专利名称：利用微生物燃料电池原位处理底泥的装置及方法
技术领域：
本发明涉及一种处理底泥的装置及方法。
背景技术：
现有的湖泊或河流底泥处理技术(如底泥疏浚)存在着很多问题，一方面底泥疏浚往往耗资巨大，另一方面工程的环境后效还存在着很多不确定性，且极易造成二次污染的产生。微生物燃料电池通过对有机物的厌氧降解，将化学能转化为电能，在消除污染的同时产生清洁的能源。该项技术已得到实验室证实，并已实际应用于海洋环境中，产生的电能用于驱动无线温度传感器。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有底泥处理技术易造成二次污染的技术问题，提供了一种利用微生物燃料电池原位处理底泥的装置及方法。利用微生物燃料电池原位处理底泥的装置，所述装置包括阴极、阳极不锈钢多孔板、传动器、传动器、传动器、电动机、电能管控系统、发动机和搅拌器，搅拌器、电能管控系统和发动机通过导线相连接，电能管控系统与阳极不锈钢多孔板通过导线相连接，电能管控系统与阴极通过导线相连接，阳极不锈钢多孔板、传动器、传动器、传动器与电动机通过连接绳连接。利用微生物燃料电池原位处理底泥的方法如下:一、将利用微生物燃料电池原位处理底泥的装置放入河流或湖泊中，阳极不锈钢多孔板位于底泥中，阴极位于 水面下的好氧区域，连接线路，阳极不锈钢多孔板在底泥中接种7天-20天；二、当电能管控系统内的电压达到500mV，驱动发动机使搅拌器开始搅拌，当电能管控系统内的电压降为100mV，驱动电动机使阳极不锈钢多孔板在传动器、传动器和传动器的带动下向上移动，停止运行；三、重复步骤二至阳极不锈钢多孔板移动至距离底泥上表面，即完成利用微生物燃料电池原位处理底泥。本发明利用底泥中的有机物质作为电子供体，空气中的氧气作为最终的电子受体，实现底泥中有机物降解的同时产生电能。本发明通过能量管控系统储存电能并控制阳极在底泥中的位置，提高了底泥中有机物的去除效率，所得电能用于驱动阴极表面的搅拌器。本发明装置可根据河流或湖泊中底泥和水深设计高度，且为可移动便携式处理装置，构造简单，造价低，无二次污染。
图1是本发明利用微生物燃料电池原位处理底泥的装置示意图。
具体实施例方式本发明技术方案不局限于以下所列举具体实施方式
，还包括各具体实施方式
间的任意组合。
具体实施方式
一:结合图1说明本实施方式，本实施方式利用微生物燃料电池原位处理底泥的装置，所述装置包括阴极1、阳极不锈钢多孔板2、传动器3-1、传动器3-2、传动器3-3、电动机4、电能管控系统5、发动机6和搅拌器7,搅拌器7、电能管控系统5和发动机6通过导线相连接，电能管控系统5与阳极不锈钢多孔板2通过导线相连接，电能管控系统5与阴极I通过导线相连接，阳极不锈钢多孔板2、传动器3-1、传动器3-2、传动器3-3与电动机4通过连接绳连接。
具体实施方式
二:本实施方式与具体实施方式
一不同的是所述阴极I为不锈钢多孔板或碳棒。其它与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
三:本实施方式与具体实施方式
一或二之一不同的是所述不锈钢多孔板上的孔为圆孔或长方形孔。其它与具体实施方式
一或二之一不相同。
具体实施方式
四:本实施方式与具体实施方式
一至三之一不同的是所述阳极不锈钢多孔板2上的孔为圆孔或长方形孔。其它与具体实施方式
一至三之一相同。
具体实施方式
五:本实施方式利用微生物燃料电池原位处理底泥的方法如下:一、将利用微生物燃料电池原位处理底泥的装置放入河流或湖泊中，阳极不锈钢多孔板2位于底泥中(阳极不锈钢多孔板2距离河底或湖底的距离为3cm)，阴极I位于水面下的好氧区域，连接线路，阳极不锈钢多孔板2在底泥中接种7天-20天；二、当电能管控系统5内的电压达到500mV，驱动发动机6使搅拌器7开始搅拌，当电能管控系统5内的电压降为100mV，驱动电动机4使阳极不锈钢多孔板2在传动器3_1、传动器3-2和传动器3-3的带动下向上移动3cm，停止运行；三、重复步骤二至阳极不锈钢多孔板2移动至距离底泥上表面lcm-3cm处，即完成利用微生物燃料电池原位处理底泥。
