本發(fā)明涉及生態(tài)環(huán)境修復(fù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種去除鉛、鋅重金屬的燃料電池型人工濕地。

背景技術(shù)：

隨著中國工業(yè)化進程的加快，水環(huán)境污染整治面臨著越來越大的挑戰(zhàn)。人工濕地是一種天然凈化與人工強化相結(jié)合的復(fù)合工藝，能夠根據(jù)污水量的大小采取合適的規(guī)模與之適應(yīng)，可用于污染水體的直接處理及深度處理；人工濕地和傳統(tǒng)的二級生化處理相比，具有建造及運行費用低、維護簡單等優(yōu)點，比較適合于技術(shù)管理水平不是很高、規(guī)模較小的城鎮(zhèn)或鄉(xiāng)村的污水處理。在促進廢水中污染物質(zhì)良性循環(huán)的前提下，可充分發(fā)揮資源的生產(chǎn)潛力，防止環(huán)境的再污染，從而獲得污水處理與資源化的最佳效益，得到越來越廣泛的研究及應(yīng)用。

前人對人工濕地的研究發(fā)現(xiàn)，人工濕地處理中、低有機負荷的污水效果較好，當(dāng)處理高有機負荷污水時，凈化效果有所下降，且處理單位水所需土地面積增大。本發(fā)明就是針對這一問題，將微生物燃料電池技術(shù)與人工濕地相結(jié)合，將人工濕地的產(chǎn)電功能轉(zhuǎn)化為提升人工濕地凈化性能的源動力，將產(chǎn)生的生物質(zhì)能外輸轉(zhuǎn)變?yōu)殡娮拥脑焕?，從而有效的提高人工濕地的凈化性能?/p>

專利號zl201310025017.8，“一種膜生物反應(yīng)器/微生物燃料電池的污水處理裝置”(田禹，迪世靖，李慧等人)，是由生物反應(yīng)器/微生物燃料電池的污水處理裝置由進水箱、進水泵、污水處理池、自吸泵、出水口和曝氣裝置連接組成；污水處理池包括第一微生物燃料電池、膜生物反應(yīng)器和第二微生物燃料電池；曝氣裝置由第一大孔曝氣頭、微孔曝氣頭、第二大孔曝氣頭、第一控制閥門、第二控制閥門和空氣壓排縮機組成。此發(fā)明應(yīng)用于污水處理領(lǐng)域。此專利中的微生物燃料電池，是結(jié)合污水處理中的生物膜處理工藝，解決膜生物反應(yīng)器去除總氮效率低的問題，但此種方法需要真空泵來增壓，能耗大。

專利號zl201410327561.2，一種單雙室耦合微生物燃料電池及自調(diào)節(jié)ph值的方法(李俊，鄒文天、葉丁丁等人)，公開了單雙室耦合微生物燃料電池堆及自調(diào)節(jié)ph值的方法；單雙室耦合微生物燃料電池堆，包括n只單室微生物燃料電池和n只雙室微生物燃料電池；n取≥1的自然數(shù)；其特征在于：所述的單室微生物燃料電池為采用空氣陰極的單室微生物燃料電池，所述的雙室微生物燃料電池為采用陰極電解液并用質(zhì)子交換膜分隔陰極腔室和陽極腔室的雙室微生物燃料電池；第一只雙室微生物燃料電池陽極腔室的廢液出口與第一只單室微生物燃料電池的培養(yǎng)液進口連接；第一只單室微生物燃料電池的廢液出口與第二只雙室微生物燃料電池陽極腔室的培養(yǎng)液進口連接；本發(fā)明解決了培養(yǎng)基酸化問題，電池堆能根據(jù)需要放大堆疊，此發(fā)明專利中，解決氫離子陰極氫離子濃度會降低的缺陷，使微生物燃料電池運行到后期可以產(chǎn)電。但其腔室設(shè)置復(fù)雜，且能耗大。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

