一种环保微生物预处理水及发电装置技术领域
本发明涉及微生物预处理水及发电技术领域，尤其涉及一种环保微生物预处理水
及发电装置。
背景技术
随着近代工业的发展，环境污染也随着产生，已经成为对人类的一大危害。水污染
与噪声污染、大气污染、固体废弃物污染被看成是世界范围内四个主要环境问题。一些欠发
达地区人口密集的区域带来的大量的生活污水，以及一些不上规模的小工厂排放的工业污
水，这些污水得不到及时的处理或者处理不达标，大量的污水排放，当水域中有机污染物超
出水体自然净化的最大容纳限度，水体就会发黑发臭，由于缺氧，原生态的生物收到威胁，
直至死亡，进一步引发水体恶化，原生态的生物死亡也会导致该区域的生态不平衡；污水中
的重金属同样得不到较好的处理，如此恶性循环，加上水的流动特性，被污染的水域会进步
一扩大；如不采取相应的有效措施，将会给社会的经济发展带来不利影响，同时也会危害人
们的身体健康。
发明内容
针对现有技术的上述不足，本发明提供一种环保微生物预处理水及发电装置，已
解决上述的技术问题。
本发明是通过以下技术方案实现的。
一种环保微生物预处理水及发电装置，包括藻类产气室，第一处理室，阳极室，阴
极室，还包括中央控制器和储能电池；所述藻类产气室、第一处理室和阳极室依次通过水管
相连，所述藻类产气室的出水口与第一处理室的喷水口相连，所述第一处理室的出水口与
阳极室的喷水口相连；所述藻类产气室的出水口高度高于第一处理室的喷水口，所述第一
处理室的出水口高度高于阳极室的喷水口。
优选地，所述藻类产气室上方设置有气体收集装置，所述收集装置与气泵相连，所
述气泵的一端分别与第一处理室和阳极室的曝气装置相连，所述阳极室的阳极与阴极室阴
极共同连接于同一个外电阻；所述控制器与储能电池连接，所述储能电池与外电阻连接，所
述储能电池还设置有外部电源充电接口。
优选地，所述气泵与气体收集装置连通，所述气泵也具有空气进气口，气泵可以向
第一处理室的曝气装置提供空气，所述气泵也可以向阳极室的曝气装置提供气体收集装置
中的氧气。
优选地，所述第一处理室设置有第一生物填料层和第二填料层，所述第一生物填
料层位于第二填料层上方；所述阳极室设置有第一生物填料层和第二填料层，所述第一生
物填料层位于第二填料层上方。
相对于现有技术，本发明的有益效果：本发明的结构简单，制造成本低廉，原料容
易获取。本发明具备废水的微生物环保预处理和微生物燃料电池发电的功能，本发明创造
性的设置藻类产气室，并且收集藻类产生的氧气供给阳极室的产电微生物进行氧化还原反
应，大大提高了阳极室中产电微生物的活性；经过藻类产气室中的藻类进行初步吸附重金
属废水；随后流入第一处理室，其中的微生物进行初步的氧化还原反应；废水最后进入阳极
室进行最后的处理；经过散步处理的污水其水质得到明显提升，可以根据需要进行后续的
深度净化。综合测试结果显示经过三步处理后的污水主要指标具有明显改善，与国家标准
《污水综合排放标准》(GB 8978-1996)对比，COD和TN的含量已经达到排放标准，SS和TP的含
量虽然没有到达国标的排放标准，但是已经非常接近国家排放标准；四个指标的去除率均
在80％以上。
附图说明
图1是本发明的污水处理流程图。
图2是本发明的结构示意图。
其中，1-藻类产气室，2-第一处理室，3-阳极室，4-阴极室，5-进水口，6-可控气孔，
8-喷水口，9-曝气装置，10-搅拌装置，11-废水收集管，12-第一填料层，13-第二填料层，14-
气体收集装置，15-空气泵，16-阳极，17-阴极，18-外电阻，19-电池，20-外部电源接口，21-
中央控制器；不同部分的相同部件不做重复标注。
具体实施方式
结合以下实施例对本发明作进一步描述。
图1是本发明环保微生物预处理水及发电装置处理污水的流程图，所述的环保微
生物预处理水及发电装置，包括藻类产气室，第一处理室，阳极室，阴极室，还包括中央控制
器和储能电池；所述藻类产气室、第一处理室和阳极室依次通过水管相连，所述藻类产气室
的出水口与第一处理室的喷水口相连，所述第一处理室的出水口与阳极室的喷水口相连；
所述藻类产气室的出水口高度高于第一处理室的喷水口，所述第一处理室的出水口高度高
于阳极室的喷水口。
优选地，所述藻类产气室上方设置有气体收集装置，所述收集装置与气泵相连，所
述气泵的一端分别与第一处理室和阳极室的曝气装置相连，所述阳极室的阳极与阴极室阴
极共同连接于同一个外电阻；所述控制器与储能电池连接，所述储能电池与外电阻连接，所
述储能电池还设置有外部电源充电接口。
优选地，所述气泵与气体收集装置连通，所述气泵也具有空气进气口，气泵可以向
第一处理室的曝气装置提供空气，所述气泵也可以向阳极室的曝气装置提供气体收集装置
中的氧气。
优选地，所述第一处理室设置有第一生物填料层和第二填料层，所述第一生物填
