[发明专利]排阵型微生物燃料电池人工湿地污水处理系统

说明书

本发明公开了一种排阵型微生物燃料电池人工湿地污水处理系统，包括由若干个小型湿地微生物燃料电池组成的排阵型微生物燃料电池人工湿地主体区，小型湿地微生物燃料电池通过阵列方式布置，每排电池并联组成一个微生物燃料电池组，各个电池组采用依次串联的方式与集电储能装置连接；在排阵型微生物燃料电池型人工湿地主体区的两侧设置布水区和集水区，将排阵型微生物燃料电池人工湿地主体区分成至少两个流路区域，每个流路区域含有一条污水处理流路，污水处理流路依次通过流路区域内的各个小型湿地微生物燃料电池。与传统人工湿地相比，排阵型微生物燃料电池型人工湿地对污水的处理效果更好，输出电压大幅增加，处理效率通过多级处理大幅提高。

技术领域

本发明涉及污水处理与绿色能源领域，具体涉及一种污水处理并用于对外供电的排阵型微生物燃料电池人工湿地污水处理系统。

背景技术

微生物燃料电池(Microbial fuel cells,简称MFC)是一种利用产电微生物将有机物的化学能转化为电能的新兴技术。微生物在低电势的阳极催化有机物分解，产生电子和质子，电子通过外电路到达高电势阴极并与最终的电子受体(通常为O₂)和来自阳极的质子相结合，实现污染物降解并同时回收电能。

人工湿地(CW)通过物理、化学及微生物三重协同作用实现污水的净化，同时是一种处理效果较好、投资节省、具有景观功能的生态污水处理技术，并已经广泛应用于市政及工农业废水的处理。但是其由于水力停留时间长、占地面积大同时由于处理污水负荷相对较低而受到一定的限制。

研究发现，通过调整人工湿地的流态和湿地的深度可以获得微生物燃料电池所需要的氧化还原梯度从而将两者结合构建微生物燃料电池型人工湿地(MFC-CW)，可以充分将两种污水处理技术的优势相结合。但传统的微生物燃料电池型人工湿地都存在内阻较大，输出电压和功率较低的问题，从而限制了其实际应用。

发明内容

发明目的：本发明提供了一种排阵型微生物燃料电池人工湿地污水处理系统，可解决传统的微生物燃料电池型人工湿地存在内阻较大，输出电压和功率较低的问题。

为了实现上述目的，本发明采用了如下的技术方案：一种排阵型微生物燃料电池人工湿地污水处理系统，包括污水收集装置、布水区、排阵型微生物燃料电池人工湿地主体区、集水区以及集电储能装置；

所述排阵型微生物燃料电池型人工湿地主体区包括若干个相对独立的小型湿地微生物燃料电池，将所有小型湿地微生物燃料电池通过阵列方式布置成x排y列，x为正偶数，y为正整数，每排小型湿地微生物燃料电池均通过并联的方式组成一个微生物燃料电池组，各个微生物燃料电池组采用依次串联的方式与集电储能装置连接；

在排阵型微生物燃料电池型人工湿地主体区的一侧设置布水区，布水区填充有滤料一，污水收集装置连通布水区，在排阵型微生物燃料电池型人工湿地主体区的另一侧设置集水区，集水区填充有滤料二，最终排放管路连通集水区；

将排阵型微生物燃料电池人工湿地主体区分成至少两个流路区域，每个流路区域含有一条污水处理流路，污水处理流路依次通过流路区域内的各个小型湿地微生物燃料电池；

所述布水区与排阵型微生物燃料电池人工湿地主体区之间设置第一隔板，第一隔板上设置进水孔，集水区与排阵型微生物燃料电池人工湿地主体区之间设置第二隔板，第二隔板上设置出水孔，进水孔、出水孔与污水处理流路的数量相同，并且一一对应，污水处理流路的一端与进水口连通，污水处理流路的另一端与出水口连通，同一污水处理流路上相邻两个小型湿地微生物燃料电池之间均设有集水槽，集水槽上设置导水孔。

进一步的，2≤x≤6，2≤y≤4。