1.要解決的技術(shù)問題

針對傳統(tǒng)的微生物燃料電池人工濕地，利用微生物將有機物中的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化成電能，受到裝置尺寸的限制，以及微生物轉(zhuǎn)化效率的影響，普遍存在發(fā)電效率低。而且傳統(tǒng)的微生物燃料電池，由于電極選用石墨棒，對于重金屬的去除效率較低的問題，本發(fā)明提供了一種去除鉛、鋅重金屬的燃料電池型人工濕地，它選用鋁制網(wǎng)作為陰極，可以置換出鉛鋅離子，且可以利用鉛鋅離子鍵斷裂轉(zhuǎn)化為電能，改善傳統(tǒng)的微生物燃料電池產(chǎn)電效率。

2.技術(shù)方案

本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)。

一種去除鉛、鋅重金屬的燃料電池型人工濕地，包括左右兩部分，左右兩部分中間通過隔板分隔，左右兩部分底部都設(shè)置有填料層，填料層上方設(shè)置有污泥層，污泥層上方設(shè)置有土壤基質(zhì)，左邊部分土壤基質(zhì)高度高于右邊土壤基質(zhì)，土壤基質(zhì)上方設(shè)置有植物，左邊植物上方設(shè)置進水口，右邊植物上方設(shè)置出水口，左邊部分污泥層內(nèi)設(shè)置電池陰極，右邊左邊部分污泥層內(nèi)設(shè)置電池陽極，電池負極和電池正極連接負載、儀表或者儲能機構(gòu)形成回路。

更進一步的，所述的填料層包括三層從上向下設(shè)置的沙子、無煙煤和陶礫的混合基質(zhì)、鵝卵石。從上到下分別進行精、中、粗過濾。

更進一步的，所述的植物為根系有泌氧作用的植物。這樣正負極之間形成較大的電壓差，形成電流，增加產(chǎn)電效率，有效提高微生物燃料電池人工濕地的實際可行性。

更進一步的，所述的植物為大米草、蘆葦或菖蒲。其他根系有泌氧作用的植物也可以選取。

更進一步的，所述的隔板上設(shè)置有孔。左單元產(chǎn)生的氫離子經(jīng)過填料層，進入到右單元，富集于陽極上。

更進一步的，電池陰極一側(cè)所在部分底部設(shè)置有第一階段出水口。通過此出水口可以用于檢測各個階段的處理效率。

更進一步的，根系有泌氧作用的植物電池陰極一側(cè)的污泥層頂部設(shè)置有鉛鋅酸液進口。通過鉛鋅酸液進口加入鉛鋅酸液，對鉛鋅酸液進行中鉛鋅離子置換，產(chǎn)生電子。

更進一步的，人工濕地頂部設(shè)置有燈管。提供所需植物的光照強度?？刂乒庹眨{(diào)節(jié)植物的生長，控制反應(yīng)的進行。

更進一步的，所述的電池陰極為鋁制電極，電池陽極為石墨制電極。因為鋁的金屬活動性高于鉛鋅，易置換重金屬鹽中的鉛、鋅，離子鍵斷裂產(chǎn)生的能量可以轉(zhuǎn)化為電能，改善產(chǎn)電效率。

更進一步的，所述的電池陰極為網(wǎng)狀鋁陰極。網(wǎng)狀的鋁極比表面積大，可以將整個厭氧環(huán)境中產(chǎn)生的電子匯聚于陰極上，反應(yīng)效果好。

3.有益效果

相比于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的優(yōu)點在于：

(1)本專利的效果相較于傳統(tǒng)的微生物燃料電池，在產(chǎn)電效率低的問題上做出改進，且有去除鉛鋅重金屬的效果。一方面，將微生物燃料電池陰極做成鋁質(zhì)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)有較大的表面積，能夠充分與污染物接觸，經(jīng)過微生物作用，最大限度利用污染物中有機物的化學(xué)能，不僅達到水質(zhì)凈化的目的，還可以將其產(chǎn)生的電能有效傳輸。鉛鋅的金屬性弱于鋁，可以進行置換作用，且在地表水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)gb3838-2002中沒有關(guān)于地表水鋁含量的嚴格標(biāo)準(zhǔn)，但鉛鋅作為重金屬卻有明文規(guī)定，所以決定選用鋁作為微生物燃料電池陰極的材料，也可以達到去除鉛鋅重金屬的目的，每平方米的人工濕地可有效削減鉛鋅濃度40％～70％；

