一種用于污水凈化并同步持續產電的裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種用于污水凈化和同步持續產電的裝置，下行流池與上行流池通過濕地內部隔墻分隔成兩個區間，下行流池和上行流池的底部通過下、上行流池連通，污水進水管與污水布配水管連接，陽極集電極一端埋入植物根系間，出水集水管位于上行流池導電填料層表面，穿過上行流池，上行流池密封蓋位于出水集水管上部，陰極集電極一端埋入上行流池導電填料層中，另一端穿過上行流池密封蓋，陽極集電極穿出下行流池導電填料層與導線相連，陰極集電極穿過上行流池密封蓋的一端與導線相連，負載位于陽極集電極和陰極集電極之間，兩端分別連接導線。實現污水的凈化，通過產電微生物將太陽能轉化為電能后加以回收利用；成為再生能源發電的一種模式。
【專利說明】—種用于污水凈化并同步持續產電的裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于水處理技術和新能源領域，具體涉及一種用于污水凈化并同步產電的裝置，尤其涉及人工濕地生態工程技術在凈化污水的同時通過濕地中的植物和微生物將太陽能、化學能轉換為電能的應用。
【背景技術】
[0002]能源危機和環境污染以及由此產生的社會、氣候問題等已經成為全世界關注的焦點。以“減量化、資源化和再利用”為原則發展清潔能源和循環經濟，是建設資源節約型、環境友好型社會和實現可持續發展的重要途徑。開發、利用以太陽能、核能、風能、生物質能為主的清潔能源是替代傳統能源，解決能源危機的必然選擇，也是我國未來能源發展的戰略要求。
[0003]微生物太陽能電池作為一種將太陽能直接轉化為電能的技術是最近幾年發展起來的，通過高等植物或光合微生物在太陽光照射下進行光合作用，產生的有機物質進一步被微生物燃料電池轉化成電能(D.P.B.T.B.Strik, H.V.M.Hamelers, and
C.J.N.Buismanj Solar Energy Powered Microbial Fuel Cell with a ReversibleBioelectrode, in Environmental Science& Technology,2010，pp.532 — 537 ；
D.P.B.T.B.Strikj R.A.Timmersj M.Helderj K.J.J.Steinbuschj Η.V.M.Hamelers, andC.J.N.Buisman，Microbial solar cells:applying photosynthetic andelectrochemicalIy active organisms, in Trends in Biotechnology，2011，pp.41-49.)。
[0004]人工濕地是模仿自然生態系統基礎上的強化和改造，利用不同自然條件下水生生物多樣性進行群落時空優化的污水凈化系統，是最接近自然的人工生態系統之一，是植物的溫床(吳振斌，復合垂直流人工濕地，科學出版社，北京，2008.)。根據最新的調查統計，截止到2010年，在歐洲至少有1200座處理城市污水的人工濕地，北美地區有超過1500座處理城市污水和多種工業廢水的濕地系統(Knight R L, and K.R.H, Constructed treatmentwetlands-a global technology, in water21, 2000, pp.57-58 ；J.Vymazal, ConstructedWetlands for Wastewater Treatment:Five Decades of Experience, in EnvironmentalScience&Technology, 