本實(shí)用新型屬于污水處理領(lǐng)域，特別涉及一種以沉淀池作為陰極室的MFC結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

微生物燃料電池(MFC)是一種能夠?qū)⒂袡C(jī)物中的化學(xué)能在微生物的作用下直接轉(zhuǎn)化為電能的裝置，是近來(lái)在環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域中出現(xiàn)的一種能同時(shí)處理污染物和產(chǎn)能的新技術(shù)。兩室型微生物燃料電池的基本設(shè)計(jì)包含陽(yáng)極室中的陽(yáng)極、陰極室中的陰極，以及將兩室隔開(kāi)的離子交換膜，在陽(yáng)極與陰極之間存在電路。陽(yáng)極上的微生物將底物轉(zhuǎn)化為CO₂、質(zhì)子和電子，并且電子從陽(yáng)極流向陰極。陰極向電子受體(通常為氧)提供電子。陽(yáng)極與陰極之間的電勢(shì)差導(dǎo)致電力的生成。作為一種全新的廢水處理技術(shù)，微生物燃料電池不再僅僅將廢水中的有機(jī)質(zhì)作為去除對(duì)象，而是看作一種能源。利用微生物將廢水中有機(jī)質(zhì)的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，既凈化了污水又獲得了能量，這無(wú)疑是污水處理理念的重大革新，具有不可估量的發(fā)展?jié)摿ΑＥc傳統(tǒng)的厭氧消化相比，也能產(chǎn)能的微生物燃料電池?fù)碛幸恍┆?dú)特的優(yōu)勢(shì)，比如處理低濃度廢水，運(yùn)行溫度可以低于20℃等，這些都使得該技術(shù)具有很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力和適用性。近年來(lái)，微生物燃料電池在處理各個(gè)行業(yè)的有機(jī)廢水中有了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，如含葡萄糖廢水、生活污水、釀酒廢水、食品加工廢水、養(yǎng)殖廢水和垃圾滲瀝液等。出現(xiàn)了大量的與MFC耦合的工藝，如A²O、A/O、A²N等。有的工藝直接把沉淀池作為MFC的陰極室，為了產(chǎn)電我們希望電極表面有大量微生物的存在，為了泥水分離則希望保證沉淀池的沉淀效果，實(shí)際上在一個(gè)沉淀池內(nèi)不能同時(shí)更好提供產(chǎn)電與泥水分離功能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述存在的技術(shù)問(wèn)題，為了克服現(xiàn)有耦合MFC工藝中沉淀池作為陰極室的不足，解決在處理污水的過(guò)程中，沉淀池作為陰極室不能同時(shí)更好滿(mǎn)足產(chǎn)電與泥水分離功能的問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種以沉淀池作為陰極室的MFC結(jié)構(gòu)，是一種新型的沉淀池，既能滿(mǎn)足電極表面大量微生物的存在，又保證泥水分離效果。

本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：

一種以沉淀池作為陰極室的MFC結(jié)構(gòu)，包括陽(yáng)極室、陰極室、陰極碳?xì)?、陰極室進(jìn)水管、陰極室出水管及內(nèi)出水管、陽(yáng)極室進(jìn)水管、陽(yáng)極室出水管，所述陽(yáng)極室和陰極室間設(shè)置離子交換膜間隔，所述陰極室由外沉淀池和內(nèi)沉淀池套置而成，內(nèi)沉淀池置于外沉淀池內(nèi)部，內(nèi)沉淀池對(duì)應(yīng)離子交換膜的一側(cè)設(shè)置有開(kāi)口，作為陰極的陰極碳?xì)种糜趦?nèi)沉淀池開(kāi)口的一側(cè)壁，作為陽(yáng)極的陽(yáng)極碳?xì)种糜陉?yáng)極室內(nèi)，內(nèi)沉淀池對(duì)應(yīng)離子交換膜的側(cè)壁近頂端位置設(shè)有內(nèi)出水管，外沉淀池側(cè)壁上設(shè)有陰極室出水管，內(nèi)沉淀池和外沉淀池底部均設(shè)置有排泥及回流口，陰極室進(jìn)水管連接內(nèi)沉淀池。

進(jìn)一步地，所述內(nèi)沉淀池池壁的開(kāi)口位置與離子交換膜對(duì)應(yīng)，且其大小與離子交換膜的面積和高度相同。

進(jìn)一步地，所述內(nèi)沉淀池頂端的內(nèi)出水管底面高于外沉淀池的陰極室出水管頂面。

進(jìn)一步地，所述兩個(gè)沉淀池底部均為倒錐體結(jié)構(gòu)，同軸設(shè)置。

進(jìn)一步地，所述外沉淀池底部在倒錐體側(cè)面開(kāi)排泥及回流口用于排泥和回流污泥。

進(jìn)一步地，所述內(nèi)出水管也可為溢流堰。

進(jìn)一步地，所述內(nèi)出水管或溢流堰遠(yuǎn)離陰極室出水管一側(cè)。

本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是：一種以沉淀池作為陰極室的MFC結(jié)構(gòu)，是一種新型的沉淀池，既能滿(mǎn)足電極表面大量微生物的存在，又保證泥水分離效果。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型的主視圖。