(2)為了改善微生物燃料電池的產(chǎn)電效率，有相關(guān)數(shù)據(jù)表明，0.5立方米規(guī)格的微生物燃料電池，可以達到1～3v左右的電壓，本方案將會對此做出一些改進，結(jié)合人工濕地中不同的氧含量環(huán)境下微生物作用，將有效改善微生物燃料電池的產(chǎn)電效率；

(3)如圖3所示，在微生物燃料電池陰極方面，處于厭氧環(huán)境中，微生物作用，將污染物中有機物的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，且由于鉛鋅重金屬的置換作用，將鉛鋅的離子鍵斷裂轉(zhuǎn)化為電能，增強微生物燃料電池的產(chǎn)電效率。

(4)在微生物燃料電池陽極方面，位于人工濕地表面好氧環(huán)境，選用根部有泌氧作用的植物，這樣正負極之間形成較大的電壓差，形成電流，增加產(chǎn)電效率，有效提高微生物燃料電池人工濕地的實際可行性；

(5)由于兩部分設(shè)置的高度不同，由于水面的高低勢能，不需要外施能量，水會進入右邊單元，進行第二階段的處理，節(jié)約能量，系統(tǒng)自動運行；

(6)將鋁網(wǎng)制成微生物燃料電池的正極，利用元素的金屬活動性差異，運用置換反應(yīng)，去除鉛鋅離子。比表面積大，反應(yīng)快速，效率高；

(7)設(shè)置兩個進水口，一個可以富含氮磷的污水進口，一個是鉛鋅酸液，兩個出水口，一個出水水質(zhì)可以表示左邊單元處理效果，另一個可以表示整個裝置的處理效果；

(8)左右兩部分設(shè)置有隔板，隔板上設(shè)置有孔，左單元產(chǎn)生的氫離子經(jīng)過填料層，進入到右單元，富集于陽極上，給氫離子提供通道又不影響兩部分之間的反應(yīng)，反應(yīng)方便，效率高；

(9)人工濕地頂部設(shè)置有燈管。提供所需植物的光照強度?？刂乒庹?，調(diào)節(jié)植物的生長，控制反應(yīng)的進行，可控性好，可以提供所需要的產(chǎn)電效率；

(10)通過設(shè)置有鉛鋅酸液進口2。從酸液進口處加入溶解鉛鋅的稀鹽酸廢液，由于重力作用，鉛鋅酸液向下面遷移，極少部分因為滲透作用上滲到裝置表層，鉛鋅酸液的向下遷移避免影響表面植物的生長；

(11)本方案的整個處理單元，污水水體從左邊處理單元的好氧環(huán)境到厭氧環(huán)境，再到右邊單元表面的好氧環(huán)境，可以完整的對污水進行處理，且進行產(chǎn)電工作，從出水口7取水，方便進行水樣檢測，獲得整個處理過程處理效率，根據(jù)相關(guān)實驗0.5m³的人工濕地，可以削減cod、tn、tp的效率分別達到60～80％、68～85％、50～70％。集成了污水處理，產(chǎn)電以及檢測的效果，節(jié)約成本、功能多樣、綜合性強。

附圖說明

圖1是新型的微生物燃料電池型人工濕地整體示意圖；

圖2是新型的微生物燃料電池型人工濕地材料基質(zhì)圖；

圖3是微生物燃料電池電流示意圖。

圖中標(biāo)號說明：

(1)進水口；(2)鉛鋅酸液進口；(3)電池陰極；(4)燈管；(5)第一階段出水口；(6)電池陽極；(7)出水口；(8)沙子；(9)無煙煤和陶礫的混合基質(zhì)；(10)鵝卵石；(11)污泥層；(12)土壤基質(zhì)；(13)植物。

