[發明專利]微生物燃料電池回收廢水中硫的方法

有效

• 申請號: 201610002972.3
• 申請日: 2016-01-04
• 公開（公告）號: CN105470546B
• 公開（公告）日: 2019-03-08
• 發明（設計）人: 張少輝;鮑任兵;趙麗;桑穩姣
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: H01M8/16
• 分類號: H01M8/16;H01M8/00;C02F9/06
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 王守仁

1.一種微生物燃料電池回收廢水中硫的方法，其特征是在微生物燃料電池的陽極回收廢水中的硫，在陰極完成廢水中氨氮的硝化過程，具體是：將含氮硫污染物的污水泵入微生物燃料電池的陽極室，以硫化物為陽極電子供體，主要通過自發電化學作用將硫化物氧化成硫單質于陽極表面，從而實現硫回收，并將產生電子通過外電路傳遞到陰極以實現電能的回收；以溶解氧作為陰極電子受體的同時對陽極出水完成硝化過程，為之后的反硝化脫氮做準備，

該方法采用以下步驟：

1）構建雙室型微生物燃料電池，形成污水除硫系統；

2）將含硫化物和氨氮的污水泵入微生物燃料電池的陽極室（1），硫化物在陽極室（1）主要通過自發電化學作用被氧化成硫單質附著于陽極（3）表面，從而去除硫污染，氧化過程中產生的電子經過外電路傳遞給陰極（4）；在陽極室（1）底部設置磁力攪拌器進行陽極液的攪拌混合；

3）微生物燃料電池的陽極室（1）出水進入陰極室（2），在陰極室（2）內進行曝氣充氧，在微生物的催化作用下以氧作為電子受體氧化外電路傳遞過來的電子，同時將污水中的氨氮氧化成硝態氮；陽極室（1）出水進入陰極室（2）后，在有氧條件下通過微生物作用完成氨氮的硝化過程；在陰極室（2）設置曝氣頭進行曝氣充氧；

4）經微生物燃料電池陰極室（2）排出的上清液即為已有效去除硫污染并經過硝化過程的處理水，為后續反硝化脫氮做準備；

5）電子由陽極（3）通過外電路傳遞到陰極（4）時在外電路產生電流，從而實現電能的回收；

6）定期取出陽極材料，以堿液或有機溶劑浸泡以回收硫。

2.根據權利要求1所述的微生物燃料電池回收廢水中硫的方法，其特征在于采用以下方法構建雙室型微生物燃料電池：該微生物燃料電池由陽極室（1）和陰極室（2）構成，陽極室和陰極室為半圓柱體結構，陽極室和陰極室之間以質子交換膜（5）進行分隔，陽極室（1）和陰極室（2）內填充石墨纖維絲作為電極。

3.根據權利要求1所述的微生物燃料電池回收廢水中硫的方法，其特征在于所述堿液采用1mol/L的NaOH溶液。

4.根據權利要求1所述的微生物燃料電池回收廢水中硫的方法，其特征在于所述有機溶劑采用二硫化碳溶液。

5.根據權利要求1所述的微生物燃料電池回收廢水中硫的方法，其特征在于所采用的外電路由銅導線（8）和電阻箱（6）組成，微生物燃料電池的陽極（3）、電阻箱（6）和陰極（4）通過銅導線（8）依次連接。