2011, pp.61-69.);在我國，已經建造與運行的各類人工濕地約有700例，而且處理規模和數量均呈現逐年上升趨勢(T.Zhang, D.Xu, F.He, Y.Zhang, andZ.Wu,Application of constructed wetland for water pollution control in Chinaduringl990-2010, in Ecological Engineering, 2012, pp.189-197.)。復合垂直流人工濕地(IVCW)(專利號:ZL00114693.9)采用獨特的下行、水平、上行結構，以低廉的投資運行成本、較高的N、P去除率、簡單的管理維護、較好的生態環境效益等諸多優勢廣泛應用于污水的處理或受污染水體的修復中。
[0005]人工濕地與微生物太陽能電池可通過濕地植物、微生物、基質、電極實現一體化結合，形成濕地-微生物太陽能電池(CW-MSC)耦合系統，可利用濕地植物光合作用將太陽能直接轉化為電能，在污水凈化同時回收電能，將成為分散式持續可再生能源發電的一種新 模式，具有良好的發展前景。
【發明內容】
[0006]本實用新型的目的是在于提供了一種用于污水凈化和同步持續產電的裝置，該裝置可實現污水的凈化，并以污水中的有機物以及濕地植物根系分泌的有機物作為營養，通過產電微生物將太陽能轉化為電能后加以回收利用；可成為分散式持續可再生能源發電的一種模式。
[0007]為了實現上述的目的，本實用新型采用以下技術措施:
[0008]技術方案:本實用新型的核心由一種垂直流人工濕地(IVCW)與電極、外接負載電路等微生物燃料電池組件通過一定方式組合，形成IVCW-MSC耦合系統。通過結構和工藝的優化配置，實現凈化污水與產電同步進行。
[0009]一種用于污水凈化和同步持續產電的裝置，它由下行流池、上行流池、污水進水管、污水布配水管、濕地植物A、濕地植物B、下行流池導電填料層(陽極區)、下行流池普通填料層、下、上行流池底部連通層、濕地植物根系、濕地內部隔墻、上行流池普通填料層、上行流池導電填料層(陰極區)、出水集水管、氣孔、陰極集電極、密封塞、密封蓋、連接導線、負載、陽極集電極組成。其連接關系是:下行流池與上行流池通過濕地內部隔墻分隔成兩個相對獨立的區間，下行流池和上行流池的底部通過下、上行流池底部連通層連通。下行流池內自上而下分別為濕地植物A和濕地植物B、污水布配水管、下行流池導電填料層(陽極區)、下行流池普通填料層、下、上行流池底部連通層；濕地植物A和濕地植物B栽種在下行流池導電填料層中，并且濕地植物根系主要生長分布于下行流池導電填料層中；污水進水管與污水布配水管連接；陽極集電極一端埋入植物根系間，陽極集電極另一端穿過下行流池導電填料層(陽極區)。上行流池內自下而上分別為下、上行流池底部連通層、上行流池普通填料層、上行流池導電填料層(陰極區)、出水集水管、上行流池密封蓋；出水集水管位于上行流池導電填料層(陰極區)表面，并穿過上行流池外墻壁；上行流池密封蓋位于出水集水管上部一定位置處，上行流池密封蓋上有兩個對稱的氣孔。陰極集電極一端埋入上行流池導電填料層(陰極區)中，上行流池導電填料層另一端穿過上行流池密封蓋，并用密封塞密封。陽極集電極穿出下行流池導電填料層(陽極區)的一端與導線相連，陰極集電極穿過上行流池密封蓋的一端與導線相連，負載位于陽極集電極和陰極集電極之間，兩端分別連接導線。
[0010]所述的下行流池為1.5mX 1.0mX0.8m(長X寬X高)的水泥池。
[0011]所述的上行流池為0.5mX 1.0mX0.8m(長X寬X高)的水泥池。
[0012]所述的下行流池底層為連通層，深10cm，填充粒徑為0.5-lcm的礫石。