具體實施方式

下面結(jié)合說明書附圖和具體的實施例，對本發(fā)明作詳細描述。

實施例1

近年來，微生物燃料電池型人工濕地的研究成為熱點，本方案的主要原理是通過將污染物中的有機物化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，以及人工濕地的厭氧和好氧環(huán)境中微生物作用，實現(xiàn)污染物的去除。本方案相較于傳統(tǒng)的微生物燃料電池人工濕地，在兩方面做出具體調(diào)整，選用鋁制網(wǎng)作為陰極，利用置換反應(yīng)去除鉛、鋅重金屬。且金屬置換反應(yīng)會導(dǎo)致鉛、鋅離子鍵的斷裂轉(zhuǎn)化為電能，改善微生物燃料電池的產(chǎn)電效率，增加微生物燃料電池的實際可行性。

如圖1、2、3所示，本方案可以用于微生物燃料電池人工濕地的實驗中，或者放大中試，應(yīng)用于工程實踐中，在搭建的時候設(shè)置一個外圍，外圍根據(jù)所需設(shè)定，內(nèi)部包括左右兩部分，左右兩部分中間通過隔板分隔，所述的隔板上設(shè)置有孔，孔的設(shè)置利于氫離子的轉(zhuǎn)移。

左右兩部分底部都設(shè)置有填料層，所述的填料層包括三層從上向下設(shè)置的沙子8、無煙煤和陶礫的混合基質(zhì)9、鵝卵石10。也可以為從上而下顆粒從小到大的多層填料。

填料層上方設(shè)置有污泥層11，污泥層11上方設(shè)置有土壤基質(zhì)12，左邊部分土壤基質(zhì)12高度高于右邊土壤基質(zhì)12，土壤基質(zhì)12上方設(shè)置有植物13，所述的植物13為根系有泌氧作用的植物，可以為所述的植物13為大米草、蘆葦或菖蒲等類型植物。

左邊植物13上方設(shè)置進水口1，右邊植物13上方設(shè)置出水口7，左邊部分污泥層11內(nèi)設(shè)置電池陰極3，右邊部分污泥層11內(nèi)設(shè)置電池陽極6，所述的電池陰極3為鋁制電極，電池陽極6為石墨制電極，所述的電池陰極3為網(wǎng)狀鋁陰極。電池負極和電池正極連接負載、儀表或者儲能機構(gòu)形成回路。上述左右部分設(shè)置并非固定，只要求電池陰極3設(shè)置在土壤基質(zhì)12高的一部分中，電池陽極6設(shè)置在土壤基質(zhì)12低的一部分中。左右處理單元之間形成電壓差，形成電流。

電池陰極3為微生物燃料電池鋁網(wǎng)陰極，用鋁制作，因為鋁的金屬活動性高于鉛鋅，易置換重金屬鹽中的鉛、鋅，離子鍵斷裂產(chǎn)生的能量可以轉(zhuǎn)化為電能，改善產(chǎn)電效率，可以使用網(wǎng)狀，網(wǎng)狀的鋁極比表面積大，可以將整個厭氧環(huán)境中產(chǎn)生的電子匯聚于電池陰極3上。由于電池陰極3設(shè)置在污泥11中，上層的土壤基質(zhì)12較厚，電池陰極3設(shè)在厭氧的環(huán)境中，易于置換反應(yīng)的進行，產(chǎn)生的氫離子經(jīng)過填料層，進入到右單元，富集于電池陽極6上。電池陽極6為微生物燃料電池石墨陽極，由于上層的土壤基質(zhì)12較薄，近于人工濕地表面，為好氧環(huán)境，選用根系有泌氧作用的植物，如大米草、蘆葦、菖蒲等。如圖1所示，電池陰極3一側(cè)污泥層11頂部設(shè)置有鉛鋅酸液進口2。從酸液進口處加入溶解鉛鋅的稀鹽酸廢液，由于重力作用，鉛鋅酸液向下面遷移，極少部分因為滲透作用上滲到裝置表層，鉛鋅酸液的向下遷移避免影響表面植物的生長。

