一種水推產(chǎn)電型微生物膜電化學反應器及處理農(nóng)村生活污水的方法
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明涉及新材料及農(nóng)村水污染治理技術(shù)領域，具體涉及一種水推產(chǎn)電型微生物膜電化學反應器及處理農(nóng)村生活污水的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著社會的快速發(fā)展，全球范圍內(nèi)的能源危機和環(huán)境污染問題日益嚴重，農(nóng)村生活污水由于其具有污水分散、收集困難、水質(zhì)復雜、增長迅速的特點，不能按照城鎮(zhèn)污水處理方式來進行處理，因此農(nóng)村生活污水的治理日益引起廣泛關注，開發(fā)適宜農(nóng)村污水處理的小型污水處理裝置具有重要的應用前景。
[0003]我國村莊相對分散，村中房屋布局隨意性較大，農(nóng)村污水排水方式多樣，導致污水集中收集存在困難;農(nóng)村污水來源較多，除了居民的家庭活動用水外，還混有垃圾滲濾液和高濁度的雨水徑流等，但總體生化性較好;水量瞬時變化較大，具有早、中、晚不同時段相對集中排放等特點；隨著農(nóng)民生活水平的提高及農(nóng)村生活方式的改變，生活污水的產(chǎn)生量正隨之迅速增長。
[0004]傳統(tǒng)的微生物膜電化學反應器(b1film-electrode reactor，BER)具有有效去除有機物的能力。特別地微生物膜電化學反應器僅需要電流才能運行，微生物處于特定電場中，產(chǎn)生電催化作用，激活或增強某些微生物的生長或酶活性。但是，傳統(tǒng)BER需要消耗電能，有悖于低碳環(huán)保的理念，并且增加了運營成本，另外我國是一個能源消耗大國，推廣傳統(tǒng)BER遇到了巨大挑戰(zhàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]發(fā)明目的:本發(fā)明目的是針對現(xiàn)有傳統(tǒng)的微生物膜電化學反應器耗能高的問題，提供一種水推產(chǎn)電型微生物膜電化學反應器及處理農(nóng)村生活污水的方法，實現(xiàn)自我供電，低成本、超低能耗，生物處理效果好。
[0006]技術(shù)方案:為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:
[0007]—種水推產(chǎn)電型微生物膜電化學反應器，包括水箱，圓形陰極、陽極一體式膜組件，水扇轉(zhuǎn)盤組件，反向雙進水管，發(fā)電機，蓄電池，電壓轉(zhuǎn)換器；
[0008]所述圓形陰極、陽極一體式膜組件設置于水箱內(nèi)部，其包括圓形陰極膜組件、陽極鈦/碳管膜組件、支撐架，所述陽極鈦/碳管膜組件設置于支撐架的中心，圓形陰極膜組件設置于支撐架的外圍;所述圓形陰極膜組件由一個環(huán)狀的鈦網(wǎng)和設置于該鈦網(wǎng)內(nèi)壁的電活性碳纖維組成;所述陽極鈦/碳管膜組件包括一個碳鈦合金管和包裹于碳鈦合金管表面的陽極導電活性碳纖維；
[0009]所述水扇轉(zhuǎn)盤組件設置于水箱內(nèi)部，并位于圓形陰極、陽極一體式膜組件上方，水扇轉(zhuǎn)盤組件包括水扇，轉(zhuǎn)動軸，轉(zhuǎn)盤，所述轉(zhuǎn)盤固定在轉(zhuǎn)動軸上，水扇置于轉(zhuǎn)盤上，其包括若干個葉片，并等間距安置在轉(zhuǎn)動軸上；
[0010]所述反向雙進水管包括背向設置的兩個進水管，設置在圓形陰極、陽極一體式膜組件的上方；
[0011]所述發(fā)電機安裝在轉(zhuǎn)動軸的頂端，并連接有蓄電池，所述蓄電池連接電壓轉(zhuǎn)換器，電壓轉(zhuǎn)換器分別連接圓形陰極膜組件和陽極鈦/碳管膜組件。
[0012]進一步到，所述碳鈦合金管材料為Ti和活性碳的合金;支撐架的材質(zhì)為PVC;轉(zhuǎn)動軸的材質(zhì)為不銹鋼。
[0013]進一步到，所述水扇的葉片外緣設置有導流板，且每個葉片的導流板朝向一致。
