本實用新型屬于污水處理領域，特別涉及一種以沉淀池作為陰極室的MFC結構。

背景技術：

微生物燃料電池(MFC)是一種能夠將有機物中的化學能在微生物的作用下直接轉化為電能的裝置，是近來在環(huán)境保護領域中出現(xiàn)的一種能同時處理污染物和產(chǎn)能的新技術。兩室型微生物燃料電池的基本設計包含陽極室中的陽極、陰極室中的陰極，以及將兩室隔開的離子交換膜，在陽極與陰極之間存在電路。陽極上的微生物將底物轉化為CO₂、質子和電子，并且電子從陽極流向陰極。陰極向電子受體(通常為氧)提供電子。陽極與陰極之間的電勢差導致電力的生成。作為一種全新的廢水處理技術，微生物燃料電池不再僅僅將廢水中的有機質作為去除對象，而是看作一種能源。利用微生物將廢水中有機質的化學能轉化為電能，既凈化了污水又獲得了能量，這無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?。與傳統(tǒng)的厭氧消化相比，也能產(chǎn)能的微生物燃料電池擁有一些獨特的優(yōu)勢，比如處理低濃度廢水，運行溫度可以低于20℃等，這些都使得該技術具有很強的競爭力和適用性。近年來，微生物燃料電池在處理各個行業(yè)的有機廢水中有了越來越廣泛的應用，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，實際上在一個沉淀池內(nèi)不能同時更好提供產(chǎn)電與泥水分離功能。

技術實現(xiàn)要素：

針對上述存在的技術問題，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程中，沉淀池作為陰極室不能同時更好滿足產(chǎn)電與泥水分離功能的問題，本實用新型提供一種以沉淀池作為陰極室的MFC結構，是一種新型的沉淀池，既能滿足電極表面大量微生物的存在，又保證泥水分離效果。

本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是：

一種以沉淀池作為陰極室的MFC結構，包括陽極室、陰極室、陰極碳氈、陰極室進水管、陰極室出水管及內(nèi)出水管、陽極室進水管、陽極室出水管，所述陽極室和陰極室間設置離子交換膜間隔，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)沉淀池對應離子交換膜的一側設置有開口，作為陰極的陰極碳氈置于內(nèi)沉淀池開口的一側壁，作為陽極的陽極碳氈置于陽極室內(nèi)，內(nèi)沉淀池對應離子交換膜的側壁近頂端位置設有內(nèi)出水管，外沉淀池側壁上設有陰極室出水管，內(nèi)沉淀池和外沉淀池底部均設置有排泥及回流口，陰極室進水管連接內(nèi)沉淀池。

進一步地，所述內(nèi)沉淀池池壁的開口位置與離子交換膜對應，且其大小與離子交換膜的面積和高度相同。

進一步地，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。

進一步地，所述兩個沉淀池底部均為倒錐體結構，同軸設置。

進一步地，所述外沉淀池底部在倒錐體側面開排泥及回流口用于排泥和回流污泥。

進一步地，所述內(nèi)出水管也可為溢流堰。

進一步地，所述內(nèi)出水管或溢流堰遠離陰極室出水管一側。

本實用新型的優(yōu)點是：一種以沉淀池作為陰極室的MFC結構，是一種新型的沉淀池，既能滿足電極表面大量微生物的存在，又保證泥水分離效果。

附圖說明

圖1是本實用新型的主視圖。

圖2是本實用新型的俯視圖。

圖中：1.陽極室，2.內(nèi)沉淀池，3.外沉淀池，4.離子交換膜，5.內(nèi)出水管，6.陰極室進水管，7.陰極室出水管，8.電阻箱，9.電壓表，10.陰極碳氈，11.排泥及回流口，12.陽極室進水管，13.陽極室出水管，14.陽極碳氈。

具體實施方式

下面結合附圖對本發(fā)明更進一步的詳細說明。

實施例：如圖1、圖2所示，一種以沉淀池作為陰極室的MFC結構，包括陽極室1、陽極室進水管12、陽極室出水管13、陽極碳氈14、陰極室、陰極碳氈10、陰極室進水管6、陰極室出水管7及內(nèi)出水管5，所述陽極室1和陰極室間設置離子交換膜4間隔，所述陽極室1池壁設有陽極室進水管12和陽極室出水管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對應離子交換膜4的一側設置有開口，作為陰極的陰極碳氈10置于內(nèi)沉淀池2開口的一側壁，作為陽極的陽極碳氈14置于陽極室1內(nèi)，內(nèi)沉淀池2對應離子交換膜4的側壁近頂端位置設有內(nèi)出水管5，外沉淀池3側壁上設有陰極室出水管7，內(nèi)沉淀池2和外沉淀池3底部均設置有排泥及回流口11，陰極室進水管6連接內(nèi)沉淀池2。

所述內(nèi)沉淀池2池壁的開口位置與離子交換膜4對應，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。

所述兩個沉淀池底部均為倒錐體結構，同軸設置。所述外沉淀池3底部在倒錐體側面開排泥及回流口11用于排泥和回流污泥。

本發(fā)明在工作過程中污水通過陽極室進水管12進入微生物燃料電池陽極室1中，并被陽極碳氈14上的微生物所降解，同時釋放出電子、H⁺和降解產(chǎn)物。降解產(chǎn)物通過陽極室出水管13排出陽極室外，電子通過外電路電阻箱8到達陰極碳氈10,H⁺通過離子交換膜4到達陰極。

污水通過陰極室進水管6進入內(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氈10上掛膜，有利于提高產(chǎn)電效果。內(nèi)沉淀池2的池壁開口面積、形狀均與離子交換膜4相同，有利于離子的傳遞。污水經(jīng)過陰極碳氈10自身的孔隙進入外沉淀池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。