CN108706735A - 一种景观型厨余垃圾生态处理器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种景观型厨余垃圾生态处理器，该处理器包括蚯蚓生态床反应器、湿地MFC以及海绵湿地反应器；湿地MFC包括由上而下设置的第一石墨碳毡层、湿地填料层、植物生长土壤层、玻璃纤维层、第二石墨碳毡层、水层；所述玻璃纤维层的底部设有MFC阳极，所述植物生长土壤层构成MFC阴极；海绵湿地反应器包括水池以及漂浮于水池中的海绵层，海绵层上种植湿地植物，海绵层内养殖有水生蚯蚓；蚯蚓生态床反应器中经过有机物分解处理后的渗滤液流入湿地MFC的湿地填料层，经过湿地MFC处理后的渗滤液由水层流入到海绵湿地反应器的水池中。本发明对厨余垃圾渗滤液中COD去除率达到95％以上，氨氮去除率达到95％以上。
Description
技术领域
本发明属于环境工程生物产能领域，尤其涉及一种景观型蚯蚓桌面湿地结合微生物燃料电池处理厨余垃圾的生态处理器。
背景技术
目前，蚯蚓堆肥处理厨余垃圾作为最有潜力和竞争力的技术，是一种有效的厨余垃圾资源化处理的方法，蚯蚓堆肥的产品可以用来养花、种植植物，是高效的生物有机肥。因此蚯蚓堆肥处理厨余垃圾特别适用于家庭。但是由于厨余垃圾有着含水率高，易腐烂产生臭味并产生大量渗滤液等问题，会给家庭带来不悦感，很难有效的把蚯蚓生态床推广至家庭中。因此如何有效的增强蚯蚓生态床的美观效果，解决生态床体的渗滤液问题，已成为了一个难题。同时，家庭式小型湿地虽然有很好的景观效果，可以美化环境。但有个重要的问题就是无法有效的保证营养物质供给，普通百姓很难操作家庭湿地。
综上所述，现有技术存在的问题是：1、厨余渗滤液在蚯蚓生态床中会产生恶臭，影响蚯蚓的生长和家庭的环境；2、厨余渗滤液富含较多营养物质，弃之可惜，很难在家庭中实现资源化处理。3、普通百姓很难操作家庭湿地。
发明内容
本发明的目的在于提供一种景观型厨余垃圾生态处理器，旨在解决上述背景技术中现有技术的不足之处。
本发明是这样实现的，一种景观型厨余垃圾生态处理器，该处理器包括：用于通过蚯蚓对厨余垃圾渗滤液中的有机物进行分解的蚯蚓生态床反应器，湿地MFC，以及海绵湿地反应器；其中，
所述湿地MFC包括由上而下设置的第一石墨碳毡层、湿地填料层、植物生长土壤层、玻璃纤维层、第二石墨碳毡层、水层；所述玻璃纤维层的底部设有MFC阳极，所述MFC阳极为用于对高氨氮、高有机质进行降解的有机物降解菌群及产电菌群构成；所述植物生长土壤层通过种植有根部能产氧的植物而构成MFC阴极，所述MFC阴极提供氧电子受体；
所述海绵湿地反应器包括水池以及漂浮于水池中的海绵层，所述海绵层上种植湿地植物，所述海绵层内养殖有水生蚯蚓；
所述蚯蚓生态床反应器中经过有机物分解处理后的渗滤液流入湿地MFC的湿地填料层，经过所述湿地MFC处理后的渗滤液由水层流入到海绵湿地反应器的水池中。
优选地，所述蚯蚓生态床反应器包括由上至下设置的厨余垃圾填放层、含蚯蚓的土壤层以及反应器填料层；所述反应器填料层通过管道与湿地MFC的湿地填料层对接；
所述厨余垃圾填放层的水平高度大于湿地MFC的水层水平高度。
优选地，所述水池内养殖景观生物，所述景观生物包括鱼。
优选地，所述玻璃纤维层由普通玻璃棉构成；所述反应器填料层由麦饭石或者蛭石构成；所述湿地填料层由海绵填料或颗粒塑料构成。
优选地，所述第二石墨碳毡层通过铁丝网包覆。
本发明克服现有技术的不足，提供了一种景观型厨余垃圾生态处理器，通过将蚯蚓生态床反应器和家庭式小型湿地结合起来，在景观生态的基础上解决生态床渗滤液的问题，同时可以给家庭提供景观小湿地一体化的方案。
本发明具体的方案为，通过蚯蚓生态床反应器中的蚯蚓分解厨余渗滤液中丰富的有机物，经过处理后的渗滤液从蚯蚓生态床底部流入到湿地MFC底部；在湿地MFC中，连通微生物燃料电池的阳极区(底部)供微生物发电，阴极区(顶部)通过植物根部的产氧提供氧化剂，对渗滤液进行消化；消化后的渗滤液从阴极区进入海绵湿地反应器中，海绵湿地反应器的水池漂浮海绵供湿地植物和水蚯蚓附着和生长，而湿地植物和水蚯蚓对渗滤液中的有机物进行进一步的处理；并且从美观实用出发，水池中可以养殖一些景观类的水生动物。