進水口1設(shè)置于陰極一側(cè)頂部，反應(yīng)之前會測定進水水質(zhì)指標(biāo)，經(jīng)過好氧環(huán)境和厭氧環(huán)境的過程的水質(zhì)情況。整個處理單元，污水水體從左邊處理單元的好氧環(huán)境到厭氧環(huán)境，再到右邊單元表面的好氧環(huán)境，從出水口7取水，進行水樣檢測，獲得整個處理過程處理效率。

本方案中微生物燃料電池對于n、s以及微污染水體都有很好的治理效果，且對于偶氮這種污染物，在傳統(tǒng)的處理手段中很難降解，但本方案的微生物燃料電池的處理效果優(yōu)異，這種新型的三級污水處理方式無疑會對污水處理廠的升級改造以及農(nóng)村污水的處理具有很大意義。改變濕地的基質(zhì)來改善微生物燃料電池的產(chǎn)電效率，運用鋁污泥來作為基質(zhì)，相較于傳統(tǒng)的污水廠污泥為基質(zhì)的微生物燃料電池，最大產(chǎn)電功率提高約60％。本方案通過通入鉛鋅稀酸液，用鋁置換出鉛鋅離子，離子鍵的斷裂轉(zhuǎn)化為電能，改善微生物燃料電池的產(chǎn)電率，解決了傳統(tǒng)的微生物燃料電池產(chǎn)電效率低的問題，提高微生物燃料電池人工濕地的可行性。

本新型微生物燃料電池人工濕地設(shè)計連續(xù)進水，且利用左右處理單元水面不同的高低勢能進行驅(qū)動，無需外施能量。利用鋁置換稀酸液中的鉛鋅離子，去除鉛鋅重金屬離子，反應(yīng)后的鋁離子大部分被填料吸附，少量進入水體，但地表水標(biāo)準(zhǔn)gb3838-2002中沒有對水體中的鋁含量注明具體限制標(biāo)準(zhǔn)，所以選用鋁作為陰極的材料，且不會影響出水質(zhì)量。還有由于鉛鋅的離子鍵斷裂轉(zhuǎn)化為電能，同時人工濕地的好氧環(huán)境和厭氧環(huán)境分界明顯，將陰陽極分別置于厭氧和好氧的區(qū)域，改善傳統(tǒng)微生物燃料電池的產(chǎn)電電壓達到2v。

實施例2

實施例2與實施例1基本相同，當(dāng)需要探究測定金屬置換作用的效果，即鉛鋅的去除效率時，可以換下電池陰極3，在此方案中，電池陰極3一側(cè)的外框上設(shè)置有開口，可以方便將電池陰極3從開口處去除，用稀酸洗下鉛鋅離子，測定鉛鋅含量，以此來得出鉛鋅去除效率。

實施例3

實施例3與實施例1基本相同，還包括電池陰極3一側(cè)所在部分底部設(shè)置有第一階段出水口5。第一階段出水口5設(shè)置于陰極一側(cè)底部，測定取水水樣的水質(zhì)，可以得出第一單元污水處理效率。

實施例4

實施例4與實施例1基本相同，人工濕地頂部設(shè)置有燈管4。燈管4的亮度在1000～2000lx，可以人為控制光照強度，促進表面植物的光合作用，同時增強根部的泌氧作用，提高實驗裝置對污水的處理效率和微生物燃料電池的產(chǎn)電效率。

實施例5

實施例5和6為設(shè)定一種此方案的實驗裝置，可以研究方案的處理特性，并將其推廣進入工程中，首先，按照尺寸，如圖1所示，定制實驗裝置大小為＝60cm*60cm*20cm的有機玻璃容器，并且設(shè)置如圖1所示的裝置進水口1、鉛鋅酸液進口2、第一階段出水口5、裝置出水口7，用于檢測各個階段的處理效率。

