一种旁侧微氧微生物燃料电池人工湿地水体净化方法专利检索-微生物处理水处理专利检索查询-专利查询网

一种旁侧微 氧 微 生物 燃料 电池人工湿地 水体 净化方法

阅读：0发布：2023-07-05

专利汇可以提供一种旁侧微氧微生物燃料电池人工湿地水体净化方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种旁侧微氧微生物燃料电池人工湿地水体净化方法。污水由底部进水管流入，经布水区后向上分流为两部分，一部分流入阳极区，另一部分流入曝气硝化区。流入阳极区的有机物被产电微生物氧化释放电子和质子，其中电子通过导电填料向上传导至阴极区，质子通过污水向上传导至阴极区。曝气硝化区中布设微曝气系统，将流入该区污水中的有机氮及氨氮氧化为硝态氮并继续向上汇入阴极区，在阴极区内作为电子受体与阳极区传导过来的电子发生反应，经集水区后由出水管流出。本发明将阳极区产生的电子在床体内部传导，并通过旁侧微曝气形式，将污水中的有机氮及氨氮转化为硝态氮作为阴极区的电子受体发生反硝化作用，对废水进行处理，能够取得很好的净化效果。，下面是一种旁侧微氧微生物燃料电池人工湿地水体净化方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种旁侧微氧微生物燃料电池人工湿地水体净化方法，其特征在于具体步骤为：
一、建立一个旁侧微氧微生物燃料电池人工湿地水体净化装置，包括布水区（1）、阳极区（2）、曝气硝化区（3）、阴极区（4）、集水区（5）、湿生挺水植物（6）、进水管（7）、微曝气系统（8）、出水管（9）、隔板（10）和导电填料颗粒（11）和常用人工湿地填料颗粒(12);
二、从下到上依次为布水区(1)、主体填料区和集水区(5)，布水区(1) 底部的一侧有进水管(7)；主体填料区左右分成两个区域，一个区域内部填充导电填料颗粒(11)，其下部为阳极区(2)、上部为阴极区(4)；主体填料区另一个区域为曝气硝化区(3)，内部填充常用人工湿地填料颗粒(12)，其底部设置微曝气系统(8)，阳极区(2)与曝气硝化区(3)之间有隔板(10)；集水区(5) 顶部的一侧有出水管(9)、上部有湿生挺水植物(6)；布水区(1)和集水区(5)内部填充粒径为20mm-50mm鹅卵石或碎石;
所述导电填料颗粒(11)为粒径0.1-15mm的具有导电性能的石墨、活性炭、生物碳和金属矿石中的一种;
所述常用人工湿地填料颗粒（12）为粒径为0.1-15mm的石英砂、沸石、石灰石和陶粒中的一种；
所述湿生挺水植物（6）为美人蕉、芦苇和香蒲中的一种或两种;
二、污水由微曝气微生物燃料电池人工湿地水体净化装置底部的进水管(7)流入，经布水区(1)后向上分流为两部分，一部分流入阳极区(2)，另一部分流入曝气硝化区(3)；阳极区(2)内产电微生物氧化有机底物释放电子和质子，其中电子通过导电填料颗粒(11)向上传导、质子通过污水向上传导至阴极区(4)；曝气硝化区(3)中布设微曝气系统(8)，将污水中的有机氮及氨氮氧化为硝态氮并向上汇入阴极区(4)，在阴极区(4)内作为电子受体与阳极区(2)传导过来的电子发生反硝化，实现氮与有机物的同步去除，最后由出水管(9)流出系统，采用连续进水方式，进水为生活污水。

说明书全文

一种旁侧微氧 微 生物 燃料 电池人工湿地 水体 净化方法

技术领域

[0001] 本发明属一种污水治理方法，具体涉及一种旁侧微氧微生物燃料电池人工湿地产电原位利用水体净化方法。

背景技术

[0002] 随着中国工业化进程的加快，水环境污染整治面临着越来越大的挑战。人工湿地是一种天然净化与人工强化相结合的复合工艺，能够根据污水量的大小采取合适的规模与之适应，可用于污染水体的直接处理及深度处理；人工湿地和传统的二级生化处理相比，具有建造及运行费用低、维护简单等优点，比较适合于技术管理水平不是很高、规模较小的城镇或乡村的污水处理。在促进废水中污染物质良性循环的前提下，可充分发挥资源的生产潜力，防止环境的再污染，从而获得污水处理与资源化的最佳效益，得到越来越广泛的研究及应用。

