一种堆栈式微生物燃料电池废水处理系统及方法技术方案

一种堆栈式微生物燃料电池废水处理系统，包括阳极室、空气阴极、恒温储液池、脉动供液部分、磁控部分和生物膜清洗部分；所述空气阴极的数量为多个，且其均设置在阳极室上；所述恒温储液池与阳极室之间通过管道连接；所述脉动供液部分设置在阳极室内，且其与恒温储液池连接；所述磁控部分设置在阳极室的外界；所述生物膜清洗部分设置在阳极室和恒温储液池之间。本发明专利技术缩短了微生物燃料电池的耗时，且降低了运营成本。运营成本。运营成本。

【技术实现步骤摘要】
一种堆栈式微生物燃料电池废水处理系统及方法


[0001]本专利技术涉及一种堆栈式微生物燃料电池废水处理系统及方法，特别是一种能够直接从废水中提取电能的处理系统及方法，属于污水处理


技术介绍

[0002]随着我国工业化的发展，在传统化石能源储量不断减少的同时，水污染问题日趋严重；工业用水和生活用水的增加，使得污水的数量与日俱增；为了提升水环境质量，我国采用了多种污水处理方法，其中，微生物燃料电池是近年来出现的一种新型污水处理和生物修复技术，其具有同时去除有机污染物和获得能源的特点；微生物燃料电池是利用微生物作为电极催化剂直接从污水中提取电能的一种新型生物电化学系统，这种具有成本效益的水处理技术成为了污水处理以及新能源开发领域的研究热点；尽管微生物燃料电池具有诸多优点和广泛的应用领域，但是其较低的输出功率成为大面积普及应用的瓶颈；目前，微生物燃料电池不能实现规模化应用的主要原因有a.阴极多采用铂碳材料，其不仅提高了反应器的构建成本，还限制了其大型化和实用化的可能性，b.单个微生物燃料电池的电化学性能和处理污水能力有限，c.反应器内的游离电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种堆栈式微生物燃料电池废水处理系统，其特征在于：包括阳极室(1)、空气阴极(2)、恒温储液池(3)、脉动供液部分、磁控部分和生物膜清洗部分；所述空气阴极(2)的数量为多个，且其均设置在阳极室(1)上；所述恒温储液池(3)与阳极室(1)之间通过管道连接；所述脉动供液部分设置在阳极室(1)内，且其与恒温储液池(3)连接；所述磁控部分设置在阳极室(1)的外界；所述生物膜清洗部分设置在阳极室(1)和恒温储液池(3)之间。2.根据权利要求1所述的堆栈式微生物燃料电池废水处理系统，其特征在于：所述阳极室(1)由不导电聚碳酸酯板制作而成；所述空气阴极(2)的数量在5
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50个范围内；所述空气阴极(2)包括表面积为0.0075m2的碳毡(2
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1)和长5cm宽5cm的膜电极组件(2
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2)；所述碳毡(2
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1)紧贴在阳极室(1)的外壁上，膜电极组件(2
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2)紧贴在碳毡(2
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1)上，且其暴露在空气中；所述膜电极组件(2
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2)内包括碳和PbO2，其中，PbO2的含量为0.5mg/cm2；所述阳极室(1)内部设置有多个固定器(4)，且固定器(4)上设置有插槽，且阳极铜板(5)通过其底部的插销插设在固定器(4)的插槽内；所述阳极铜板(5)的数量和空气阴极(2)的数量相同，且其水平位置一一对应；所述阳极铜板(5)与空气阴极(2)之间的水平距离为2cm，相邻的空气阴极(2)之间的垂直距离为3cm。3.