[0013]所述的下行流池中層為普通填料層，深15cm，填充粒徑為3_5mm的砂。
[0014]所述的下行流池上層為導電填料層，深30cm，填充粒徑為0.5_2mm的顆粒活性炭，填充密度為0.45-0.55g / cm3，或者填充粒徑為l_4mm的顆粒石墨，填充密度為1.8-2.0g /
3
cm ο
[0015]所述的上行流池底層為連通層，深10cm，填充粒徑為0.5-lcm的礫石。
[0016]所述的上行流池中層為普通填料層，深15cm，填充粒徑為3_5_的砂。
[0017]所述的上行流池上層為導電填料層，深20cm，填充粒徑為0.5_2mm的顆粒活性炭，填充密度為0.45-0.55g/cm3，或者填充粒徑為l_4mm的顆粒石墨，填充密度為1.8-2.0g /3
cm ο
[0018]所述的下行流池中種植的濕地植物為千屈菜、茭白、美人蕉、水田茅、大米草、野古草、菖蒲、蘆葦、象草、花葉蘆荻、鳶尾中的兩種或多種。
[0019]所述的陽極集電極為碳棒或石墨，一端埋入下行流池導電填料層里，另一端穿出下行流池導電填料層。
[0020]所述的陰極集電極為碳棒或石墨，一端埋入上行流池中間的導電填料層里，另一端穿過上行流池密封蓋，用密封塞密封。
[0021]所述的上行流池密封蓋置于上行流池頂部，距離出水集水管上方5-8cm。以避免上行流池表面填料與大氣接觸，保證上行流池的缺氧、厭氧性。
[0022]所述的上行流池密封塞為圓柱體，內部開孔,包裹住陰極集電極棒,材質可為橡膠、木質。
[0023]所述氣孔對稱開在上行流池密封蓋上，帶孔帽。
[0024]所述的外接電路是用一根導線的一端連接到陽極集電極伸出填料的一端，導線的另一端連接負載，負載的另一端連接另外一根導線，這根導線的另一端與陰極集電極穿出上行流池密封蓋的一端相連接。這些導線和負載將陽極集電極與陰極集電極連接起來形成的有電流、電壓的電路即為 外接電路。
[0025]本實用新型與現有技術相比，具有以下優點和效果:
[0026]1、本裝置將復合垂直流人工濕地的下行流池導電填料層用作陽極區，上行流池導電填料層用作陰極區，在復合垂直流人工濕地內隔墻的作用下形成了陽極區和陰極區的自然分隔。陰極區和陽極區不設置離子交換膜，利用復合垂直流人工濕地下行流池和上行流池底部的連通層實現質子和其他離子隨水流到達陰極區，避免了通常雙室結構中因氫離子(H+)以外的陽離子或氫氧根離子(0H_)以外的陰離子透過離子交換膜進入陰極而造成的陽極區酸化、陰極區堿化的問題。進一步使得陽極區種植的植物不會因為陽極酸化而死亡，保證了裝置持續產電的性能。
[0027]2、本裝置突破了傳統微生物燃料電池結構上的陽極厭氧、陰極好氧設置，而是采用陽極區種植植物形成敞開式好氧、局部缺氧、厭氧的環境；陰極區不種植物，形成封閉的厭氧環境。非厭氧生物陽極以及厭氧生物陰極的設置不但可以利用植物根系沉積物作為電子來源，還可通過陰極區硝酸鹽代替氧作為電子受體，通過電化學生物反硝化菌對硝酸鹽的還原提高脫氮能力，可實現微生物在低碳源或無碳源條件下的硝酸鹽去除。并且形成的厭氧生物陰極可以避免由于氧氣消耗電子導致庫倫效率的下降。
[0028]3、本裝置在下行流池導電填料層(陽極區)內種植高等水生植物，植物根際分泌的有機沉積物可作為電子供體，在陽極區電化學活性菌催化下，產生電子。采用半連續運行方式，可充分利用太陽能和生物質能。即白天有陽光時，采用分次間歇進水方式，充分利用植物的光合作用，將太陽能轉化成有機物的化學能，通過產電菌群將濕地植物根系分泌的有機物(電子供體)氧化，產生電子。夜晚植物不進行光合作用時，采用連續進水方式，有利于產電量的持續與穩定。對于具備分散難收集，水質水量波動大等特點的農村生活污水，此種運行方式尤其適用，可實現分散處理并部分回收電能。
