[发明专利]一种基于微生物燃料电池的猪场废水处理系统

说明书

技术领域

本发明涉及废水处理领域，特别涉及一种基于微生物燃料电池的猪场废水处理系统。

背景技术

近年来，猪场规模化猪场养殖而产生的猪场废水给周边生态和大气环境造成了影响。猪场废水属于高浓度有机废水，不仅会对地下水源和地表水产生污染，还有可能使土地丧失生产能力，导致部分区域绿草不生、树木枯竭，甚至有可能传播疾病，对人体健康造成危害。

为改善猪场环境及其带来的负面影响，采用了很多技术和方式处理猪场废水，主要分为三大类：废水还田技术，自然处理技术和工厂处理技术。废水还田技术能使污染物得到最大化控制，同时使土壤的肥力得到提升，能源消耗较少，但需专人管理较为麻烦；自然处理技术无需繁杂的废水处理系统，耗能也较少，但对地域及猪场规模有一定的限制；工厂处理技术主要分为生物处理法、化学处理法和物理处理法，相对成本较高。

微生物燃料电池（microbial fuel cell，微生物燃料电池）作为燃料电池的一种，是能利用产电微生物作为生物催化剂将有机废水中的化学能转化成电能的新型生物过程的工具，在完成有机废水处理的同时产生电能。微生物燃料电池在污染废水处理中产生的能量不仅能够维持整个系统的正常运行，还能进行能量回收，将多余的能量运用于其他工程实践，减缓能源短缺的现状。这能为高能耗的环境污染治理提供了一种新思路。

猪场废水中含有能量，且都以可生物降解的有机物的形式存在，若考虑使其回收而非消耗能量去除它们，开发利用微生物燃料电池的可放大技术，也许能使养殖场内的基础设施所需的能源自给自足。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种基于微生物燃料电池的猪场废水处理系统，能够利用微生物燃料电池处理猪场废水产生电能的同时，还能将经微生物燃料电池处理后的残余的废渣运输到沼渣厂和有机肥厂，将其作为有机肥进行二次利用。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：一种基于微生物燃料电池的猪场废水处理系统，其创新点在于：包括集粪池、机械栅格过滤塔、集水池、调节池、厌氧池、微生物燃料电池调节池、微生物燃料电池反应器、活性炭过滤塔及出水池；

所述集粪池、机械栅格过滤塔、集水池、调节池、厌氧池、微生物燃料电池调节池、微生物燃料电池反应器、活性炭过滤塔及出水池按照废水的处理顺序依次分布，且各个部件之间通过输水管实现废水的流通；

所述集粪池与机械栅格过滤塔之间通过水泵实现废水的流通。

进一步的，所述出水池内的废水可通过水泵经由供水管路将废水输送至集粪池、集水池及微生物燃料电池调节池内，且在供水管路上安装有阀门。

进一步的，所述微生物燃料电池反应器包括一反应器罐体，该反应器罐体具有一内腔，在反应器罐体的内腔中插入有阳极电极，在反应器罐体的外壁上安装有阴极电极，且阴极电极与反应器罐体之间设置有质子交换膜，在反应器罐体的上下两端分别具有一出水管、一进水管，在反应器罐体的顶部安装有一气液分离器，所述气液分离器的顶端安装有废气出管，底端通过内回流管、外回流管及提升管与反应器罐体的内腔相连通，在提升管上安装有三相分离器，所述三相分离器、提升管、气液分离器、内回流管组成气液的内循环路径，三相分离器、提升管、外回流管、气液分离器组成气液的外循环路径。

进一步的，所述阳极电极采用的是碳刷，阴极电极可以采用碳布，也可以采用活性炭，质子交换膜为阳离子交换膜。

本发明的优点在于：在本发明中，将微生物燃料电池与传统废水处理技术相结合，应用于养殖猪场废水处理，回收电能，治理废水。

利用微生物燃料电池系统将猪场废水中的化学能转为电能，将回收的电能用于水质监测，时时监测微生物燃料电池阳极室内猪场废水的处理情况。

将微生物燃料电池引入废水处理系统，利用微生物燃料电池系统将猪场废水中的化学能转化为电能，并进行回收利用，在利用微生物燃料电池处理猪场废水产生电能的同时，还能将经微生物燃料电池处理后的残余的废渣运输到沼渣厂和有机肥厂，将其作为有机肥进行二次利用。

附图说明

图1为本发明的基于微生物燃料电池的猪场废水处理系统的示意图。

图2为本发明中微生物燃料电池反应器的示意图。

具体实施方式

如图1所示的示意图可知，本发明的基于微生物燃料电池的猪场废水处理系统包括集粪池1、机械栅格过滤塔3、集水池4、调节池5、厌氧池6、微生物燃料电池调节池7、微生物燃料电池反应器8、活性炭过滤塔11及出水池12。