一种生态浮床-微生物燃料电池系统技术方案

本实用新型专利技术属于污水处理技术领域，尤其涉及一种生态浮床

【技术实现步骤摘要】
一种生态浮床
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微生物燃料电池系统


[0001]本技术属于污水处理
，尤其涉及一种生态浮床
‑
微生物燃料电池系统。

技术介绍

[0002]随着现代化城市的快速发展，特别是发展中国家，随着城市化率增长以及工业化进程的飞速发展，所排放的多类型污废水处理面临着新的挑战。城市内的河流由于存在乱排放的面临着水质恶化的风险，景观水体由于不流动性导致水体浑浊，传统的污水处理技术无法在保证景观性的前提高效净化水体，使得开发出一套低成本、可持续和环境友好型的污废水处理技术受到研究者的广泛关注。
[0003]生态浮床作为一种新型人工湿地技术，主要用于去除水体中氮、磷、有机物等污染物，在富营养化水体治理方面常作为生态修复的一种方法。生态浮床利用基质、植物、微生物等共同作用下，利用基质吸附、植物吸收和微生物降解等过程去除废水中的污染物。生态浮床有着运行成本低、持久耐用、具有景观作用和简易操作等优势，非常适合河流、景观水域的水质净化作用。但是由于其处理效率不高、处理时间长等缺点，限制其推广使用。
[0004]微生物燃料电池是微生物和电池技术相互结合的产物，微生物利用阳极作为电子受体来氧化有机化合物，电子通过外接电路到达阴极，在那里氧被还原，完成去除污染物和产电的过程。为了保证微生物燃料电池能够顺利运行，阳极需要设置在厌氧的环境中，阴极需要保证好氧的状态。
[0005]将微生物燃料电池的阳极设置于底部基质中，阴极放置于生态浮床植物根系上方，这样合理的设置满足微生物燃料电池系统运行过程中的厌氧和好氧的环境条件。但现有的生态浮床
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微生物燃料电池运行过程中无法有效收集系统释放的气体。
[0006]本技术公开了一种生态浮床
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微生物燃料电池系统的设计方案，并结合集气装置将系统运行中释放气体进行收集利于后续气体检测，它的研究和应用具有潜在的经济效益和社会效益。