圖2是本實(shí)用新型的俯視圖。

圖中：1.陽(yáng)極室，2.內(nèi)沉淀池，3.外沉淀池，4.離子交換膜，5.內(nèi)出水管，6.陰極室進(jìn)水管，7.陰極室出水管，8.電阻箱，9.電壓表，10.陰極碳?xì)郑?1.排泥及回流口，12.陽(yáng)極室進(jìn)水管，13.陽(yáng)極室出水管，14.陽(yáng)極碳?xì)帧?/p>

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明更進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。

實(shí)施例：如圖1、圖2所示，一種以沉淀池作為陰極室的MFC結(jié)構(gòu)，包括陽(yáng)極室1、陽(yáng)極室進(jìn)水管12、陽(yáng)極室出水管13、陽(yáng)極碳?xì)?4、陰極室、陰極碳?xì)?0、陰極室進(jìn)水管6、陰極室出水管7及內(nèi)出水管5，所述陽(yáng)極室1和陰極室間設(shè)置離子交換膜4間隔，所述陽(yáng)極室1池壁設(shè)有陽(yáng)極室進(jìn)水管12和陽(yáng)極室出水管13，所述陰極室由外沉淀池3和內(nèi)沉淀池2套置而成，內(nèi)沉淀池2置于外沉淀池3內(nèi)部，內(nèi)沉淀池2對(duì)應(yīng)離子交換膜4的一側(cè)設(shè)置有開(kāi)口，作為陰極的陰極碳?xì)?0置于內(nèi)沉淀池2開(kāi)口的一側(cè)壁，作為陽(yáng)極的陽(yáng)極碳?xì)?4置于陽(yáng)極室1內(nèi)，內(nèi)沉淀池2對(duì)應(yīng)離子交換膜4的側(cè)壁近頂端位置設(shè)有內(nèi)出水管5，外沉淀池3側(cè)壁上設(shè)有陰極室出水管7，內(nèi)沉淀池2和外沉淀池3底部均設(shè)置有排泥及回流口11，陰極室進(jìn)水管6連接內(nèi)沉淀池2。

所述內(nèi)沉淀池2池壁的開(kāi)口位置與離子交換膜4對(duì)應(yīng)，且其大小與離子交換膜4的面積和高度相同。所述內(nèi)沉淀池2頂端的內(nèi)出水管5底面高于外沉淀池3的陰極室出水管7頂面。

所述兩個(gè)沉淀池底部均為倒錐體結(jié)構(gòu)，同軸設(shè)置。所述外沉淀池3底部在倒錐體側(cè)面開(kāi)排泥及回流口11用于排泥和回流污泥。

本發(fā)明在工作過(guò)程中污水通過(guò)陽(yáng)極室進(jìn)水管12進(jìn)入微生物燃料電池陽(yáng)極室1中，并被陽(yáng)極碳?xì)?4上的微生物所降解，同時(shí)釋放出電子、H⁺和降解產(chǎn)物。降解產(chǎn)物通過(guò)陽(yáng)極室出水管13排出陽(yáng)極室外，電子通過(guò)外電路電阻箱8到達(dá)陰極碳?xì)?0,H⁺通過(guò)離子交換膜4到達(dá)陰極。

污水通過(guò)陰極室進(jìn)水管6進(jìn)入內(nèi)沉淀池2內(nèi)，由于內(nèi)沉淀池2的容積較小，能保持一定的污泥濃度，并且有利于微生物在陰極碳?xì)?0上掛膜，有利于提高產(chǎn)電效果。內(nèi)沉淀池2的池壁開(kāi)口面積、形狀均與離子交換膜4相同，有利于離子的傳遞。污水經(jīng)過(guò)陰極碳?xì)?0自身的孔隙進(jìn)入外沉淀池3。若水流突然變大可從內(nèi)沉淀池2頂部的內(nèi)出水管5排除過(guò)大的水量。經(jīng)內(nèi)沉淀池2初步沉淀的混合液可在外沉淀池3做更進(jìn)一步固液分離。在直接把沉淀池作為MFC的陰極室的工藝中，本發(fā)明兼顧了沉淀池作為陰極室的產(chǎn)電和固液分離的雙重功能。