一种模块化空气阴极人工湿地-微生物燃料电池装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种模块化空气阴极人工湿地

【技术实现步骤摘要】
一种模块化空气阴极人工湿地
‑
微生物燃料电池装置


[0001]本技术涉及燃料电池领域，特别是涉及一种模块化空气阴极人工湿地
‑
微生物燃料电池装置。

技术介绍

[0002]人工湿地
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微生物燃料电池(CW
‑
MFC)是一种将人工湿地技术(CWs)和微生物燃料电池技术(MFC)结合在一起的新型污水处理技术，CW
‑
MFC通过物理、化学和生物方式共同作用，经由植物吸附、微生物氨化作用、硝化与反硝化作用和微生物产电来实现废水的净化和同步产电，这样不仅能够将废水处理中的化学能转化为电能，完成从废水中回收能源这一功能，还能有效加快系统对于污水的净化处理效率，而在水处理领域具有可观的应用前景。现有的典型人工湿地
‑
微生物燃料电池(CW
‑
MFC)系统由单舱室构成，即在一个舱室内设置一个阴极区域和一个阳极区域，其产电机理是产电微生物群落在底层湿地(阳极区域)的厌氧环境条件下分解有机物形成电子，通过外部完整电路传递到表面湿地(阴极区域)完成氧化还原反应。
[0003]现有技术目前存在的缺点包括：1.典型CW
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MFC反应器仅能种植一种湿地植物，不能种植多种湿地植物以实现对污水的分区分类分级化处理；2.典型CW
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MFC反应器后期升级改造困难，造价成本高；3.典型CW
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MFC反应器的污水净化性能和产电性能有限。