根据权利要求2所述的堆栈式微生物燃料电池废水处理系统，其特征在于：所述脉动供液部分包括上分布器(6)、下分布器(7)、脉动喷嘴(8)、脉动液流母管(9)、平稳液流母管(10)、第一通液口(11)、第二通液口(12)和蠕动泵(13)；所述阳极室(1)内壁顶端设置有上分布器(6)，阳极室(1)的底端设置有下分布器(7)，上分布器(6)和下分布器(7)的结构相同，均为板状，且其均匀分布设置有多个通孔；所述脉动喷嘴(8)的数量为多个，且其数量少于下分布器(7)通孔的数量，脉动喷嘴(8)插设在下分布器(7)的通孔内；所述脉动液流母管(9)处于阳极室(1)内，且其位于下分布器(7)的下方，脉动液流母管(9)的第一端与脉动喷嘴(8)底端接口连通，脉动液流母管(9)的第二端穿设阳极室(1)侧壁；所述平稳液流母管(10)的顶端接口与阳极室(1)底端面连通；第五连接管(14)的第一端与第二连接管(30)连通，且第五连接管(14)的第一端位于第二通液口(12)与上脉动回水电磁阀(31)之间；第六连接管(15)的第一端与平稳液流连接管(23)连通，且第六连接管(15)的第一端位于平稳液流母管(10)与下脉动回水电磁阀(24)之间；第五连接管(14)的第二端和第六连接管(15)的第二端均与第七连接管(16)的第一端连通，且第七连接管(16)的第二端与恒温储液池(3)连接；所述第七连接管(16)上设置有蠕动泵(13)，第五连接管(14)上设置有第五电动阀门(17)，第六连接管(15)上设置有第六电动阀门(18)；所述第一通液口(11)设置在阳极室(1)的底端，第二通液口(12)设置在阳极室(1)的顶端。4.根据权利要求3所述的堆栈式微生物燃料电池废水处理系统，其特征在于：所述脉动液流母管(9)通过脉动液流连接管(22)与恒温储液池(3)连接，且脉动液流连接管(22)上沿着脉动液流母管(9)指向恒温储液池(3)的方向依次排列设置有第一流量计(19)、第一电动阀门(20)和第一循环泵(21)；所述平稳液流母管(10)通过平稳液流连接管(23)与恒温储液池(3)连接，且平稳液流连接管(23)上设置有下脉动回水电磁阀(24)；所述第一通液口(11)通过第一连接管(25)与恒温储液池(3)连接，且第一连接管(25)上沿着第一通液口(11)指向恒温储液池(3)的方向依次排列设置有第二流量计(26)、第二电动阀门(27)和第二循环泵(28)；所述第一电动阀门(20)和第二电动阀门(27)均与信号发生器(29)连接；所述第二通液口(12)通过第二连接管(30)与恒温储液池(3)连接，且第二连接管(30)上设置有上脉
动回水电磁阀(31)。5.根据权利要求4所述的堆栈式微生物燃料电池废水处理系统，其特征在于：所述磁控部分包括第一电磁机构(32)、第二电磁机构(33)、第一半圆形电磁机构(34)和第二半圆形电磁机构(35)；所述第一电磁机构(32)设置在阳极室(1)的正上方，第二电磁机构(33)设置在阳极室(1)的正下方；所述第一半圆形电磁机构(34)和第二半圆形电磁机构(35)对称设置在阳极室(1)的两侧，第一半圆形电磁机构(34)和第二半圆形电磁机构(35)的磁场强度均在330mT
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370mT范围内；所述第一电磁机构(32)和第二电磁机构(33)的磁场强度均在285mT
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315mT范围内。6.根据权利要求5所述的堆栈式微生物燃料电池废水处理系统，其特征在于：所述生物膜清洗部分包括分离池(36)、超声波振荡器(37)和第三电磁机构(38)；所述阳极室(1)的侧壁上设置有第三通液口(39)，第三通液口(39)通过第三连接管与分离池(36)的进液口连通，分离池(36)的出液口通过第四连接管与恒温储液池(3)连通；所述第三连接管上设置有第三电动阀门(40)；所述第四连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋杨凡，蒋禾嘉，陈鸿伟，赵超，朱楼，艾天超，
申请(专利权)人：华北电力大学保定，
类型：发明
国别省市：