[發明專利]一種生化需氧量的測定方法和BOD傳感器及應用

有效

• 申請號: 200910041601.6
• 申請日: 2009-08-03
• 公開（公告）號: CN101620201A
• 公開（公告）日: 2010-01-06
• 發明（設計）人: 周順桂;楊一覽;黃德銀;吳鋒;王躍強
• 申請（專利權）人: 廣東省生態環境與土壤研究所
• 主分類號: G01N27/417
• 分類號: G01N27/417;H01M8/16
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司
• 代理人: 陳 衛

1.一種生化需氧量的測定方法，包括把待測水樣加入微生物燃 料電池中；測定由微生物燃料電池產生的輸出電壓計算電量值；將電 量值代入線性方程計算BOD值步驟，其特征在于所述微生物燃料電 池為單室空氣陰極無介體微生物燃料電池；所述單室空氣陰極無介體 微生物燃料電池包括鏤空骨架、陽極和膜陰極組件，所述鏤空骨架兩 端開口，其上為出水口，其下為進水口；陽極置于鏤空骨架內，膜陰 極包裹鏤空骨架，陰陽極均由鈦絲導出外接電阻，陽極為碳氈，膜陰 極以載MnO₂碳布作陰極，熱壓在陽離子交換膜上制備得到。

2.根據權利要求1所述生化需氧量的測定方法，其特征在于所 述待測水樣pH值為6.0～8.0；外接電阻為1～12kΩ；檢測時間為1～ 4小時，清洗陽極室的時間為2～10min。

3.根據權利要求2所述生化需氧量的測定方法，其特征在于所 述待測水樣pH值為7.0；外接電阻為12kΩ；檢測時間為2小時。

4.一種實現權利要求1所述測定方法的BOD傳感器，其特征在 于包括單室空氣陰極無介體MFC和信號采集裝置，所述單室空氣陰 極無介體MFC包括鏤空骨架、陽極和膜陰極組件，所述鏤空骨架兩 端開口，其上為出水口，其下為進水口，陽極置于鏤空骨架內，膜陰 極包裹鏤空骨架，陰陽極均由鈦絲導出外接電阻和信號采集器。

5.根據權利要求4所述的BOD傳感器，其特征在于所述鏤空骨 架為設有鏤空孔的注射器針筒，其上端設有出水口，其下端設有進水 口，進水口和出水口分別設開關；碳氈陽極置于針筒內，膜陰極包裹 注射器針筒管壁外表面，密封膜陰極與針筒接觸的兩端。

6.根據權利要求5所述的BOD傳感器，其特征在于所述注射器 針筒容積為20mL；所述膜陰極以載MnO₂碳布作為陰極熱壓在陽離 子交換膜上制備得到；所述MnO₂載量為12mg/cm²。

7.一種權利要求5所述的BOD傳感器的應用，應用于在線測定 水樣生化需氧量，其特征在于包括以下步驟：

(1)構建微生物燃料電池，連接外界電阻和信號采集器；

(2)配制標準溶液、陽極清洗液，準備待測廢水樣品；

(3)微生物馴化與電池啟動：以標準溶液為陽極液，以運行1 年并正常產電的MFC陽極液作為接種物，接種量為10％，置于30℃ 人工氣候箱中恒溫培養，外接3000Ω電阻，在線記錄輸出電壓，當 電壓降至30mV時，更換標準溶液，至電池的輸出電壓達到穩定；

(4)檢測標準溶液，記錄輸出電壓，計算相應電流和電量，繪 制標準曲線，建立線性方程；

(5)測定待測水樣的輸出電壓，計算電量，代入線性方程計算 待測水樣BOD值；

所述標準溶液的組成為：

150mg/L谷氨酸、150mg/L葡萄糖、15mg/L?KH₂PO₄、30mg/L (NH₄)₂SO₄、50mg/L?MgSO₄·7H₂O、3.75mg/L?CaCl₂、0.25mg/L FeCl₃·6H₂O、5.0mg/L?MnSO₄·H₂O、105mg/L?NaHCO₃、10mL/L微 量元素；所述微量元素組成為：1.5g/L氨三乙酸、0.1g/L?FeSO₄·7H₂O、 0.1g/L?MnCl₂·4H₂O、0.17g/L?CoCl₂·6H₂O、0.1g/LCaCl₂·2H₂O、0.1g/L ZnCl₂、0.02g/L?CuCl₂·2H₂O、0.01g/L?H₃BO₃、0.01g/L鈉鉬酸鹽、0.017 g/LNa₂SeO₃、0.026g/LNiSO₄·6H₂O、1g/LNaCl和0.1g/L?Na₂WO₄·7H₂O。