本发明改变了现有的蚯蚓生态床的结构和家庭小型湿地的结构。其中，在本发明的蚯蚓生态床反应器中，在现有生态床底部增设填料层，使其有利于渗透蚯蚓分解的滤液，有效避免渗滤液过高引起蚯蚓死亡的问题，实现渗滤液的一级处理。
在湿地MFC中，通过改造的湿地结构，利用微生物燃料电池含有的有机物降解菌和氨氧化菌群对渗滤液中的高氨氮和高有机质进行降解，实现渗滤液的二级处理，不需能耗的情况下提供了微生物发电的氧化梯度和厌氧好氧区，避免使用昂贵的质子交换膜或者离子交换膜作为隔离材料来提高发电效率，并且湿地植物型微生物降低了发电的内阻提高了发电效率。
在本发明的海绵湿地反应器中，利用湿地中植物和饲养的水蚯蚓进行三级处理，实现对渗滤液的有效的循环利用；由于通过漂浮海绵的方式，既解决了水蚯蚓生存的附着问题和供氧问题，也避免了土壤栽培过程中难于维护的问题。
相比于现有技术的缺点和不足，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明对厨余垃圾渗滤液中COD去除率达到95％以上，氨氮去除率达到95％以上；
(2)本发明造价更加低廉、高效，可进行小型化处理，在处理厨余垃圾的同时，能完全杜绝厨余渗滤液在蚯蚓生态床会产生恶臭的问题，可做为家庭摆件美化家庭环境，实现资源循环利用，生态环保。
附图说明
图1是本发明景观型厨余垃圾生态处理器的结构示意图；
图2是本发明景观型厨余垃圾生态处理器的内部结构示意图；
图3是本发明景观型厨余垃圾生态处理器在俯视状态下的结构示意图；
图4是本发明景观型厨余垃圾生态处理器中蚯蚓生态床反应器的内部结构示意图；
图5是本发明景观型厨余垃圾生态处理器中湿地MFC的内部结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1～5所示，其中，图1是本发明景观型厨余垃圾生态处理器的结构示意图；图2是本发明景观型厨余垃圾生态处理器的内部结构示意图；图3是本发明景观型厨余垃圾生态处理器在俯视状态下的结构示意图；图4是本发明景观型厨余垃圾生态处理器中蚯蚓生态床反应器的内部结构示意图；图5是本发明景观型厨余垃圾生态处理器中湿地MFC的内部结构示意图。
本发明公开了一种景观型厨余垃圾生态处理器，该处理器包括：用于通过蚯蚓对厨余垃圾渗滤液中的有机物进行分解的蚯蚓生态床反应器1，湿地MFC2，以及海绵湿地反应器3；其中，
所述湿地MFC 2包括由上而下设置的第一石墨碳毡层2-1、湿地填料层2-2、植物生长土壤层2-3、玻璃纤维层2-4、第二石墨碳毡层2-5、水层2-6；所述玻璃纤维层2-4的底部设有MFC阳极，所述MFC阳极为用于对高氨氮、高有机质进行降解的有机物降解菌群及产电菌群构成；所述植物生长土壤层2-3通过种植有根部能产氧的植物而构成MFC阴极，所述MFC阴极提供氧电子受体；
所述海绵湿地反应器3包括水池3-1以及漂浮于水池3-1中的海绵层3-2，所述海绵层3-2上种植湿地植物，所述海绵层3-2内养殖有水生蚯蚓；
所述蚯蚓生态床反应器1中经过有机物分解处理后的渗滤液流入湿地MFC2的湿地填料层2-2，经过所述湿地MFC 2处理后的渗滤液由水层流入到海绵湿地反应器3的水池3-1中。
在本发明实施例中，为确保对厨余垃圾的高效处理，以利于后续反应，所述蚯蚓生态床反应器1包括由上至下设置的厨余垃圾填放层1-1、含蚯蚓的土壤层1-2以及反应器填料层1-3；所述反应器填料层1-3通过管道与湿地MFC 2的湿地填料层2-2对接；所述厨余垃圾填放层1-1的水平高度大于湿地MFC 2的水层水平高度。
为使本发明适用于家庭环境，并具有观赏效果，所述水池3-1内养殖景观生物，所述景观生物包括鱼等水生生物。
在本发明实施例中，更具体的，所述玻璃纤维层2-4由普通玻璃棉构成；所述反应器填料层1-3由麦饭石或者蛭石构成；所述湿地填料层2-2由海绵填料或颗粒塑料构成。
在本发明实施例中，所述第二石墨碳毡层2-5通过铁丝网包覆，铁丝网用于固定该第二石墨碳毡层2-5。