定制完成好裝置后，在裝置內(nèi)從下往上分別平鋪高8cm的鵝卵石10，高10cm的無煙煤和陶礫的混合基質(zhì)9，高10cm的沙子8，高20cm的微生物豐富污水廠污泥11，在左邊單元鋪高10cm，在右邊單元鋪高4cm的土壤基質(zhì)12的填料層。在前期的填料層全部鋪設(shè)完畢后，在土壤基質(zhì)12表面種植根部有泌氧作用的植物13，并且將燈管4的光照強度調(diào)試為2000lx，提供所需實驗植物的光照強度。

調(diào)試前期的工作主要是培養(yǎng)微生物群落，由于選用的是污水處理廠含大量微生物的污泥11，可以配置一些含氮、磷、葡萄糖的營養(yǎng)液通入實驗裝置中，進行微生物培養(yǎng)。在進行實驗時，必須注意土壤基質(zhì)12的填料層必須在鉛鋅酸液進口2上限以上，因為在重力的作用下，鉛鋅酸液會往下流，極少一部分會通過滲透作用滲透去上層，即使是這樣，也不會影響根部有泌氧作用的植物13的正常生長。本裝置是利用鉛鋅酸液進口2，倒入裝置系統(tǒng)可承受鉛鋅酸液量(鉛鋅濃度的限度分別是20mg/l，1000mg/l)，經(jīng)過一段時間，可以酸洗鋁制正極，測定鉛鋅去除量。因為重力作用，鉛鋅酸液下滲，不會影響人工濕地表面植物的生長。且可以在裝置進水口1，利用人工濕地和微生物燃料電池的作用，放入污水進行深度處理，由于水面的高低勢能，不需要外施能量，水會進入右邊單元，進行第二階段的處理，且本裝置通過金屬置換反應(yīng)離子鍵的斷裂來增加電能，會加強正負極之間的電壓。陰極，通過置換反應(yīng)，離子鍵的斷裂來增加電能。陽極放置于處理裝置表面處，選用可以有根系泌氧作用的植物以及好氧環(huán)境，優(yōu)化微生物燃料電池產(chǎn)電效率。將鋁網(wǎng)制成微生物燃料電池的正極，利用元素的金屬活動性差異，運用置換反應(yīng)，去除鉛鋅離子。兩個進水口，一個可以富含氮磷的污水進口，一個是鉛鋅酸液。兩個出水口，一個出水水質(zhì)可以表示左邊單元處理效果，另一個可以表示整個裝置的處理效果。

具體的，在實驗運行過程中，先在鉛鋅酸液進口2倒入20mg/l鉛濃度，1000mg/l的鋅濃度的稀酸溶液，在觀察到廢液的下界面到達沙質(zhì)填料層時，可以在裝置進水口1倒入污水，污水由于左右處理單元的水面高低壓差的不同，所以不需要外施能量，就可以實現(xiàn)系統(tǒng)運行。經(jīng)過三天左右的運行時間，可以進行實驗結(jié)果的分析探索，測定的水質(zhì)指標(biāo)有總氮、總磷、氨氮和化學(xué)需氧量。在第一階段出水口5處取水，分析水質(zhì)質(zhì)量，可得出經(jīng)過左邊處理單元好氧環(huán)境和厭氧環(huán)境的過程的水質(zhì)情況，即左邊單元的處理效率。在裝置出水口7處取水，就可以得到經(jīng)過整個裝置后水質(zhì)的情況，從而得到污水經(jīng)過整個流程下的處理效率，同時也可以記錄電壓表的電壓情況，電壓穩(wěn)定定后，0.5m³新型人工濕地電壓穩(wěn)定后達到3v，作為微生物燃料電池產(chǎn)電效率的一個指標(biāo)情況。在經(jīng)過一周的運行，停止進水和鉛鋅稀酸液的進入，暫停實驗裝置運行，可以從旁邊抽出電池陽極3，用稀鹽酸洗下鉛鋅重金屬離子，測定其含量，與鉛鋅稀酸液中的鉛鋅總量對比，就可以獲得本新型微生物燃料電池人工濕地實驗裝置鉛鋅重金屬濃度削減50％，且污水處理效率，cod削減80％，tn削減78％，tp削減66％，相比于傳統(tǒng)的人工濕地綜合處理效率好，功能性強。