[0014]進一步到，所述反向雙進水管安裝有水流控制閥門。
[0015]進一步的，所述水箱的底部設置有排泥口，水箱的側(cè)壁設置有排水口。
[0016]進一步到，所述支撐架的橫截面為十字形。
[0017]一種利用上述的水推產(chǎn)電型微生物膜電化學反應器處理農(nóng)村生活污水的方法，將農(nóng)村生活污水由反向雙進水口接入，水流沖擊在水扇表面，形成推力，帶動水扇轉(zhuǎn)盤組件轉(zhuǎn)動，并且使發(fā)電機帶發(fā)電；發(fā)電機將動能轉(zhuǎn)化為電能，一部分電能直接應用于微生物膜電化學反應器，多余的電能貯存在蓄電池中；污水在轉(zhuǎn)盤離心力的作用下，經(jīng)導流板流出，使其自然充氧，通過微生物膜電化學反應器對污水進行處理。
[0018]有益效果:本發(fā)明針對農(nóng)村生活污水分散、收集困難、水質(zhì)復雜、增長迅速等特點，而提供了一種節(jié)能、高效、便捷的裝置與方法。將生活污水通過反向雙進水口進入陰極組件，在水流的作用下帶動轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)動，水流推動轉(zhuǎn)盤帶動發(fā)電機發(fā)電，一部分電能直接用于微生物電化學反應器，多余的電能儲存于蓄電池中，同時處理后生活污水通過出水口流出。本發(fā)明的水推產(chǎn)電型微生物膜電化學反應器避免了傳統(tǒng)的電化學反應器的對電能的消耗，低碳、環(huán)保，同時陰極、陽極具有巨大的比表面積，有利于微生物的富集生長，陰極轉(zhuǎn)盤材質(zhì)較輕，降低了轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動能量損失，有利于水中有機物去除，有效提高反應器的運行效能。能實現(xiàn)自我供電，低成本、超低能耗，生物處理效果好。
【附圖說明】
[0019]圖1為本發(fā)明的水推產(chǎn)電型微生物膜電化學反應器整體結(jié)構(gòu)的立體圖；
[0020]圖2為本發(fā)明的水推產(chǎn)電型微生物膜電化學反應器整體結(jié)構(gòu)的正視圖；
[0021]圖3為本發(fā)明的水推產(chǎn)電型微生物膜電化學反應器整體結(jié)構(gòu)的俯視圖；
[0022]圖4為圖3的左視圖；
[0023]圖5為水箱的立體圖；
[0024]圖6為水箱的俯視圖；
[0025]圖7是圖6的左視圖；
[0026]圖8是圓形陰極、陽極一體式膜組件的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖9是圓形陰極、陽極一體式膜組件的俯視圖；
[0028]圖10是圓形陰極、陽極一體式膜組件的側(cè)視圖；
[0029]圖11是水扇轉(zhuǎn)盤組件的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖12是水扇轉(zhuǎn)盤組件的正視圖；
[0031]圖13是圖12的側(cè)視圖。
[0032]圖中，1-水箱，2-圓形陰極、陽極一體式膜組件，3-水扇轉(zhuǎn)盤組件，4-反向雙進水管，5-發(fā)電機，6-蓄電池，7-電壓轉(zhuǎn)換器，8-圓形陰極膜組件，9-陽極鈦/碳管膜組件，10-支撐架，11-電活性碳纖維，12-鈦網(wǎng)，13-碳鈦合金管，14-陽極導電活性碳纖維，15-水扇，16-導流板，17-轉(zhuǎn)動軸，18-轉(zhuǎn)盤，19-排泥口，20-出水口。
【具體實施方式】
[0033]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作更進一步的說明。
[0034]如圖1-13所示為一種水推產(chǎn)電型微生物膜電化學反應器，包括水箱I，圓形陰極、陽極一體式膜組件2，水扇轉(zhuǎn)盤組件3，反向雙進水口 4，發(fā)電機5，蓄電池6，電壓轉(zhuǎn)換器7;
[0035]圓形陰極、陽極一體式膜組件2設置于水箱I內(nèi)部，其包括圓形陰極膜組件8、陽極鈦/碳管膜組件9、支撐