[发明专利]一种基于生物滤池阴极微生物燃料电池的生活污水处理装置

权利要求书

1.一种基于生物滤池阴极微生物燃料电池的生活污水处理装置，其特征在于，该装置包括阳极室，阴极室和电极组件，该电极组件连接阳极室和阴极室，构成微生物燃料电池，其中阳极室内填充有厌氧颗粒污泥(5)和颗粒活性炭(6)组成的填料，所述的阴极室为生物滤池，待处理污水从底部进入阳极室，反应后从顶部流出，进入阴极室，待处理污水中的有机底物在阳极室内被微生物分解为小分子，发生阳极反应释放电子，通过电极组件进入阴极室，在阴极室发生阴极反应，净化污水的同时产电。

2.根据权利要求1所述的一种基于生物滤池阴极微生物燃料电池的生活污水处理装置，其特征在于，待处理污水通过进水系统输入阳极室，进水系统包括进水泵(1)和布水器(2)；所述的布水器(2)由进水管和穿孔板组成，其中进水管连接进水泵(1)，穿孔板设置在阴极室底部，污水通过进水泵(1)和进水管输入穿孔板下方，升流通过穿孔板分布后，进入阳极室的反应区，水力停留时间为5-8h。

3.根据权利要求2所述的一种基于生物滤池阴极微生物燃料电池的生活污水处理装置，其特征在于，所述的穿孔板上均匀分布有直径为10-15mm的孔。

4.根据权利要求1所述的一种基于生物滤池阴极微生物燃料电池的生活污水处理装置，其特征在于，所述的阳极室内下部有填料承托层(3)，上部设有三相分离器(8)，厌氧颗粒污泥(5)和颗粒活性炭(6)置于填料承托层(3)上，所述的三相分离器(8)连接水封罐(9)，水封罐(9)控制三相分离器(8)气室内的压力，水封水压为25-50cm，阳极室的混合液经三相分离器(8)进行气液固分离后，厌氧颗粒污泥(5)和颗粒活性炭(6)落回阳极室，水流继续升流进入滤池布水器(11)，然后均匀分布落入生物滤池。

5.根据权利要求4所述的一种基于生物滤池阴极微生物燃料电池的生活污水处理装置，其特征在于，所述的填料承托层(3)为孔径小于2mm的穿孔不锈钢板或HDPE板，所述的颗粒活性炭(6)的粒径为3-6mm，厌氧颗粒污泥(5)粒径为3-6mm，两者体积比为1:0.5-2。

6.根据权利要求1所述的一种基于生物滤池阴极微生物燃料电池的生活污水处理装置，其特征在于，所述的阴极室设有2-4组生物滤池，每组生物滤池内包括生物滤池颗粒活性炭(13)和其下方设置的滤池填料承托层(14)，生物滤池下方设有出水口(15)，处理后的污水从出水口(15)排出。

7.根据权利要求6所述的一种基于生物滤池阴极微生物燃料电池的生活污水处理装置，其特征在于，所述的生物滤池颗粒活性炭(13)为圆柱形，直径4-8mm，长8-12mm。

8.根据权利要求1～7中任一所述的基于生物滤池阴极微生物燃料电池的生活污水处理装置，其特征在于，所述的电极组件包括阳极电极(7)、阴极电极(12)和负载(10)，所述阳极电极(7)置于阳极室内，发生阳极反应，阴极电极(12)置于阴极室内。

9.根据权利要求8所述的基于生物滤池阴极微生物燃料电池的生活污水处理装置，其特征在于，所述的阳极电极(7)设有2-4组，穿插在阳极室内填料之间，阳极微生物在阳极发生阳极反应，去除污水中的污染物；

所述的阴极电极(12)穿插在阴极室各组生物滤池内填充的填料之间，阴极微生物在阴极发生阴极反应，去除剩余污染物；

所述的负载(10)的电阻为500-2000Ω，容积负荷率可达0.5-1.0kgCOD/m³.d，产电功率50-200mW/m²。

10.根据权利要求1所述的一种基于生物滤池阴极微生物燃料电池的生活污水处理装置，其特征在于，待处理污水进水COD浓度不高于500mg/L，如果进水COD浓度高于500mg/L，该装置前宜进行预处理或采取出水循环，与原水混合稀释后再进入装置。