通过蚯蚓生态床反应器1中的蚯蚓分解厨余渗滤液中丰富的有机物，经过处理后的渗滤液从蚯蚓生态床底部流入到湿地MFC 2底部；在湿地MFC 2中，连通微生物燃料电池的阳极区(底部)供微生物发电，阴极区(顶部)通过植物根部的产氧提供氧化剂，对渗滤液进行消化；消化后的渗滤液从阴极区进入海绵湿地反应器3中，海绵湿地反应器3的水池3-1漂浮海绵供湿地植物和水蚯蚓附着和生长，而湿地植物和水蚯蚓对渗滤液中的有机物进行进一步的处理；并且从美观实用出发，水池3-1中可以养殖一些景观类的水生动物。
本发明改变了现有的蚯蚓生态床的结构和家庭小型湿地的结构。其中，在本发明的蚯蚓生态床反应器1中，在现有生态床底部增设填料层，使其有利于渗透蚯蚓分解的滤液，有效避免渗滤液过高引起蚯蚓死亡的问题，实现渗滤液的一级处理。
在湿地MFC 2中，通过改造的湿地结构，利用微生物燃料电池含有的有机物降解菌和氨氧化菌群对渗滤液中的高氨氮和高有机质进行降解，实现渗滤液的二级处理，不需能耗的情况下提供了微生物发电的氧化梯度和厌氧好氧区，避免使用昂贵的质子交换膜或者离子交换膜作为隔离材料来提高发电效率，并且湿地植物型微生物降低了发电的内阻提高了发电效率。
在本发明的海绵湿地反应器3中，利用湿地中植物和饲养的水蚯蚓进行三级处理，实现对渗滤液的有效的循环利用；由于通过漂浮海绵的方式，既解决了水蚯蚓生存的附着问题和供氧问题，也避免了土壤栽培过程中难于维护的问题。
在本发明的实际应用过程中，先在蚯蚓反应器中投加蚯蚓50条，然后逐天向反应器中加入少量(约0.2kg)的菜叶瓜果皮等厨余垃圾。由蚯蚓处理完的滤液经导管通入到MFC中，经MFC处理后，渗滤液流入湿地水环境中，经水蚯蚓和湿地植物进一步分解，而反应器中多余出的泥土可反应器上部的取出用于其他盆栽的肥料或土壤改良，湿地中的水可以养鱼，水蚯蚓可作为鱼类的饵料，形成景观。检验分析后发现，发明对厨余垃圾渗滤液中COD去除率达到95.8％，氨氮去除率达到96.9％。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种景观型厨余垃圾生态处理器，其特征在于，该处理器包括：用于通过蚯蚓对厨余垃圾渗滤液中的有机物进行分解的蚯蚓生态床反应器，湿地MFC，以及海绵湿地反应器；其中，
所述湿地MFC包括由上而下设置的第一石墨碳毡层、湿地填料层、植物生长土壤层、玻璃纤维层、第二石墨碳毡层、水层；所述玻璃纤维层的底部设有MFC阳极，所述MFC阳极为用于对高氨氮、高有机质进行降解的有机物降解菌群及产电菌群构成；所述植物生长土壤层通过种植有根部能产氧的植物而构成MFC阴极，所述MFC阴极提供氧电子受体；
所述海绵湿地反应器包括水池以及漂浮于水池中的海绵层，所述海绵层上种植湿地植物，所述海绵层内养殖有水生蚯蚓；
所述蚯蚓生态床反应器中经过有机物分解处理后的渗滤液流入湿地MFC的湿地填料层，经过所述湿地MFC处理后的渗滤液由水层流入到海绵湿地反应器的水池中。
2.如权利要求1所述的景观型厨余垃圾生态处理器，其特征在于，所述蚯蚓生态床反应器包括由上至下设置的厨余垃圾填放层、含蚯蚓的土壤层以及反应器填料层；所述反应器填料层通过管道与湿地MFC的湿地填料层对接；
所述厨余垃圾填放层的水平高度大于湿地MFC的水层水平高度。
3.如权利要求2所述的景观型厨余垃圾生态处理器，其特征在于，所述水池内养殖景观生物，所述景观生物包括鱼。
4.如权利要求3所述的景观型厨余垃圾生态处理器，其特征在于，所述玻璃纤维层由普通玻璃棉构成；所述反应器填料层由麦饭石或者蛭石构成；所述湿地填料层由海绵填料或颗粒塑料构成。
5.如权利要求1所述的景观型厨余垃圾生态处理器，其特征在于，所述第二石墨碳毡层通过铁丝网包覆。
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- 2018-05-25 CN CN201810515596.7A patent/CN108706735B/zh not_active Expired - Fee Related
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