具体实施方式
六:本实施方式与具体实施方式
五不同的是步骤一中所述阳极不锈钢多孔板2在底泥中接种9天-15天。其它与具体实施方式
五相同。 采用下述实验验证本发明效果:试验一:利用微生物燃料电池原位处理底泥的方法如下:一、利用微生物燃料电池原位处理底泥的装置放入直径为20cm，高为40cm的圆柱形反应器中(材质为树脂玻璃)，阳极不锈钢多孔板2位于底泥中，阴极I位于水面下3cm的位置，连接线路，阳极不锈钢多孔板2在底泥中接种14天；二、在最初的14天内电能管控系统5内的电压呈现不稳定的状态，当电能管控系统5内的电压为600mV，驱动发动机6使搅拌器7开始搅拌，120天后电能管控系统5内的电压为IOOmV,驱动电动机4使阳极不锈钢多孔板2在传动器3-1、传动器3_2和传动器3_3的带动下向上移动3cm，停止运行，即完成利用微生物燃料电池原位处理底泥。本试验中的底泥中有机物含量为50g/kg (干重)，在一个周期的120天内，分别在0、30、60、120天取阳极不锈钢多孔板2附近的底泥，与开路状态(没有闭合的电路，相当于普通厌氧反应器)进行对比 ；各时间段有机物去除率如下:
表I
权利要求
1.利用微生物燃料电池原位处理底泥的装置，其特征在于:所述装置包括阴极(I)、阳极不锈钢多孔板(2)、传动器(3-1)、传动器(3-2)、传动器(3-3)、电动机(4)、电能管控系统(5)、发动机(6)和搅拌器(7)，搅拌器(7)、电能管控系统(5)和发动机(6)通过导线相连接，电能管控系统(5)与阳极不锈钢多孔板(2)通过导线相连接，电能管控系统(5)与阴极(I)通过导线相连接，阳极不锈钢多孔板(2)、传动器(3-1)、传动器(3-2)、传动器(3-3)与电动机(4)通过连接绳连接。
2.根据权利要求1所述利用微生物燃料电池原位处理底泥的装置，其特征在于:所述阴极(I)为不锈钢多孔板或碳棒。
3.根据权利要求2所述利用微生物燃料电池原位处理底泥的装置，其特征在于:所述不锈钢多孔板上的孔为圆孔或长方形孔。
4.根据权利要求1所述利用微生物燃料电池原位处理底泥的装置，其特征在于:所述阳极不锈钢多孔板(2)上的孔为圆孔或长方形孔。
5.利用微生物燃料电池原位处理底泥的方法，其特征在于利用微生物燃料电池原位处理底泥的方法如下: 一、将利用微生物燃料电池原位处理底泥的装置放入河流或湖泊中，阳极不锈钢多孔板(2)位于底泥中，阴极(I)位于水面下的好氧区域，连接线路，阳极不锈钢多孔板(2)在底泥中接种7天-20天； 二、当电能管控系统(5)内的电压达到500mV，驱动发动机(6)使搅拌器(7)开始搅拌，当电能管控系统(5)内的电压降为100mV，驱动电动机(4)使阳极不锈钢多孔板(2)在传动器(3-1)、传动器(3-2)和传动器(3-3)的带动下向上移动3cm，停止运行； 三、重复步骤二至阳极不锈钢多孔板(2)移动至距离底泥上表面lcm-3cm处，即完成利用微生物燃料电池原位处理底泥。
6.根据权利要求5所述利用微生物燃料电池原位处理底泥的方法，其特征在于步骤一中所述阳极不锈钢多孔板⑵在底泥中接种9天-15天。
全文摘要
利用微生物燃料电池原位处理底泥的装置及方法，它涉及一种处理底泥的装置及方法。本发明为了解决现有底泥处理技术易造成二次污染的技术问题。装置包括阴极、阳极不锈钢多孔板、传动器、传动器、传动器、电动机、电能管控系统、发动机和搅拌器，处理底泥的方法如下一将利用微生物燃料电池原位处理底泥的装置放入河流或湖泊中，当电能管控系统内的电压达到500mV时，驱动发动机使搅拌器开始搅拌，当电能管控系统内的电压降为100mV时，驱动电动机使阳极不锈钢多孔板向上移动，停止运行；二、重复步骤一至阳极不锈钢多孔板移动至距离底泥上表面，即完成。本发明装置构造简单，造价低，无二次污染。本发明属于污泥处理领域。
文档编号C02F11/02GK103224313SQ20131015009
公开日2013年7月31日 申请日期2013年4月26日 优先权日2013年4月26日
发明者赵庆良, 徐勋, 吴明松 申请人:哈尔滨工业大学