[实用新型]一种外加碳源组合微生物燃料电池型潜流人工湿地装置

说明书

本实用新型涉及环境保护水处理技术领域，提供了一种外加碳源组合微生物燃料电池型潜流人工湿地装置，该装置包括配水桶与蠕动泵连通的一个反应器，所述的反应器包括由左至右依次布置的进水管、布水区、过滤沉淀区、碳源投加区、阳极区、阳极、缺氧区、阴极区、阴极、集水区和出水管；阳极和阴极通过外接导线分别与负载两端相连；阴极区内部设有曝气管与曝气泵相连接；过滤沉淀区、阳极区、缺氧区和阴极区内部填料和上部的湿地植物组成人工湿地。该装置将潜流人工湿地与微生物燃料电池耦合，串联进碳源投加区，提高污水脱氮效果的同时实现了产电。

技术领域

本实用新型属于环境保护水处理技术领域，主要用于污水深度脱氮处理，具体是一种外加碳源组合微生物燃料电池型潜流人工湿地装置。

背景技术

氮是引起水体富营养化的重要因素，同时也是控制水污染的重要指标之一。如果污水不经过深度脱氮处理，未达到地表水或者城市内河水质标准，仍存在一定环境风险的出水，会对环境造成较大的污染负荷和生态毒性，因此提高污水中氮类污染物的去除效果至关重要。在反硝化反应阶段，碳源是不可或缺的因素，然而反硝化阶段碳源不足的问题，限制了氮类污染物的去除效果，所以需要额外投加可生化性较好的碳源以强化污水的脱氮效果。

人工湿地(Constructed wetland，CW)作为一种典型的生态处理技术，主要利用基质、微生物和植物之间的协同作用去除污水中的污染物，同时，污水中的污染物可以促进植物的生长，实现污水的资源化与无害化。微生物燃料电池(Microbial fuel cell，MFC)是一种利用微生物催化降解有机和无机物质，同时产生电能的新型污水净化技术。近年来，以微生物燃料电池为基础同时结合人工湿地的结构特征，构建了微生物燃料电池-人工湿地耦合系统(Microbial fuel cell-constructed wetland，MFC-CW)，该系统同步实现提高污水处理效果和产生电能，并实现污水的资源化利用。其作为一种新型、有前途的的污水处理生物发电技术，越来越受到人们的关注。

实用新型内容

技术问题：本实用新型的目的是提供一种外加碳源组合微生物燃料电池型潜流人工湿地装置，将微生物燃料电池与潜流人工湿地耦合，同步实现强化污水脱氮及产电效能。

技术方案：一种外加碳源组合微生物燃料电池型潜流人工湿地装置，包括配水桶与蠕动泵连通的一个反应器，所述的反应器包括由左至右依次布置的进水管、布水区、过滤沉淀区、碳源投加区、阳极区、阳极、缺氧区、阴极区、阴极、集水区和出水管；阳极和阴极通过外接导线分别与负载两端相连；阴极区内部设有曝气管与曝气泵相连接；碳源投加区表面放置有机玻璃挡板；过滤沉淀区、阳极区、缺氧区和阴极区内部填料和上部的湿地植物组成人工湿地。

所述阳极和阴极采用碳纤维刷，阳极垂直插入阳极区内部，阴极垂直插入阴极区内部，阳极与阴极由钛导线相连接，并将溶液中的部分导线用环氧树脂包裹以防发生短路，连接点进行绝缘密封处理。所述过滤沉淀区与阳极区之间设置碳源投加区有利于外加碳源的投加，碳源投加区表面设置有机玻璃挡板以减少氧气的流通。所述布水区、过滤沉淀区、碳源投加区、阳极区、缺氧区、阴极区和集水区各区之间的板体均匀设有筛孔。所述湿地植物为水葫芦、芦苇、美人蕉、香蒲、菖蒲等中的一种或多种。所述布水区内填充粒径在10-12mm的砾石。所述过滤沉淀区填充粒径在6-8mm的砾石。所述阳极区和阴极区填充粒径在5-8mm的活性炭。所述缺氧区填充粒径在0.5-2mm的砂子。

技术效果：本实用新型具有下述特点：

1、本实用新型综合了人工湿地和微生物燃料电池的性能优势，将布水区、过滤沉淀区、碳源投加区、阳极区、缺氧区、阴极区和集水区串联布置，在对强化污水脱氮的同时产生电能，实现了污水中氮元素的高效去除及资源化利用。

2、本实用新型装置在过滤沉淀区与阳极区中间增加了碳源投加区，有利于外加碳源的投加以提高污水脱氮效果，同时有利于清理残留物质以防堵塞装置。

附图说明