實施例6

定制如實例1中所述的微生物燃料電池人工濕地實驗裝置，以及同樣尺寸的填料層厚度和種類。在前期的填料層全部鋪設(shè)完畢后，在土壤基質(zhì)12表面種植根部有泌氧作用的植物13，選用菖蒲，此種挺水植物作為人工濕地表面的植物。并且將燈管4的光照強度調(diào)試為2000lx。調(diào)試前期的工作需要活化培養(yǎng)微生物群落，可以配置一些含氮、磷、葡萄糖的營養(yǎng)液通入實驗裝置中。同時，在進行實驗時，必須注意土壤基質(zhì)12的填料層的下限必須在鉛鋅酸液進口2上限以上，這樣做是為了避免影響菖蒲的正常生長。在實驗運行過程中，先在鉛鋅酸液進口2倒入20mg/l鉛濃度，1000mg/l的鋅濃度的稀酸溶液，在觀察到廢液的下界面到達沙質(zhì)填料層時，再在裝置進水口1倒入污水，污水由于左右處理單元水面高低勢能的不同，所以不需要外施能量，就可以實現(xiàn)系統(tǒng)運行。經(jīng)過三天左右的運行時間，可以進行實驗結(jié)果的分析探索，測定的水質(zhì)指標(biāo)有總氮、總磷、氨氮和cod。在第一階段出水口5處取水，分析水樣水質(zhì)指標(biāo)，可得出經(jīng)過左邊處理單元好氧環(huán)境和厭氧環(huán)境的過程的水質(zhì)情況，即左邊單元的處理效率。在裝置出水口7處取水，就可以得到經(jīng)過整個裝置后水質(zhì)的情況，從而得到污水經(jīng)過整個流程下的處理效率，同時也可以記錄電壓表的電壓情況，作為微生物燃料電池產(chǎn)電效率的一個指標(biāo)。在經(jīng)過一周的運行，停止進水和鉛鋅稀酸液的進入，暫停實驗裝置運行，可以從旁邊抽出電池陰極3，用稀鹽酸洗下鉛鋅重金屬離子，測定其含量，與鉛鋅稀酸液中的鉛鋅總量對比，就可以達到本新型微生物燃料電池人工濕地實驗裝置鉛鋅重金屬濃度削減率達到60％。

具體運行后，經(jīng)過三天的運行時間，通過微生物作用，中間的隔板有孔，利于氫離子的轉(zhuǎn)移，使電池陽極6發(fā)生反應(yīng)o2+4h++4e-＝2h2o，電池陰極3發(fā)生置換反應(yīng)，以及厭氧環(huán)境下微生物作用，形成如圖3所示的微生物燃料電池電子流，產(chǎn)生電流。通過裝置上的電壓表可以得知電壓情況，在已知電阻的情況下，根據(jù)歐拉定律，得出產(chǎn)電效率，以此作為整個裝置運行情況的一個指標(biāo)。

以上示意性地對本發(fā)明創(chuàng)造及其實施方式進行了描述，該描述沒有限制性，在不背離本發(fā)明的精神或者基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實現(xiàn)本發(fā)明。附圖中所示的也只是本發(fā)明創(chuàng)造的實施方式之一，實際的結(jié)構(gòu)并不局限于此，權(quán)利要求中的任何附圖標(biāo)記不應(yīng)限制所涉及的權(quán)利要求。所以，如果本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員受其啟示，在不脫離本創(chuàng)造宗旨的情況下，不經(jīng)創(chuàng)造性的設(shè)計出與該技術(shù)方案相似的結(jié)構(gòu)方式及實施例，均應(yīng)屬于本專利的保護范圍。此外，“包括”一詞不排除其他元件或步驟，在元件前的“一個”一詞不排除包括“多個”該元件。產(chǎn)品權(quán)利要求中陳述的多個元件也可以由一個元件通過軟件或者硬件來實現(xiàn)。第一，第二等詞語用來表示名稱，而并不表示任何特定的順序。