[發明專利]一種交替式陰陽極脫氮除磷微生物燃料電池

有效

• 申請號: 201410159938.8
• 申請日: 2014-04-21
• 公開（公告）號: CN103996866A
• 公開（公告）日: 2014-08-20
• 發明（設計）人: 周少奇;陶琴琴
• 申請（專利權）人: 華南理工大學;貴州科學院
• 主分類號: H01M8/16
• 分類號: H01M8/16
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 何淑珍

1.一種交替式陰陽極脫氮除磷微生物燃料電池，包括反應系統和數據采集監測系統，其特征在于：所述反應系統包括兩個結構相同的子反應系統，其中一個子反應系統包括反應室一（3）、電極一（2）、進水管（18）、出水管（14）、恒流泵軟管、鼓氣泵（9）、緩沖瓶（6）、曝氣頭（5）、恒流泵（8）、微生物（1）和電解液；反應室一（3）中的電解液依次經過出水管（14）、第一恒流泵軟管、緩沖瓶（6）、第二恒流泵軟管、進水管（18），在恒流泵（8）的作用下形成內循環；鼓氣泵（9）通過第三恒流泵軟管與緩沖瓶（6）中的曝氣頭（5）連接；兩個子反應系統的反應室由質子交換膜（15）隔開，兩個子反應系統的電極分別緊貼在質子交換膜（15）的兩側，數據采集監測系統包括導電絲（4）、負載（13）、導線（12）、數據采集器（10）和計算機（11），兩個子反應系統的電極均連接有導電絲（4），導電絲(4)再通過導線與負載（13）連接形成閉合回路；負載（13）兩端還通過導線與數據采集器（10）的輸入端連接，數據采集器（10）的輸出端與計算機（11）輸入端連接。

2.根據權利要求1所述的一種交替式陰陽極脫氮除磷微生物燃料電池，其特征在于出水管（14）與反應室一（3）頂部的出水口連接；進水管（18）穿過反應室一（3）頂部的進水口并伸入反應室一（3）內底部。

3.根據權利要求1所述的一種交替式陰陽極脫氮除磷微生物燃料電池，其特征在于恒流泵（8）作用于第二恒流泵軟管上。

4.根據權利要求1所述的一種交替式陰陽極脫氮除磷微生物燃料電池，其特征在于兩個子反應系統的鼓氣泵交替打開和關閉，當其中一個子反應系統的鼓氣泵打開時，該子反應系統形成一個好氧環境內循環系統作為微生物燃料電池的陰極反應室，此時另一個子反應系統形成厭氧環境內循環系統作為微生物燃料電池的陽極反應室。

5.根據權利要求1所述的一種交替式陰陽極脫氮除磷微生物燃料電池，其特征在于當該微生物燃料電池輸出電壓小于50?mV時，關閉呈好氧環境內循環系統子系統中的鼓氣泵，將其中的電解液排到系統外后重新加入新鮮未處理含氮磷有機廢水，同時打開呈厭氧環境內循環系統子系統中的鼓氣泵，如此循環運行，含氮磷有機廢水加入反應系統中的其中一個反應室到排出該反應室所經歷的時間為一個運行周期。

6.根據權利要求1所述的一種交替式陰陽極脫氮除磷微生物燃料電池，其特征在于所述的電解液是含氮和磷的有機廢水，初始pH為7.0~7.5。

7.根據權利要求1所述的一種交替式陰陽極脫氮除磷微生物燃料電池，其特征在于所述兩個子反應系統的反應室的高度大于水平方向的寬度。

8.根據權利要求1所述的一種交替式陰陽極脫氮除磷微生物燃料電池，其特征在于緩沖瓶（6）中曝氣量大小由鼓氣泵（9）流量控制按鈕調節，好氧循內循環系統中溶解氧為2.0~3.5?mg/L，厭氧內循環系統中溶解氧為0.05~0.1?mg/L。

9.根據權利要求1所述的一種交替式陰陽極脫氮除磷微生物燃料電池，其特征在于所述的電極為碳布、碳紙、碳氈、石墨氈或石墨板；電極表面都附著具有脫氮除磷功能的微生物（1），電極面積與反應室的體積比為1?cm²：0.1~10?cm³。