料层位于第二填料层上方；所述阳极室设置有第一生物填料层和第二填料层，所述第一生
物填料层位于第二填料层上方。
更优选地，所述第一生物填料层为聚丙烯球形骨架与海绵构成的生化球，所述聚
丙烯塑料骨架和软毛刷构成的组合填料。
更优选地，所述第一处理室设的第一生物填料层和第二填料层内接种有用于分解
有机物物和还原性物质的微生物菌种；所述阳极室的第一生物填料层和第二填料层内接种
有产电微生物菌种；所述藻类产气室内接种有藻类孢子液。
本发明创造性的设置藻类产气室，并且收集藻类产生的氧气供给阳极室的产电微
生物进行氧化还原反应，大大提高了阳极室中产电微生物的活性；经过藻类产气室中的藻
类进行初步吸附重金属废水；随后流入第一处理室，其中的微生物进行初步的氧化还原反
应；废水最后进入阳极室进行最后的处理；经过散步处理的污水其水质得到明显提升。
作为优选的实施例，以下将结合附图对本发明的装置做进一步解释，如图2所示，
以上所述的环保微生物预处理水及发电装置，包括1-藻类产气室，2-第一处理室，3-阳极
室，4-阴极室，5-进水口，6-可控气孔，8-喷水口，9-曝气装置，10-搅拌装置，11-废水收集
管，12-第一填料层，13-第二填料层，14-气体收集装置，15-空气泵，16-阳极，17-阴极，18-
外电阻，19-电池，20-外部电源接口，21-中央控制器；所述藻类产气室、第一处理室和阳极
室依次通过水管相连，所述藻类产气室的出水口与第一处理室的喷水口相连，所述第一处
理室的出水口与阳极室的喷水口相连；所述藻类产气室的出水口高度高于第一处理室的喷
水口，所述第一处理室的出水口高度高于阳极室的喷水口。
优选地，所述中央控制器还包括LED显示屏和控制面板，所述LED显示屏可以显示
装置的运行情况。
优选地，所述藻类产氧气室的外侧壁上设有采光窗口，所述阳极室的外侧壁上设
有采光窗口，所述采光窗口采用石英玻璃。
所述阳极为光催化阳极，所述光催化阳极为光敏性的半导体材料附着在导电基质
上，所述光敏性半导体材料包括二氧化钛、ZnO、WO3或者MOS2，或者钛碳合金，或者钛镍合金。
优选地，所述藻类产气室注入的污水包括重金属含量较高的污水、富营养化的污
水或者氮磷钾含量较高的污水。
更优选地，所述污水包括皮革厂的工业废水，印染企业的工业废水，造纸厂的工业
废水，或者一般的生活污水。
优选地，所述藻类产气室接种的藻类包括小球藻、马尾藻、无隔藻、墨角藻、泡叶
藻、石莼，海百合、厚膜藻、死马尾藻中的一种或几种。
所述藻类的种子液接种浓度为105-106cfu/ul。
优选地，所述阳极室注入的污水包括皮革厂的工业废水，印染企业的工业废水，造
纸厂的工业废水，或者一般的城市生活污水。
优选地，所述阳极室接种有产电微生物，接种浓度为105-106cfu/ul。
本发明创造性地根据处理污水的流程，将不同的部件设置在不同的水平面上，即
藻类产气室的出水口高度高于第一处理室的喷水口，第一处理室的出水口高度高于阳极室
的喷水口；该设置方案有益于不同处理室中的废水快速转移，提高整个装置的工作效率；沿
着水流方向递减的高度设置，废水的转移可以在重力的作用下快速完成，不用借助外力如
抽水机等，节约了能耗，整个装置的运行更加绿色环保。
实验例生活污水处理性能评价
根据国家标准《污水综合排放标准》(GB 8978-1996)，评价本发明的环保微生物预
处理水及发电装置的污水处理性能。本发明的污水处理流程为藻类产气室到第一处理室再
到阳极室，本测试分别在藻类产气室进水口和阳极室的排水口取样，即样品分别为未处理
污水和经过三步处理的污水；参考常用的城市污水评价排放指标，本测试的主要检测SS、
COD、TP、TN这四个指标，测试结果如表1所示。
表1
测试指标
未处理污水
处理后污水
SS(mg/L)
165.68
25.74
COD(mg/L)
278.25
46.72
TP(mg/L)
7.12
0.54
TN(mg/L)
54.68
10.27
综合表1的测试结果，显示经过三步处理后的污水主要指标具有明显改善，与国家
标准《污水综合排放标准》(GB 8978-1996)对比，COD和TN的含量已经达到排放标准，SS和TP
的含量虽然没有到达国标的排放标准，但是已经非常接近国家排放标准；四个指标的去除
率均在80％以上，表明本发明的环保微生物预处理水及发电装置具有较好的污水处理性
能，加上本发明还具备微生物电池发电的功能，所以本发明的应用前景较广，整个装置的运
行不会产生新的污染物，绿色环保。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保
护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应
当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实
质和范围。