及串聯的電磁鐵(11)，所述電阻電路包括固定在導線外側的光催化劑(13)及串聯的外電阻(14)，所述加熱電路包括串聯設置在所述pvc軟管(5)之間的發熱電阻(4)。
2.根據權利要求1所述的受污染景觀水體治理裝置，其特征在于：所述電池陰極(1)為氧化銀材質箱體，頂部開孔，所述開孔內設有膠塞，所述箱體內部填充電解液。
3.根據權利要求1所述的受污染景觀水體治理裝置，其特征在于：所述電池陽極(8)為內置網狀金屬板(9)的石墨氈，所述網狀金屬板與pvc軟管(5)連接，所述網狀金屬板(9)兩側焊接有多組不銹鋼絲穿插于石墨氈中。
4.根據權利要求1所述的受污染景觀水...
【專利技術屬性】
技術研發人員：董天羽，樊蓓莉，丁傳華，魏文君，
申請(專利權)人：北京東方園林環境股份有限公司，
類型：發明
國別省市：
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