[0003] 前人对人工湿地的研究发现，人工湿地处理中、低有机负荷的污水效果较好，当处理高有机负荷污水时，净化效果有所下降，且处理单位水所需土地面积增大。本发明就是针对这一问题，将微生物燃料电池技术与人工湿地相结合，将人工湿地的产电功能转化为提升人工湿地净化性能的源动力，将产生的生物质能外输转变为电子的原位利用，从而有效的提高人工湿地的净化性能。

发明内容

[0004] 本发明的目的是利用具有导电能力填料的填充，使人工湿地填料区自然分划为微生物燃料电池阴极和阳极，并通过旁侧微曝气方式将污水中的有机氮及氨氮氧化为硝态氮，将其作为电子受体在阴极区发生反硝化脱氮，实现了人工湿地同步高效除碳脱氮，解决了传统外接电路微生物燃料电池人工湿地因两极间距过大造成的内阻过高、净化效果不佳的问题。

[0005] 具体步骤为：

[0006] 一、建立一个旁侧微氧微生物燃料电池人工湿地水体净化装置，包括布水区、阳极区、曝气硝化区、阴极区、集水区、湿生挺水植物、进水管、微曝气系统、出水管、隔板、导电填料颗粒和常用人工湿地填料颗粒。

[0007] 二、从下到上依次为布水区、主体填料区和集水区，布水区底部的一侧有进水管；主体填料区左右分成两个区域，一个区域内部填充导电填料颗粒，其下部为阳极区、上部为阴极区；主体填料区另一个区域为曝气硝化区，内部填充常用人工湿地填料颗粒，其底部设置微曝气系统，阳极区与曝气硝化区之间有隔板，水中的有机氮及氨氮转化为硝态氮，汇入阴极区作为电子受体，强化了阴极区中电子受体浓度；集水区顶部的一侧有出水管、上部有湿生挺水植物；布水区和集水区内部填充粒径为20mm-50mm鹅卵石或碎石。

[0008] 所述导电填料颗粒为粒径0.1-15mm的具有导电性能的石墨、活性碳、生物碳和金属矿石中的一种，以保证电子的原位传导及利用。

[0009] 所述常用人工湿地填料颗粒为粒径为0.1-15mm的石英砂、沸石、石灰石和陶粒中的一种。

[0010] 所述湿生挺水植物为美人蕉、芦苇和香蒲中的一种或两种。

[0011] 二、污水由微曝气微生物燃料电池人工湿地水体净化装置底部的进水管流入，经布水区后向上分流为两部分，一部分流入阳极区，另一部分流入曝气硝化区；阳极区内产电微生物氧化有机底物释放电子和质子，其中电子通过导电填料颗粒向上传导、质子通过污水向上传导至阴极区；曝气硝化区中布设微曝气系统，将污水中的有机氮及氨氮氧化为硝态氮并向上汇入阴极区，在阴极区内作为电子受体与阳极区传导过来的电子发生反硝化，实现氮与有机物的同步去除，最后由出水管流出系统，采用连续进水方式，进水为生活污水，水力停留时间为1d。

[0012] 水中的污染物在流经上述微生物燃料电池人工湿地系统过程中，在电子供体（有机物）及电子受体（硝态氮）浓差作用下，人工湿地主体填料区自然分划为微生物燃料电池阴极和阳极，形成两极界面，从而消除了传统外接电路微生物燃料电池人工湿地因两极间距过大造成的内阻过高问题。

[0013] 上述微生物燃料电池人工湿地床体底层的厌氧环境形成微生物燃料电池的阳极区，产电微生物氧化有机底物释放电子和质子，其中电子通过导电填料、质子通过污水向上传导至床体上半部分的阴极区，以曝气硝化区传导过来的氮氧化物作为电子受体发生反应。电子及质子不断传输的同时，伴随着氧化、还原反应的持续发生，有机物及氮被同步高效降解，提升了净化性能。

