CN215161384U - 一种厌氧塘-微生物燃料电池耦合处理污水兼产电系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种厌氧塘‑微生物燃料电池耦合处理污水兼产电系统，属于水处理和新能源技术领域。该系统包括厌氧塘和电能存储组件，所述厌氧塘内设有阳极组件和阴极组件，所述电能存储组件位于厌氧塘外，并通过导线与阳极组件、阴极组件电性连接组成外电路回路。技术效果包括：(1)通过电能存储组件存储电能，需要时再通过电能存储组件进行放电，以充分利用电能，避免造成电能浪费。(2)厌氧发酵过程与生物电化学过程协同作用，在不增加占地面积的基础上，缩短水力停留时间，强化污水处理效果；(3)将污水中的化学能转化为电能，实现水的资源化处理；(4)构造简单，建造和运行成本低，易于管理。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种厌氧塘-微生物燃料电池耦合处理污水兼产电系统，属于水处理和新能源技术领域。
背景技术
厌氧塘是一个深蓄水、在厌氧条件下反应的池塘，不需要曝气、加热或者搅拌。厌氧塘作为高强度有机废水的预处理单元尤为有效，也可以作为一个单独的处理工艺来应用。其应用范围主要包括工业废水、农村污废水及工业与市政混合污水。在厌氧条件下，可生物降解的颗粒性有机物，先被胞外酶水解为可溶性的有机物，溶解性有机物通过产酸菌转化为乙酸，再通过产甲烷菌转变为CH4和CO2。由于产甲烷菌的生长速率缓慢以及污泥消化的过程较长，厌氧塘的水力停留时间一般较长，通常需要30～50天。
为此，公开号为CN104926023A的中国专利文献，公开了一种结合微生物燃料电池与厌氧人工湿地的农村生活污水处理系统包括进水口、阳极、厌氧池、气体收集口、负载、导线、阴极、导流管、植物区、填料区、出水口；厌氧池内设有阳极、阴极，厌氧池下部设有进水口，厌氧池顶部设有气体收集口收集沼气，阳极和阴极通过导线分别与负载两端相连，厌氧池上部通过导流管与由植物区和填料区组成的人工湿地系统相连，污水经出水口流出。由于电极的存在，使得电子转移的速率提高，微生物代谢速率加快；同时，电极的存在将电化学作用引入到污水处理过程中，使得污染物的氧化还原速率加快，提高了污水的处理效果。
但是，系统产生的电能实时为负载供电，而负载有时并不需要长期保持运行状态，所以导致电能未得到充分利用，造成电能浪费。
实用新型内容
为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种厌氧塘-微生物燃料电池耦合处理污水兼产电系统。
本实用新型通过以下技术方案得以实现：
一种厌氧塘-微生物燃料电池耦合处理污水兼产电系统，包括厌氧塘和电能存储组件，所述厌氧塘内设有阳极组件和阴极组件，所述电能存储组件位于厌氧塘外，并通过导线与阳极组件、阴极组件电性连接组成外电路回路。
所述阳极组件距厌氧塘底面的高程为0.5m～1m。
所述阳极组件包括若干并联或串联连接的阳极。
所述阳极为碳刷、碳毡、石墨板、石墨毡、不锈钢板或不锈钢网。
所述阴极组件设于厌氧塘内的污水与空气交界面处。
所述阴极组件包括若干并联或串联连接的阴极。
所述阴极为碳刷、碳毡、石墨板、石墨毡、不锈钢板或不锈钢网。
所述导线为铜线。
所述电能存储组件为磷酸铁锂蓄电池或超级电容。
所述阳极组件和阴极组件分别通过绝缘支架与厌氧塘的内壁连接。
本实用新型的有益效果在于：
(1)通过电能存储组件存储电能，需要时再通过电能存储组件进行放电，以充分利用电能，避免造成电能浪费。
(2)厌氧发酵过程与生物电化学过程协同作用，在不增加占地面积的基础上，缩短水力停留时间，强化污水处理效果；
(3)将污水中的化学能转化为电能，实现水的资源化处理；
(4)构造简单，建造和运行成本低，易于管理。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为图1沿B-B的剖视结构示意图。
