[实用新型]一种生物质炭基微生物燃料电池漂浮湿地装置

说明书

本实用新型公开了一种用于修复微污染水体的生物质炭基微生物燃料电池漂浮湿地装置，包括湿地微生物燃料电池装置和高吸附性的生物质基海绵炭材料浮床,以及固定装置。高吸附性的生物质基海绵炭材料浮床是由生物质炭材料构成的海绵状炭材料；固定装置是由绳与脚桩将漂浮湿地与水底固定。本实用新型具有无需占用土地；适应不同水利条件的稳固要求；可应用于各类水体；可有效降低水体氮、磷、有机物等污染物质含量；促进湿地植物生长，恢复水生生物种群；无有害副产物、无二次污染；快速构建水生态景观，提升环境效应；不需要额外增加电耗；后期维护管理费用低；实现废弃物资源化利用；可种植经济作物，提升经济价值等特点。

技术领域

本实用新型涉及微生物燃料电池应用领域，具体涉及一种生物质炭基微生物燃料电池漂浮湿地装置。

背景技术

中国各行业产能急剧增加导致污水排放量急剧增长，同时农业生产活动中过量施用的化肥、农药会随灌溉水体、雨水汇入河流水体，使大量氮磷排入天然水体，引起水体富营养化。漂浮湿地是较为有效的富营养化水体修复技术，在河流景观河道的修复中应用广泛。随着生态漂浮湿地技术研究和应用的不断深入，有关生态漂浮湿地的缺陷性和不足之处也逐渐显示。传统生态漂浮湿地仅以大型水生植物为主体，水生植物对氮磷吸收作用有限，漂浮湿地植物根系的比表面积有限，其根系和茎叶表面生物膜内微生物数量也严重不足，导致其水体净化效果低下。

生态修复涉及的植物材料采用的普通常见的水生植物如水花生、芦苇、睡莲、荷花、金鱼藻等一般难于越冬,冬春季节基本无生物量,植物体残留的污染物又经过腐烂过程进入水体,造成水体的二次污染。

再者,以水生植物作为净化材料必须考虑一下这个关键问题,一般情况下,植物不同生长阶段所需氮磷营等养物质为水体含量的数倍到几十倍,一般水体氮磷不足于维持植物生长需求,植物生长易产生营养不良等状况。在考虑植物生长的剔除水体污染物的同时必须考虑需要植物体维持足够的生物量基础才能发挥其水质净化的功能。另外植物对污染物有一定的耐污极限, 重污染水体限制植物正常生长。

实用新型内容

为了解决上述现有技术方案中的不足，本实用新型提供了一种用于修复微污染水体的生物质炭基微生物燃料电池漂浮湿地装置。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的；

一种生物质炭基微生物燃料电池漂浮湿地装置，包括：

用于湿地里固定的固定装置；

与所述固定装置连接的生物质基海绵炭浮床，所述的生物质基海绵炭浮床包括生物质基海绵炭以及包覆所述生物质基海绵炭的固定网；

设置在所述生物质基海绵炭浮床上的微生物燃料电池装置；

以及种植在所述生物质基海绵炭浮床上的水生植物。

本实用新型中，包括微生物燃料电池装置(即湿地微生物燃料电池装置)、生物质基海绵炭浮床(即高吸附性的生物质基海绵炭材料浮床)、水生植物以及固定装置，所湿地微生物燃料电池装置放置于漂浮湿地内，将微生物燃料电池的阴极、阳极分别埋入漂浮湿地的上部(好氧区)和底部(厌氧区)，阴阳极通过铜丝导出相连，并外接电阻；高吸附性的生物质基海绵炭材料浮床是由生物质炭材料构成的海绵状炭材料；固定装置是由绳与脚桩将漂浮湿地与水底固定。该漂浮湿地的面积可为0.5～50m²。

生物质海绵炭浮床，以生物炭为基质，是系统的栽培载体以及漂浮载体，种植水生植物，生物质基海绵炭的比表面积为600～1000m² g^-1。生物质基海绵炭具有多孔结构，能够吸附水体中的氮、磷、有机物等污染物，可与植物根系可形成网状结构。所述的生物质基海绵炭可为竹炭海绵。所述的生物质基海绵炭浮床自身具备浮力，能够让漂浮湿地系统漂浮在水面上，且其称重能力大于两个成年人的总重量。所述的固定网为尼龙网。