[0029]4、本裝置可在污水凈化同時持續產生并回收電能。人工濕地作為植物的溫床，與MSC結合后在實現將太陽能直接轉化為電能的同時，可不占用農用耕地，還具有一定的生產能力和景觀美化性。該裝置將太陽能轉化為電能后加以回收利用，可成為分散式持續可再生能源發電的一種新模式，具有良好的應用前景。
[0030]5、本裝置可實現生物質產電，卻不產生大量的溫室氣體CO2排放，因為系統中排放的CO2又可被濕地植物重新利用于光合作用。真正實現了綠色能源的可再生、可持續和環境友好性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0031]圖1為一種用于污水凈化并同步產電的裝置結構示意圖
[0032]圖2為一種用于污水凈化并同步產電的裝置產電過程以及能量轉換過程示意圖
[0033]其中:1-下行流池，2-上行流池，3-污水進水管，4-污水布配水管，5-濕地植物A，6-濕地植物B，7-下行流池導電填料層(陽極區)，8-下行流池普通填料層，9-下、上行流池底部連通層，10-濕地植物根系，11-濕地內部隔墻，12-上行流池普通填料層，13-上行流池導電填料層(陰極區)，14-出水集水管，15-氣孔，16-陰極集電極，17-密封塞，18-密封蓋，19-連接導線，20-負載，21-陽極集電極，22-太陽光(能)，23-污水中的有機物，24-陽極電化學活性菌，25-水(分子)，26-質子(氫離子)，27-濕地植物根系分泌的有機物，28- 二氧化碳，29-電子，30-氮氣，31-硝酸鹽，32-陰極電化學生物反硝化菌
【具體實施方式】
[0034]實施例1:
[0035]下面結合附圖1-2對本實用新型作進一步說明。
[0036]一種用于污水凈化和同步持續產電的裝置，它包括下行流池I和一座上行流池2、污水進水管3、污水布配水管4、下行流池導電填料層(陽極區)7、下行流池普通填料層8、上行流池普通填料層12、上行流池導電填料層(陰極區)13、陰極集電極16、密封塞17、密封蓋18、連接導線19、負載20，其特征在于:復合垂直流人工濕地主體單元包括一座下行流池I和一座上行流池2，下行流池I和一座上行流池2 (兩池)通過濕地內部隔墻11連接并分隔成兩個相對獨立的池，兩池底部通過下、上行流池底部連通層9連通，下行流池I內自上而下依次設置下行流池導電填料層(陽極區)7、下行流池普通填料層8、下、上行流池底部連通層9，下行流池導電填料層(陽極區)7上鋪設污水布配水管4，污水布配水管4與污水進水管3相連；上行流池2內自下而上依次設置下、上行流池底部連通層9、上行流池普通填料層12、上行流池導電填料層(陰極區)13，上行流池導電填料層(陰極區)13上鋪設出水集水管14 ;下行流池導電填料層(陽極區)7和上行流池導電填料層(陰極區)13鋪設可導電材質的粒狀填料，下行流池普通填料層8和上行流池普通填料層12鋪設非導電材質的一般粒狀填料，下、上行流池底部連通層9鋪設非導電材質的較大粒徑的填料，下行流池導電填料層7作為陽極，在當中種植濕地植物A5、濕地植物B6，并設置陽極集電極21于本層填料中心、濕地植物根系10間。上行流池導電填料層(陰極區)13中間設置陰極集電極16，陰極集電極16穿過上行流池導電填料層(陰極區)13上部的密封蓋18，并通過密封塞17密封。陽極集電極21和陰極集電極16之間通過連接導線19和負載20連接。上行流池2頂部密封蓋18上對稱開兩個氣孔15。
[0037]所述的復合垂直流人工濕地(IVCW)下行流池I尺寸為1.5mX 1.0mX0.8m(長X寬X高)，上行流池2尺寸為0.5mX1.0mX0.8m(長X寬X高)。下行流池I中下行流池導電填料層(陽極區)7填充粒徑為0.5-2mm的顆粒活性炭，厚度30cm，填充密度為
