[发明专利]焦炭电极微生物燃料电池人工湿地系统、运行方法及应用

权利要求书

1.一种焦炭电极微生物燃料电池人工湿地系统，其特征在于，包括配水池，配水池通过第一管道连接系统主体底端的第一阀门，第一管道上安装有蠕动泵，所述系统主体上端开设有第二阀门，系统主体的内部自下而上依次分层设置有砾石基底层、焦炭阳极层、砾石阻隔层和焦炭阴极层，焦炭阳极层和焦炭阴极层通过外电路装置构成闭合回路，所述砾石阻隔层上端安装有第二管道，第二管道连通电磁式空气泵，第二管道上安装有转子流量计，系统主体上方栽种有湿地植物。

2.根据权利要求1所述的焦炭电极微生物燃料电池人工湿地系统，其特征在于，所述外电路装置包括铜芯导线、定值电阻及电化学工作站，通过铜芯导线和定值电阻连通焦炭阴极层和焦炭阳极层，电化学工作站并联在定值电阻两端。

3.根据权利要求1所述的焦炭电极微生物燃料电池人工湿地系统，其特征在于，所述砾石阻隔层上端设置有曝气石，曝气石与第二管道连通。

4.根据权利要求1所述的焦炭电极微生物燃料电池人工湿地系统，其特征在于，所述系统主体为顶端开口、底端封闭的圆柱体，系统主体的材料为有机玻璃，系统主体外包裹有黑色塑料布。

5.根据权利要求4所述的焦炭电极微生物燃料电池人工湿地系统，其特征在于，所述系统主体的高度为400 mm、直径为200 mm。

6.根据权利要求1所述的焦炭电极微生物燃料电池人工湿地系统，其特征在于，所述砾石基底层层高为50 mm，砾石粒径为20-40 mm；焦炭阳极层层高为50 mm，粒径为8-16 mm；砾石阻隔层层高为220 mm，砾石粒径为8-16 mm；焦炭阴极层层高为50 mm，粒径为8-16 mm。

7.根据权利要求1所述的焦炭电极微生物燃料电池人工湿地系统，其特征在于，所述第一管道、第二管道均为硅胶管。

8.一种基于权利要求1-7任一项所述的焦炭电极微生物燃料电池人工湿地系统的运行方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）系统启动：将活性污泥与废水混合，注入系统主体，采用系统主体上进下出的间歇运行模式；

（2）系统稳定运行：使用第一管道连接配水池、蠕动泵和第一阀门，使用第二管道连接电磁式空气泵、转子流量计和曝气石，运行期间，采用系统主体下进上出的连续流动方式。

9.根据权利要求8所述的焦炭电极微生物燃料电池人工湿地系统的运行方法，其特征在于，所述步骤（1）中系统启动时间为1个月，水力停留时间为3天，活性污泥与废水的体积比为1:400；所述步骤（2）中水力停留时间为3天。

10.一种基于权利要求1-7任一项所述的焦炭电极微生物燃料电池人工湿地系统的应用，所述焦炭电极微生物燃料电池人工湿地系统应用在生活污水、工业废水的净化或对富营养化湖泊与河流水体的治理中。