技术实现思路

[0007]针对上述现有技术中存在的不足，本技术的目的是提供一种生态浮床
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微生物燃料电池系统，旨在解决现有的生态浮床
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微生物燃料电池运行过程中无法有效收集系统释放的气体。
[0008]技术方案
[0009]一种生态浮床
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微生物燃料电池系统，包括气体收集箱，圆柱状容器内从下往上依次填充砾石层、黄铁矿层，在容器外侧壁位于第四水样取样口之上设有一圈凸起，水封环置于凸起之上；浮床悬浮于容器内上部，顶部与水面平齐，浮床中填充活性炭颗粒层；所述气体收集箱底部中空，放置于水封环之上。
[0010]本技术较优公开例中，所述砾石层高度20～100mm，优选50mm；所述黄铁矿层
高度20～100mm，优选50mm；所述活性炭颗粒层高度50～150mm，优选50mm。
[0011]本技术较优公开例中，所述浮床为多孔盒，其中填充活性炭颗粒。
[0012]本技术较优公开例中，水封环设于容器外侧凸起之上，其环状的内径与容器直径相匹配以穿过容器，外径大于内径2～4cm，优选3cm，沿环状底部外侧设有高2～4cm优选3cm的挡板，挡板和容器壁形成一定高度的环状空隙，注水后形成水封。
[0013]本技术较优公开例中，在所述黄铁矿层中间填埋阳极，在活性炭颗粒层上部设有阴极；导线一端连接阳极，沿着容器内壁向上伸出，另一端连接阴极，两端与电阻相连，万用表连接于电阻两侧。
[0014]本技术较优公开例中，在容器底部外侧壁由下至上设有4个水样取样口，其中第一水样取样口位于砾石层外侧，第二水样取样口位于黄铁矿层外侧，第三水样取样口位于水样中层外侧，第四水样取样口位于阴极与水封环之间的外侧。
[0015]本技术较优公开例中，在气体收集箱外侧设有气体取样口，在气体收集箱顶部设有气体平衡口。
[0016]本技术较优公开例中，所述阳极与阴极由碳毡包覆不锈钢网制成；所述导线为铜线。
[0017]处理污水时，利用蠕动泵从第一水样取样口进水至阴极底部，设置一定的水力停留时间；处理过程中，处理水样从第三水样取样口排入水桶中，利用蠕动泵取水，沿着第四水样取样口将处理水样重新泵入系统中，水样经过再次处理后又从第三水样取样口排入水桶中并泵入系统中，形成阴极附近的循环流模式。
[0018]采用静态箱法收集系统在运行过程中产生的气体，采集过程中，首先将气体收集箱置于水封环之上，为防止装置内产生的气体从气体收集箱和水封环接触面泄漏，向水封环注入清水，在气体收集箱和水封环接触面形成一定高度的水柱，从而防止装置内的气体泄漏。通过无菌注射器从气体取样口抽取气体收集箱内气体注入已抽真空的气体采样袋内，方便后续使用气相色谱进行气体分析。
[0019]有益效果
[0020]本技术所公开的生态浮床
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微生物燃料电池系统，能够通过物理、化学和生物多途径处理污水。利用水封的设计，集气箱可处于很好的密闭环境，并方便有效收集处理过程中释放的气体，利于开展气体释放的相关研究。本系统的组成材料廉价易得，结构简单，便于携带组装，可根据相应的处理水质条件调整水力停留时间，以达到良好的处理效果。区别于传统生态浮床单纯处理污水，本系统还可在处理过程中达到产电效果。在适当的条件下也可用于含抗生素、重金属、低碳氮比等不同种类的污水处理。
附图说明
[0021]图1.生态浮床
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微生物燃料电池系统的结构示意图；
[0022]图2.水封环置于容器上(A)，水封环的结构(B)示意图；
[0023]其中，各部件名称分别为：1
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1、第一水样取样口，1
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2、第二水样取样口，1
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3、第三水样取样口，1
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4、第四水样取样口；2、砾石层；3、黄铁矿层；4
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1、阳极；4
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2、阴极；5、浮床；6、活性炭颗粒层；7、水封环；8、导线；9、电阻；10、万用表；11、水生植物；12、气体收集箱；13、气体取样口；14、气体平衡口。
具体实施方式
[0024]下面结合实施例对本技术进行详细说明，以使本领域技术人员更好地理解本技术，但本技术并不局限于以下实施例。
[0025]下面结合附图对本技术作详细的描述。
[0026]一种生态浮床
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微生物燃料电池系统，包括气体收集箱12，圆柱状容器内从下往上依次填充砾石层2、黄铁矿层3，在容器外侧壁位于第四水样取样口之上设有一圈凸起，水封环7置于凸起之上；浮床5悬浮于容器内，内部填充颗粒活性炭颗粒层6；所述气体收集箱12底部中空，放置于水封环之上，在其外侧设有气体取样口13，顶部设有气体平衡口14；在黄铁矿层3的中间位置和颗粒活性炭颗粒层6的上部设有电极，电极之间通过导线8连接，导线连接有电阻9，在电阻两侧使用万能表10检测系统本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种生态浮床
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微生物燃料电池系统，包括气体收集箱(12)，其特征在于：圆柱状容器内从下往上依次填充砾石层(2)、黄铁矿层(3)，在容器外侧壁位于第四水样取样口(1
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4)之上设有一圈凸起，水封环(7)设于容器外侧凸起之上，所述水封环(7)的内径与容器直径相匹配以穿过容器，外径大于内径2～4cm，沿环状底部外侧设有高2～4cm的挡板，挡板和容器壁形成一定高度的环状空隙，注水后形成水封；浮床(5)悬浮于容器内上部，顶部与水面平齐，浮床中填充活性炭颗粒层(6)；在所述黄铁矿层(3)中间填埋阳极(4
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1)，在活性炭颗粒层(6)上部设有阴极(4
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2)；导线(8)一端连接阳极，沿着容器内壁向上伸出，另一端连接阴极，两端与电阻(9)相连，万用表(10)连接于电阻两侧；气体收集箱(12)底部中空，放置于水封环(7)之上；所述气体收集箱(12)底部中空，放置于水封环之上，在其外侧设有气体取样口(13)，顶部设有气体平衡口(14)。2.根据权利要求1所述的生态浮床
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微生物燃料电池系统，其特征在于：所述砾石层(2)高度20～100mm。3.根据权利要求1所述的生态浮床
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微生物燃料电池系统，其特征在于：所述黄铁矿层(3)高度20～100mm。4.根据权利要求1所述的生态浮...

【专利技术属性】
技术研发人员：李儒天，曾水生，张军，彭小明，何厚柱，吴同喜，欧阳军胜，马永强，
申请(专利权)人：中交七鲤古镇赣州文化旅游有限公司，
类型：新型
国别省市：