技术实现思路

[0004]本技术的目的是提供一种模块化空气阴极人工湿地
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微生物燃料电池装置，通过将单个大型连续流反应器缩小成几个较小的单元相互连接，各单元根据实际情况种植不同的湿地植物，达到扩大相应系统的处理能力和实现分区分类分级化的目的。
[0005]为实现上述目的，本技术提供了如下方案：
[0006]一种模块化空气阴极人工湿地
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微生物燃料电池装置，包括：空气阴极、阳极和顶端开口的主体；
[0007]所述主体包括依次连通的进水配水区、反应室和出水集水区；所述反应室包括第一舱室和与所述第一舱室连通的第二舱室；所述第一舱室与所述进水配水区连通；所述第二舱室与所述出水集水区连通；在所述反应室的顶部种植植物；所述进水配水区与所述第一舱室之间连通的孔洞位于所述主体的底部；所述第二舱室与所述出水集水区之间连通的孔洞位于所述主体的底部；
[0008]所述阳极设置在所述第一舱室的中部；所述空气阴极设置在所述反应室的顶部；所述阳极和所述空气阴极连接形成闭合回路。
[0009]可选地，所述主体内从底部到顶部依次铺设砾石连通层、砾石承托层和砾石填充层；所述阳极设置在所述砾石承托层和所述砾石填充层之间；所述空气阴极设置在所述砾石填充层顶部；在所述砾石填充层上种植植物。
[0010]可选地，所述第一舱室和所述第二舱室的数量均为一个或者多个；所述第一舱室
的数量与所述第二舱室的数量相同。
[0011]可选地，所述主体内相邻的孔洞交错设置。
[0012]可选地，所述空气阴极包括阴极骨架、阴极骨架填充物和阴极电子导流体；
[0013]所述阴极骨架填充物填充在所述阴极骨架内；所述阴极电子导流体插入所述阴极骨架填充物内；所述阴极电子导流体与所述阳极连接形成闭合回路。
[0014]可选地，所述阳极包括阳极骨架、阳极骨架填充物和阳极电子导流体；
[0015]所述阳极骨架填充物填充在所述阳极骨架内；所述阳极电子导流体插入所述阳极骨架填充物内；所述阳极电子导流体与所述空气阴极连接形成闭合回路。
[0016]可选地，模块化空气阴极人工湿地
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微生物燃料电池装置还包括进水阀门和出水阀门；所述进水阀门与所述进水配水区连接；所述出水阀门与所述出水集水区连接。
[0017]可选地，模块化空气阴极人工湿地
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微生物燃料电池装置还包括外电阻；所述外电阻分别与所述阳极和所述空气阴极连接。
[0018]根据本技术提供的具体实施例，本技术公开了以下技术效果：
[0019]本技术包括：顶端开口的主体、阳极和空气阴极；所述主体包括依次连通的进水配水区、反应室和出水集水区；所述反应室包括第一舱室和与所述第一舱室连通的第二舱室；所述第一舱室与所述进水配水区连通；所述第二舱室与所述出水集水区连通；在所述反应室的顶部种植植物；所述进水配水区与所述第一舱室之间连通的孔洞位于所述主体的底部；所述第二舱室与所述出水集水区之间连通的孔洞位于所述主体的底部；所述阳极设置在所述第一舱室的中部；所述空气阴极设置在所述反应室的顶部；所述阳极和所述空气阴极连接形成闭合回路。通过将主体内的反应室划分为两部分，将单个大型连续流反应器缩小成几个较小的单元相互连接，各单元根据实际情况种植不同的湿地植物，达到扩大相应系统的处理能力和实现分区分类分级化的目的。
附图说明
[0020]为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0021]图1为本技术提供的模块化空气阴极人工湿地
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微生物燃料电池装置立体示意图；
[0022]图2为本技术提供的模块化空气阴极人工湿地
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微生物燃料电池装置俯视图；
[0023]图3为本技术提供的模块化空气阴极人工湿地
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微生物燃料电池装置的立体示意图(图1)在基于俯视图(图2)中的a视角所形成的a
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a剖面图；
[0024]图4为本技术提供的模块化空气阴极人工湿地
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微生物燃料电池装置的立体示意图(图1)在基于俯视图(图2)中的b视角所形成的b
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b剖面图；
[0025]图5为本技术提供的模块化空气阴极人工湿地
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微生物燃料电池装置的立体示意图(图1)在基于俯视图(图2)中的c视角所形成的c
‑
c剖面图。符号说明：
[0026]1‑
进水阀门；2
‑
出水阀门；3
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进水配水区；4
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第一舱室；5第二舱室；6
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出水集水区；7
‑
砾石连通层；8
‑
砾石承托层；9
‑
阳极；10
‑
砾石填充层；11
‑
空气阴极；12
‑
导线；13
‑
外电阻；
14
‑
植物。
具体实施方式
[0027]下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种模块化空气阴极人工湿地
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微生物燃料电池装置，其特征在于，包括：空气阴极、阳极和顶端开口的主体；所述主体包括依次连通的进水配水区、反应室和出水集水区；所述反应室包括第一舱室和与所述第一舱室连通的第二舱室；所述第一舱室与所述进水配水区连通；所述第二舱室与所述出水集水区连通；在所述反应室的顶部种植植物；所述进水配水区与所述第一舱室之间连通的孔洞位于所述主体的底部；所述第二舱室与所述出水集水区之间连通的孔洞位于所述主体的底部；所述阳极设置在所述第一舱室的中部；所述空气阴极设置在所述反应室的顶部；所述阳极和所述空气阴极连接形成闭合回路。2.根据权利要求1所述的模块化空气阴极人工湿地
‑
微生物燃料电池装置，其特征在于，所述主体内从底部到顶部依次铺设砾石连通层、砾石承托层和砾石填充层；所述阳极设置在所述砾石承托层和所述砾石填充层之间；所述空气阴极设置在所述砾石填充层顶部；在所述砾石填充层上种植植物。3.根据权利要求1所述的模块化空气阴极人工湿地
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微生物燃料电池装置，其特征在于，所述第一舱室和所述第二舱室的数量均为一个或者多个；所述第一舱室的数量与所述第二舱室的数量相同。4.根据权利要求1所述的模...

【专利技术属性】
技术研发人员：林华，杨佩汶，王义安，肖玲，甘淑萍，
申请(专利权)人：桂林理工大学，
类型：新型
国别省市：