[发明专利]人工湿地耦合MFC系统及其提高有机物去除效能的方法

权利要求书

1.一种人工湿地耦合MFC系统，其特征在于所述系统由人工湿地加载MFC构成，系统自下至上布有粗沙砾层、活性炭层、绝缘沙砾层、顶层导电材料层以及植物，活性炭层构成MFC的阳极，顶层导电材料层构成MFC的阴极，阴、阳极电极分别由导线导出与外接电路连接。

2.按权利要求1所述的人工湿地耦合MFC系统，其特征在于所述活性炭层的活性炭颗粒直径为3-5mm，填充密度为0.45-0.55g/cm³。

3.按权利要求1所述的人工湿地耦合MFC系统，其特征在于所述绝缘沙砾层的沙砾选用直径为6-8mm表面光滑的砂石材料。

4.按权利要求1所述的人工湿地耦合MFC系统，其特征在于所述顶层导电材料层的导电材料采用颗粒活性炭、不锈钢材质、碳布、石墨颗粒或石墨毡。

5.按权利要求1所述的人工湿地耦合MFC系统，其特征在于所述导线采用钛导线或铜导线。

6.一种人工湿地耦合MFC提高有机物去除效能的方法，其特征在于，首先，废水经进水区进入人工湿地，由底部均匀布水后，沿粗沙砾层呈推流式上升，其中有机物因粗沙砾表面大量微生物生长形成的生物膜吸附、截留、分解而被初步的降解；然后，初步降解的废水进入活性炭层，该层处于严格的厌氧环境中，并具有高表面积，通过活性炭自身的吸附作用及其上附着微生物的厌氧消化过程，将有机物进行去除，并通过产电菌的活性促成电流的产生，促进了有机物尤其是难降解有机物的降解；接着，废水流经绝缘沙砾层，此层为厌氧和好氧过渡区，剩余污染物被细沙砾表面附着的生物膜吸附、降解；最后，废水流入顶层导电材料层，该层一部分浸没在水中，一部分暴露在空气中，其间种植植物，空气中氧的溶解以及植物根系对氧的传递释放使得该层为好氧区域，剩余污染物进一步通过微生物的增殖、异化以及植物的吸收、根际效应而去除；同时活性炭层构成MFC的阳极，顶层导电材料层构成MFC的阴极，阳极富集的产电菌降解有机物产生质子和电子，电子被导出产电菌胞外，经电极和外接电路导至阴极，质子随反应器内溶液上流至阴极，在氧气的参与下，发生电极反应生成水，完成了产电功能的全过程。

7.按权利要求6所述的人工湿地耦合MFC提高有机物去除效能的方法，其特征在于所述活性炭层的活性炭颗粒直径为3-5mm，填充密度为0.45-0.55g/cm³。

8.按权利要求6所述的人工湿地耦合MFC提高有机物去除效能的方法，其特征在于所述绝缘沙砾层的沙砾选用直径为6-8mm表面光滑的砂石材料。

9.按权利要求6所述的人工湿地耦合MFC提高有机物去除效能的方法，其特征在于所述顶层导电材料层的导电材料采用颗粒活性炭、不锈钢材质、碳布、石墨颗粒或石墨毡。

10.按权利要求6所述的人工湿地耦合MFC提高有机物去除效能的方法，其特征在于所述植物根部穿透阳极层区。