[0014] 采用本发明对城镇及农村生活污水、食品加工业等工业有机废水进行处理，能大大提高净化效果，减少占地，在取得高效污染物去除效果的同时，具有运行稳定、投资运行费用低、管理方便、美观实用等优点。附图说明

[0015] 图1为本发明实施例旁侧微氧微生物燃料电池人工湿地水体净化装置结构示意图。

[0016] 图中标记：1-布水区；2-阳极区；3-曝气硝化区；4-阴极区；5-集水区；6-湿生挺水植物；7-进水管；8-微曝气系统；9-出水管；10-隔板；11-导电填料颗粒；12-常用人工湿地填料颗粒。

具体实施方式

[0017] 实施例：

[0018] 一、如图1所示，建立一个圆柱形旁侧微氧微生物燃料电池人工湿地水体净化装置，底面尺寸：40cm×20cm，总填充高度为80cm，布水区1高度为5cm，阳极区2高度为35cm，阴极区4高度为35cm，集水区5高度为5cm；其中隔板10位于底面长度方向三分之一处，高度为35cm，将阳极区2与曝气硝化区3分隔；曝气硝化区3底部设置微曝气系统8，由微孔曝气管外接曝气机组成；整个人工湿地由有机玻璃板制成，有效容积为64L,水力停留时间为1d,日处理量为64L/d；在布水区1底部的一侧有进水管 7，口径为15mm，在集水区5顶端的一侧有出水管9，口径为20mm，布水区1及集水区5填充粒径为20mm-50mm鹅卵石，阳极区2及阴极区4填充的导电填料颗粒11为直径为5mm-8mm的活性碳颗粒填料，曝气硝化区3填充的常用人工湿地填料颗粒12为直径为5 mm -8mm的石英砂填料；床体种植的湿生挺水植物6为美人蕉。

[0019] 二、污水由微曝气微生物燃料电池人工湿地水体净化装置底部的进水管7流入，经布水区1后向上分流为两部分，一部分流入阳极区2，另一部分流入曝气硝化区3；阳极区2内产电微生物氧化有机底物释放电子和质子，其中电子通过导电填料颗粒11向上传导、质子通过污水向上传导至阴极区4；曝气硝化区3中布设微曝气系统8，将污水中的有机氮及氨氮氧化为硝态氮并向上汇入阴极区4，在阴极区4内作为电子受体与阳极区2传导过来的电子发生反硝化，实现氮与有机物的同步去除，最后由出水管9流出系统，采用连续进水方式，进水为生活污水。

[0020] 利用微曝气微生物燃料电池人工湿地水体净化装置净化水体，原水水质和经过本系统处理后的出水水质见表1。

[0021]

[0022] 如表1所示，经过连续1个月运行的实验结果表明：该均匀流人工湿地处理系统可以有效去除有机物及氨氮。

[0023] 以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属本发明技术方案的保护范围。

标题	发布/更新时间	阅读量
一种大麻二酚的高效提取方法	2020-08-14	0
一种绿色生物包膜控失剂	2021-09-08	1
一种蓝莓银杏复合果汁及其制备方法	2022-04-12	1
一种防水新能源电池包包接线束生产方法	2020-12-18	0
一种用于普洱茶渥堆的外源接种菌种的制备及其应用方法	2021-06-26	0
一种复合干草防霉剂及其制备方法和应用	2020-07-23	0
洗手间污水净化设备及方法	2020-08-21	0
一种控制油田回注水沿程恶化的方法	2020-07-17	2
一种能拆分(+/-)γ-内酰胺得到(-)γ-内酰胺的假单胞菌及其筛选和应用	2021-02-19	0
一种适应于土壤污水的臭气处理系统	2021-12-11	0

一种旁侧微氧微生物燃料电池人工湿地水体净化方法

一种旁侧微氧微生物燃料电池人工湿地水体净化方法

技术领域

背景技术

发明内容

具体实施方式

该功能需要专业版企业版VIP权限，您可以：