[发明专利]一种同步浓缩消化污泥并产电的装置

摘要

本发明涉及一种同步浓缩消化污泥并产电的装置，由正渗透-微生物燃料电池、污泥调节池、汲取液池、循环泵组成，其中：正渗透-微生物燃料电池由FO膜、阳极室、阴极室、阳极电极和空气阴极组成，以正渗透膜(FO)分隔出阳极室和阴极室。阳极液为剩余污泥，阴极液采用高浓度肥料汲取液；所述阴极为空气阴极。污泥中有机质经微生物催化，最终以电能形式回收；采用空气阴极无需外加动力增加阴极电极氧气含量；FO膜的设计可以提高装置的产电性能且无需外加压力即可实现剩余污泥的固液分离，从而达到浓缩的效果；阴极液稀释后无需再进行纯水分离，直接农用。本发明更加经济合理地实现剩余污泥的处理并同时获得电能，实现污泥浓缩消化产电一体化。

主权项

一种同步浓缩消化污泥并产电的装置，所述装置由正渗透‑微生物燃料电池、污泥调节池(6)、汲取液池(7)、循环泵(8)组成，其特征在于：正渗透‑微生物燃料电池由正渗透膜(1)、阳极室(2)、阴极室(3)、阳极电极(4)和空气电极(5)组成，所述渗透‑微生物燃料电池通过正渗透膜(1)分隔出阳极室(2)和阴极室(3)，所述阴极室3的电极为空气阴极(5)，空气阴极(5)一侧与阴极室(3)内的高浓度汲取液接触，另一侧直接暴露于空气中，捕获空气中的氧气；阳极室(2)前设有污泥调节池(6)，阴极室(3)前设有汲取液池(7)；所述阴极室(2)一侧下部设有进泥口(2‑1)，顶部设有通气口(2‑2)，阴极室(3)顶部设有第一出水口(3‑2)，底部设有第一进水口(3‑1)，污泥调节池(6)底部设有污泥口(6‑1)，顶部设有通气口(6‑2)，汲取液池(7)顶部设有第二进水口(7‑1)，底部一侧设有第二出水口(7‑2)；所述污泥调节池(6)的污泥口(6‑1)连接阳极室(2)的进泥口(2‑1)，污泥调节池(6)的通气口(6‑2)连接阳极室(2)的通气口(2‑2)，汲取液池(7)的第二进水口(7‑1)通过连接阴极室(3)的第一进水口(3‑1)，阴极室(3)的第二出水口(3‑2)连接汲取液池(7)的第二进水口(7‑1)；所述阳极室(3)和污泥调节池(6)为厌氧环境，阳极液为污泥混合液，厌氧微生物悬浮生长于污泥混合液中以及附着生长于阳极电极(4)上；污泥混合液中的有机物被氧化分解并释放出质子与电子，电子通过微生物传递到阳极电极(4)表面，然后传递到阴极电极(5)，同时生成的质子也到达阴极电极(5)，空气中的氧气通过自由扩散穿过阴极电极(5)到达阴极电极(5)的内侧表面上，质子、电子和氧气结合生成水。