图中：1-厌氧塘，2-阳极，3-阴极，4-导线，5-电能存储组件。
具体实施方式
下面进一步描述本实用新型的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。
如图1和图2所示，本实用新型所述的一种厌氧塘-微生物燃料电池耦合处理污水兼产电系统，包括厌氧塘1和电能存储组件5，所述厌氧塘1内设有阳极组件和阴极组件，所述电能存储组件5位于厌氧塘1外，并通过导线4与阳极组件、阴极组件电性连接组成外电路回路。在使用时，厌氧塘1为普通厌氧塘、超深厌氧塘或封闭式厌氧塘。通过电能存储组件5存储电能，需要时再通过电能存储组件5进行放电，以充分利用电能，避免造成电能浪费。
所述阳极组件距厌氧塘1底面的高程为0.5m～1m。
所述阳极组件包括若干并联或串联连接的阳极2。以提高微生物燃料电池的输出功率。
所述阳极2为碳刷、碳毡、石墨板、石墨毡、不锈钢板或不锈钢网。
所述阴极组件设于厌氧塘1内的污水与空气交界面处。
所述阴极组件包括若干并联或串联连接的阴极3。以提高微生物燃料电池的输出功率。
所述阴极3为碳刷、碳毡、石墨板、石墨毡、不锈钢板或不锈钢网。
所述导线4为铜线。
所述电能存储组件5为磷酸铁锂蓄电池或超级电容。
所述阳极组件和阴极组件分别通过绝缘支架与厌氧塘1的内壁连接。在使用时，先将绝缘支架固定在厌氧塘1的内壁上，再通过扎丝等将阳极2、阴极3绑扎固定在绝缘支架上。
本实用新型所述的厌氧塘-微生物燃料电池耦合处理污水兼产电系统，其工作原理如下：
厌氧活性污泥中存在着大量具有电化学活性的细菌，阳极2富集这些细菌，有机物在阳极区被持续氧化，产生的电子转移至阴极3，加速污水中有机物的去除，厌氧发酵过程与生物电化学过程协同作用，缩短水力停留时间，强化污水处理效果，同时形成耦合微生物燃料电池后，储存在污水中的化学能转化为电能，经过外电路储存在电能存储组件5中，可以进一步加以利用，以充分利用电能，实现水的资源化处理，达到水处理和能源节约的双重效果。
Claims (10)
1.一种厌氧塘-微生物燃料电池耦合处理污水兼产电系统，其特征在于：包括厌氧塘(1)和电能存储组件(5)，所述厌氧塘(1)内设有阳极组件和阴极组件，所述电能存储组件(5)位于厌氧塘(1)外，并通过导线(4)与阳极组件、阴极组件电性连接组成外电路回路。
2.如权利要求1所述的厌氧塘-微生物燃料电池耦合处理污水兼产电系统，其特征在于：所述阳极组件距厌氧塘(1)底面的高程为0.5m～1m。
3.如权利要求1所述的厌氧塘-微生物燃料电池耦合处理污水兼产电系统，其特征在于：所述阳极组件包括若干并联或串联连接的阳极(2)。
4.如权利要求3所述的厌氧塘-微生物燃料电池耦合处理污水兼产电系统，其特征在于：所述阳极(2)为碳刷、碳毡、石墨板、石墨毡、不锈钢板或不锈钢网。
5.如权利要求1所述的厌氧塘-微生物燃料电池耦合处理污水兼产电系统，其特征在于：所述阴极组件设于厌氧塘(1)内的污水与空气交界面处。
6.如权利要求5所述的厌氧塘-微生物燃料电池耦合处理污水兼产电系统，其特征在于：所述阴极组件包括若干并联或串联连接的阴极(3)。
7.如权利要求6所述的厌氧塘-微生物燃料电池耦合处理污水兼产电系统，其特征在于：所述阴极(3)为碳刷、碳毡、石墨板、石墨毡、不锈钢板或不锈钢网。
8.如权利要求1所述的厌氧塘-微生物燃料电池耦合处理污水兼产电系统，其特征在于：所述导线(4)为铜线。
9.如权利要求1所述的厌氧塘-微生物燃料电池耦合处理污水兼产电系统，其特征在于：所述电能存储组件(5)为磷酸铁锂蓄电池或超级电容。
10.如权利要求1所述的厌氧塘-微生物燃料电池耦合处理污水兼产电系统，其特征在于：所述阳极组件和阴极组件分别通过绝缘支架与厌氧塘(1)的内壁连接。
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