[发明专利]一种人工湿地微生物燃料电池耦合装置及污水处理方法

说明书

本发明公开了一种人工湿地微生物燃料电池耦合装置及污水处理方法包括人工湿地，所述人工湿地内包括阳极区与阴极区，阳极区与阴极区将污水中的有机物在产电菌的作用下被电解利用同时产生电能，所述阳极区与阴极区将产生的电能通过导线输送至连接外界蓄电箱，所述人工湿地的两侧分别设有配水池与集水池，所述配水池通过入流布水器将污水供应至人工湿地的底部，经过人工湿地后由集水管流至集水池，所述集水管设在人工湿地的顶部并向集水池内延伸；该人工湿地微生物燃料电池耦合装置能够起到对污水的高效脱氮除磷的功能，且能够对微生物能源能量以电能的形式回收利用，同时达到了环保生态改善与节能的作用。

技术领域

本发明涉及污水处理技术领域，尤其涉及一种人工湿地微生物燃料电池耦合装置及污水处理方法。

背景技术

人工湿地(Constructed Wetland,CW)污水处理系统是一种新型的污水处理工艺,它利用湿地中填料、水生植物和微生物之间的相互作用，通过利用基质―微生物―植物这种复合生态系统的物理、化学和生物的三重协调作用，即通过过滤、吸附、共沉、离子交换、植物吸收和微生物电解来实现对废水的高效净化。废水中的不溶性有机物经过湿地的沉淀、过滤，可以很快被截留下来并被微生物利用；可溶性有机物则可以通过植物根系及填料表面生化的生物膜的吸附、吸收及生物代谢降解过程而被电解去除；微生物燃料电池(Microbial Fuel Cell，MFC)利用微生物的代谢作用将水体中有机物或无机物的化学能转化为电能，与传统的厌氧生物处理法相比，MFC直接从水体中获取生物质能，并将其转化为电能和氢气的形式，更新了传统污水处理的理念。

目前随着人口增长和社会经济的快速发展，生活污水和工业废水的排放量日益增加，人们越来越关注水域生态系统的净化问题。近些年来，人工湿地应用于污水处理领域，以其工艺简单、投资少、运行费用低等特点受到了广泛的关注；但是传统的人工湿地仅仅起到净水作用，微生物所产生的大量能量将被浪费，不能加以回收起到节能作用。

发明内容

本发明的目的是解决上述问题而提供一种能够起到对污水的高效脱氮除磷的功能，且能够对微生物能源能量以电能的形式回收利用，同时达到了环保生态改善与节能的作用的人工湿地微生物燃料电池耦合装置。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：一种人工湿地微生物燃料电池耦合装置，包括人工湿地，所述人工湿地内包括阳极区与阴极区，所述阳极区与阴极区分别设置由不锈钢网包裹活性炭作为阳极和阴极，阳极区与阴极区将污水中的有机物在产电菌的作用下被电解利用同时产生电能，所述阳极区与阴极区将产生的电能通过导线输送至连接外界蓄电箱，所述人工湿地的两侧分别设有配水池与集水池，所述配水池通过入流布水器将污水供应至人工湿地的底部，经过人工湿地后由集水管流至集水池，所述集水管设在人工湿地的顶部并向集水池内延伸。

优选的，所述人工湿地还包括砾石区、铝污泥区、陶粒区与砂砾区，所述阴极区设在砂砾区与陶粒区之间，所述阳极区设在陶粒区与铝污泥区之间，所述铝污泥区、阳极区、陶粒区、阴极区与砂砾区从下至上依次设立，所述砂砾区的上方设有水生植物生长区。

优选的，所述人工湿地设在湿地床体内，所述湿地床体的内壁由水泥防水砂浆抹面，防止污水渗透。

优选的，所述入流布水器设在湿地床体的底部，所述入流布水器的一端伸入配水池，另一端向湿地床体内延伸。

优选的，所述配水池与集水池分别设在湿地床体的两端，其中配水池内的液面高度始终高于人工湿地顶部的集水管。

优选的，所述不锈钢网的空隙直径为5～8mm，内部活性炭为8～13mm，孔隙度为0.38mm的石墨颗粒。

本发明还提供一种人工湿地微生物燃料电池耦合装置的污水处理方法，包括：

配水池供应污水，通过入流布水器均匀将污水分布在人工湿地的底部；