0.45-0.55g / cm3 ;下行流池I中下行流池普通填料層8填充粒徑為3_5mm的砂,厚度15cm。上行流池2中上行流池導電填料層(陰極區)13填充粒徑為0.5-2mm的顆粒活性炭，填充密度為0.45-0.55g/cm3，厚度20cm ;上行流池2中上行流池普通填料層12填充粒徑為3_5mm的砂，厚度15cm。下行流池I和上行流池2底部的下、上行流池底部連通層9填充粒徑為
0.5-lcm的石樂石，厚度IOcm0
[0038]所述的濕地植物A5和濕地植物B6種植在下行流池導電填料層(陽極區)7中，濕地植物其根系10主要在下行流池導電填料層(陽極區)7中。
[0039]所述的濕地植物A5為千屈菜、茭白、美人蕉、水田茅、大米草、野古草、菖蒲、蘆葦、象草、花葉蘆荻、鳶尾中的任意一種。
[0040]所述的濕地植物B6為千屈菜、茭白、美人蕉、水田茅、大米草、野古草、菖蒲、蘆葦、象草、花葉蘆荻、鳶尾中的任意一種。
[0041 ] 所述的濕地植物A5和濕地植物B6組合可擴展為以上所述濕地植物A5和濕地植物B6中的兩種或二至十一種的任意組合。
[0042]所述的陽極集電極21埋入下行流池導電填料層(陽極區)7中，材質為碳棒。
[0043]所述的陰極集電極16為碳棒材質，埋入上行流池導電填料層(陰極區)13中，碳棒上端穿過密封蓋18，并用密封塞17密封。
[0044]所述的密封蓋18`置于上行流池2頂部，距離出水集水管14上方5-8cm高。
[0045]所述的外接電路是用連接導線19及負載20將下行流池陽極集電極21與陰極集電16連接起來形成的有電流、電壓的電路。
[0046]所述的太陽光(能)22，污水中的有機物23，下行流池陽極電化學活性菌24，水(分子)25,質子(氫尚子)26,濕地植物根系分泌的有機物27, 二氧化碳28，電子29,氮氣30,硝酸鹽31，上行流池陰極電化學生物反硝化菌32。其連接關系為:太陽光(能)22為自然光(也可以是人造光)，位于裝置的外部，污水中的有機物23隨著污水流向，分布于下行流池和上行流池中。在下行流池導電填料層7中，有濕地植物根系分泌的有機物27、下行流池陽極電化學活性菌24、水(分子)25、以及通過生物化學反應產生的質子(氫離子)26、電子29，二氧化碳28。質子(氫離子)26在下行流池導電填料層7中產生，隨水流方向逐步分布于下行流池I和上行流池2的各個填料層；電子29在下行流池導電填料層7中產生并通過陽極集電極21和導線19遷移到上行流池導電填料層(陰極區)13中；二氧化碳28在下行流池導電填料層(陽極區)7中產生并通過下行流池導電填料層(陽極)7中的填料空隙釋放到下行流池上部的大氣中。上行流池導電填料層(陰極區)13中存在著陰極電化學生物反硝化菌32，隨水流轉移過來的硝酸鹽31、通過外接導線19遷移來的電子29，以及通過生物化學反應產生的氮氣30，氮氣30通過上行流池密封蓋18上的氣孔15釋放到大氣中。
[0047]污水經過上述裝置得到凈化處理的詳細過程是(圖1-2):待處理的污水由污水進水管3進入到下行流池I填料表面的污水布配水管4中，通過污水布配水管4均勻分配進入裝置下行流池I中。進入污水布配水管4的污水依次自上而下流經下行流池I中的下行流池導電填料層(陽極區)7、下行流池普通填料層8和下、上行流池底部連通層9，進入上行流池2中。進入上行流池2中的污水再依次自下而上流經下、上行流池底部連通層9、上行流池普通填料層12、上行流池導電填料層(陰極區)13，最后通過位于上行流池導電填料層(陰極區)13表面的出水集水管14流出。在該裝置中，污水在濕地植物A5和濕地植物B6，下行流池I和上行流池2中各填料層7、8、9、12、13以及填料表面附著的微生物，濕地植物根系10周圍聚集的微生物的共同作用下經上述流程得到凈化。