[实用新型]一种微生物燃料电池-人工湿地耦合系统

说明书

本实用新型提供了一种微生物燃料电池‑人工湿地耦合系统，由人工湿地单元、微生物燃料电池单元、供水单元、补氧单元组成；系统进水为人工污水，污水经蠕动泵从系统底部进水口流入，经基质填料、电极、水生植物后，从系统顶部的出水口流出；微生物燃料电池的阴、阳极分别由四个大小相等的电极笼组成，电极笼的设计提高了微生物燃料电池与污染物的接触面积，同时也避免了对植物根系生长的影响，加之补氧单元的应用，在不增加占地面积的基础上，可有效提高人工湿地对有机物、氮、磷等污染物的去除能力，同时可生产电能。本实用新型实现了治污与产能的紧密结合，结构简单，运行成本低，去除效果好，在生活污水治理领域有很好的发展前景。

技术领域

本实用新型涉及污水处理领域，特别是一种微生物燃料电池-人工湿地耦合系统对生活污水进行处理。

背景技术

随着我国居民生活水平的提高，生活污水污染问题日益严重。当前，生活污水多采用活性污泥法、生物膜法等方法进行处理，但普遍存在有能耗大、运行成本高等问题，同时需要专业的管理人员进行维护管理。因此寻求一种节能高效的水处理方法有着重要的意义。近年来人工湿地技术，因其维护操作简单，投资及维护成本低已广泛应用于生活污水的处理净化，但其对氮、磷等污染物的去除效果不佳。微生物燃料电池技术作为一种以微生物为催化剂的新型污水处理技术，通过电子、质子的传递可达到水体净化的目的，同时还可产生有少量电能。

故本实用新型将微生物燃料电池技术与人工湿地技术相结合，同时对微生物燃料电池中的电极进行改进并添加有无能耗补氧单元，在不增加占地的基础上提高传统人工湿地对生活污水中污染物的去除能力及微生物燃料电池的产电效率，同步实现废水净化和能源回收。

实用新型内容

本实用新型提供了一种微生物燃料电池-人工湿地耦合系统(微生物燃料电池和人工湿地的耦合系统)可有效提高传统人工湿地对生活污水中污染物的去除能力，微生物燃料电池技术的引入，可在水体净化的同时产生电能，同步实现废水净化和能源回收。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种微生物燃料电池-人工湿地耦合系统，所述耦合系统包括人工湿地单元、微生物燃料电池单元、供水单元和补氧单元；人工湿地单元包括柱体(5)、砾石层(6)、陶粒层(7)、活性炭层(8)、石英砂层(9)和水生植物(15)；柱体(5)内从下到上依次填充有砾石层(6)、陶粒层(7)、活性炭层(8)和石英砂层(9)；微生物燃料电池单元包括阳极(11)、阴极(12)、阳极导线(16)、阴极导线(17)和外电阻(18)；所述阳极(11)和阴极(12)均放置在活性炭层(8)之中，阳极(11)位于活性炭层(8)下方，阴极(12)位于活性炭层(8)上方；阳极(11)接有阳极导线(16)，阴极(12)接有阴极导线(17)；阳极导线(16)连接外电阻(18)的一端，阴极导线(17)连接外电阻(18)的另一端；外电阻(18)位于柱体(5)外部；水生植物(15)的根系接近阴极(12)；供水单元与柱体(5)连接，用于将污水供入柱体(5)中；补氧单元包括多根补氧管(14)，所述补氧管(14)底部与阴极(12)接触。

其中，人工湿地单元还包括底座(4)；柱体(5)为亚克力柱体，其放置在底座(4)上；水生植物为美人蕉、再力花、风车草中的一种或多种。

其中，供水单元包括供水箱(1)和蠕动泵(2)；柱体(5)的底部上设置有系统进水口，供水箱(1)通过蠕动泵(2)连接系统进水口；石英砂层(9)上方的柱体(5)上设置有系统出水口。

其中，所述供水箱(1)为卧式水箱，卧式水箱的侧面设置有一出水阀门，出水阀门通过胶管与蠕动泵(2)连接，蠕动泵(2)通过胶管与系统进水口连接，蠕动泵(2)可控制调节系统的进水水量。

其中，微生物燃料电池单元还包括导线室(10)，导线室(10)为一底部密封的中空亚克力柱，其固定于柱体(5)的侧面。