[发明专利]一种微生物燃料电池人工湿地装置及污水净化方法

权利要求书

1.一种微生物燃料电池人工湿地装置，其特征在于，包括依次连接的水解酸化池、微生物燃料电池人工湿地主体和外电路，所述微生物燃料电池人工湿地主体由下而上依次包括：砾石配水层、阳极区、增氧剂层、阴极区和水生植物；微生物燃料电池人工湿地主体的一侧下部设有进水口，另一侧顶部设有出水口，进水口通过泵和管道与水解酸化池一侧下部的出水口连通，水解酸化池另一侧下部的进水口与污水进水管连通；所述外电路包括阳极、阴极以及与阳极和阴极相连的铜芯导线，铜芯导线上串接有电路开关；所述阳极和阴极均是由4-20目不锈钢丝网包裹粒径4-6mm颗粒活性炭组成；阳极和阴极分别包埋于粒径为4.75-12.0mm的砾石组成的阳极区和阴极区中；所述增氧剂层的增氧剂的制备方法为：将20份硬脂酸加入装有200份四氯化碳的容器中，加热溶解后，再加入10份过氧化钙、4份石英砂，然后将容器置于摇床中震荡50-70min，取出后静置，将得到的下部沉淀物放入105℃的烘箱中20～30min后取出，得到半干的沉淀物，采用挤出装置挤出成型后于烘箱中105℃烘干，即得。

2.如权利要求1所述的微生物燃料电池人工湿地装置，其特征在于，所述砾石配水层高度为150-250mm，砾石配水层由粒径为9.5-20.0mm的砾石填充而成。

3.如权利要求1所述的微生物燃料电池人工湿地装置，其特征在于，所述增氧剂层厚度为20-30mm。

4.如权利要求1至3任一项所述的微生物燃料电池人工湿地装置，其特征在于，所述水生植物选自芦苇、美人蕉、菖蒲中的任意一种。

5.利用权利要求1至4任一项所述微生物燃料电池人工湿地装置进行污水净化的方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)水解酸化池预先接种从污水处理厂采集的厌氧污泥进行培养，生活污水从污水进水管进入水解酸化池，培养7d后，打开水解酸化池出水口，启动泵，水解酸化池内的污水通过泵和管道从微生物燃料电池人工湿地主体下部的进水口进入；

(2)污水从微生物燃料电池人工湿地主体下部的进水口进入后，依次流经砾石配水层、阳极区、增氧剂层和阴极区，在阳极区，微生物分解有机物释放电子和质子，其中电子通过外电路传导至阴极，形成电流，质子顺水流经增氧剂层到达阴极区，在阴极上水中的溶解氧作为电子受体与电子、质子反应生成水，增氧剂层用于补充阴极区水中的溶解氧以促进电子传递；污水净化后，从微生物燃料电池人工湿地主体的一侧顶部出水口流出。

6.如权利要求5所述的污水净化的方法，其特征在于，步骤(2)中，污水在微生物燃料电池人工湿地主体内部的水力停留时间为24-48h。