污水中主要污染成分被凈化的過程如下:污水中的有機物23主要在下行流池I中被降解，在下行流池導電填料層(陽極區)7中被陽極電化學活性菌24氧化，在下行流池普通填料層8、下、上行流池底部連通層9中被非產電微生物進一步降解，少量沒被降解的有機物隨水流進入上行流池2中，在上行流池普通填料層12繼續被降解或者作為碳源被反硝化菌利用進行異氧反硝化脫氮。污水中的氮主要以氨氮和硝酸鹽氮形態存在，其中氨氮主要在下行流池導電填料層(陽極區)7和普通填料層8中被硝化菌氧化成硝酸鹽31，污水中的硝酸鹽31 (包含由氨氮轉化而生成的)隨水流進入上行流池2中，一部分通過上行流池普通填料層12和上行流池陰極導電填料層(陰極區)13中的異氧反硝化菌還原成氮氣30 ;—部分通過上行流池導電填料層(陰極區)13中的自養型陰極電化學生物反硝化菌32還原為氮氣30 ;污水中少量的氮作為營養元素被濕地植物吸收用于正常生長發育。污水中的磷主要通過物理、化學吸附方式聚集在下行流池I和上行流池2各層填料表面而去除，少量磷作為營養元素被濕地植物吸收用于正常生長發育。
[0048]污水經過上述裝置后產電的詳細過程是(圖1-2):待處理的污水經由污水進水管3和污水布配水管4進入下行流池I中。在下行流池導電填料層(陽極區)7中的濕地植物根系10和填料表面附著的陽極電化學活性菌24的催化作用下，污水中的有機物23、濕地植物根系分泌的有機物27和水分子25發生反應，在此氧化過程中產生電子29和質子26。一方面，下行流池導電填料層(陽極區)7中產生的電子29經陽極集電極21收集后，通過導線19和負載20遷移到陰極集電極16并到達上行流池導電填料層(陰極區)13中。另一方面，下行流池導電填料層(陽極區)7中產生的質子26隨著污水繼續依次流經下行流池普通填料層8，下、上行流池底部連通層9，上行流池普通填料層12到達上行流池導電填料層(陰極區)13中。在上行流池導電填料層(陰極區)13中，污水中的硝酸鹽31作為電子受體，在陰極電化學生物反硝化菌32作用下，與遷移來的電子29、質子26反應，硝酸鹽31被還原為氮氣30釋放到空氣中。由于電子29不斷在下行流池導電填料層(陽極區)7中產生，并在上行流池導電填料層(陰極區)13中消耗，使得陰、陽兩極形成電勢差，從而產生了電流。在電流產生過程中下行流池導`電填料層(陽極區)7、上行流池導電填料層(陰極區)13發生的氧化還原化學反應分別如式(I)、(2)所示:
[0049]陽極:CxHyOz+(2x_z)H2O — xC02+(y+4x_2z) H.+(y+4x_2z) e- (I)
[0050]陰極+12H++ 1^ N1 + 6112O⑵
[0051]污水經過上述裝置后將太陽能轉化為電能的詳細過程可分為兩個步驟(圖1-2):步驟一，下行流池中的濕地植物A5和濕地植物B6吸收污水中的氮、磷等營養物質,并在白天捕獲太陽光能22進行光合作用，將二氧化碳28、水25轉化為儲存著能量的有機物，此過程中太陽光能轉變化學能。步驟二，濕地植物A5和濕地植物B6在正常生長發育過程中通過濕地植物根系分泌的有機物27和污水中的有機物23在下行流池導電填料層(陽極區)7中的陽極電化學活性菌24的催化作用下，被氧化后產生二氧化碳28、電子29，產生的二氧化碳28釋放到空氣中又重新被濕地植物A5和濕地植物B6捕獲并參與步驟一中的光合作用過程；產生的電子29則通過外電路遷移到上行流池導電填料層(陰極區)13中而形成電流，此過程中化學能轉化為電能。該裝置在上述兩步驟中，通過濕地植物A5和濕地植物B6和電化學活性菌24完成了太陽能轉化為電能的過程。
【權利要求】
1.一種用于污水凈化和同步持續產電的裝置，它包括下行流池(I)、上行流池(2)、濕地植物A (5)、下行流池導電填料層(7)、下行流池普通填料層(8)、上行流池普通填料層(12)、上行流池導電填料層(13)、陰極集電極(16)、陽極集電極(21)，其特征在于:下行流池(I)與上行流池(2 )通過濕地內部隔墻(11)分隔成兩個區間，下行流池(I)和上行流池(2)的底部通過下、上行流池底部連通層(9)連通，下行流池(I)內自上而下分別為濕地植物A (5)和濕地植物B (6)、污水布配水管(4)、下行流池導電填料層(J)、下行流池普通填料層(8)、下、上行流池底部連通層(9)，濕地植物A (5)和濕地植物B (6)栽種在下行流池導電填料層(7 )中，濕地植物根系(10 )分布于下行流池導電填料層(7 )中，污水進水管(3 )與污水布配水管(4)連接，陽極集電極(21)—端埋入植物根系(10)間，陽極集電極(21)另一端穿過下行流池導電填料層(7)，上行流池(2)內自下而上分別為下、上行流池底部連通層(9)、上行流池普通填料層(12)、上行流池導電填料層(13)、出水集水管(14)、密封蓋(18)，出水集水管(14)位于上行流池導電填料層(13)表面，并穿過上行流池(2)外墻壁，密封蓋(18 )位于出水集水管(14)上部，密封蓋(18 )上有兩個對稱的氣孔(15 )，陰極集電極(16 ) —端埋入上行流池導電填料層(13)中，上行流池導電填料層(13)另一端穿過密封蓋(18)，并用密封塞(17)密封，陽極集電極(21)穿出下行流池導電填料層(7)的一端與導線(19)相連，陰極集電極(16)穿過密封蓋(18)的一端與導線(19)相連，負載(20)位于陽極集電極(21)和陰極集電極(16)之間，兩端分別連接導線(19)。
2.根據權利要求1所述的一種用于污水凈化和同步持續產電的裝置，其特征在于:所述的濕地植物A (5)和濕地植物B (6)為千屈菜、茭白、美人蕉、水田茅、大米草、野古草、菖蒲、蘆葦、象草、花葉蘆荻、鳶尾中的任意一種。
3.根據權利要求1所述的一種用于污水凈化和同步持續產電的裝置，其特征在于:所述的陽極集電極(21)和陰極集電極(16)的材質為碳棒或石墨棒。
4.根據權利要求1所述的一種用于污水凈化和同步持續產電的裝置，其特征在于:所述的密封蓋(18)置于上行流池(2)頂部，距離出水集水管(14)上方5-8cm高。
5.根據權利要求1所述的一種用于污水凈化和同步持續產電的裝置，其特征在于:所述的下行流池(I)為1.5mXl.0mX0.8m的水泥池，下行流池(I)底層的下、上行流池底部連通層(9)填充粒徑為0.5-lcm的礫石，厚度為IOcm ;下行流池(I)中層的下行流池普通填料層(8)填充粒徑為3-5mm的砂，厚度為15cm ;下行流池(I)上層的下行流池導電填料層(7)填充粒徑為0.5-2mm的顆粒活性炭，厚度為30cm，填充密度為0.45-0.55g / cm3。
6.根據權利要求1所述的一種用于污水凈化和同步持續產電的裝置，其特征在于:上行流池(2)為0.5mXl.0mX0.8m的水泥池，上行流池(2)底層的下、上行流池底部連通層(9)填充粒徑為0.5-lcm的礫石，厚度為IOcm ;上行流池(2)中層的上行流池普通填料層(12)填充粒徑為3-5mm的砂，厚度為15cm ;上行流池(2)上層的上行流池導電填料層(13)填充粒徑為0.5-2mm的顆粒活性炭，厚度為20cm，填充密度為0.45-0.55g/cm3。
【文檔編號】C02F3/34GK203513364SQ201320609020
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年9月29日 優先權日:2013年9月29日
【發明者】吳振斌, 肖恩榮, 賀鋒 申請人:中國科學院水生生物研究所