[發(fā)明專利]三室型微生物燃料電池同步去除氮素和硫化物污染的方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710519761.1
• 申請(qǐng)日: 2017-06-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107352635A
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-11-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張少輝;魏霞;鮑任兵;鐘留香
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 武漢理工大學(xué)
• 主分類號(hào): C02F3/00
• 分類號(hào): C02F3/00;C02F3/30;C02F3/34;H01M8/16;C02F101/16
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司42102
• 代理人: 崔友明

1.一種三室型微生物燃料電池，其特征在于：該微生物燃料電池由陽(yáng)極室(1)好氧陰極室(3)和缺氧陰極室(5)構(gòu)成，陽(yáng)極室和陰極室為長(zhǎng)方體或半圓柱體結(jié)構(gòu)，陽(yáng)極室和陰極室之間以質(zhì)子膜(10)進(jìn)行分隔，陽(yáng)極室(1)、好氧陰極室(3)和缺氧陰極室(5)內(nèi)填充顆粒石墨或石墨刷填料作為電極，這些填料是附著微生物的載體；

根據(jù)不同的使用狀態(tài)，所述微生物燃料電池所采用的外電路有如下幾種組成方式，

所述微生物燃料電池所采用的外電路由銅導(dǎo)線(7)、電阻箱R₁(8)和R₂(9)或用電設(shè)備組成，微生物燃料電池的陽(yáng)極(2)、電阻箱R₁(8)和好氧陰極(4)通過(guò)銅導(dǎo)線(7)依次連接，微生物燃料電池的陽(yáng)極(2)、電阻箱R₂(9)和缺氧陰極(6)通過(guò)銅導(dǎo)線(7)依次連接，電阻箱R₁(8)和R₂(9)中的電阻值可調(diào)。

2.如權(quán)利要求1所述的三室型微生物燃料電池，其特征在于：所述的質(zhì)子膜為經(jīng)過(guò)預(yù)處理的質(zhì)子膜，所述的預(yù)處理方法為先后置于質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5％的雙氧水溶液、濃度為0.5mol/L硫酸溶液和去離子水中，在溫度為80℃條件下水浴煮1h后，晾干備用。

3.如權(quán)利要求1所述的三室型微生物燃料電池，其特征在于：所述微生物燃料電池是在20-30℃的溫度下運(yùn)行。

4.一種三室型微生物燃料電池同步去除氮素和硫化物污染的方法，其特征是一種在微生物燃料電池的陽(yáng)極室去除水中的硫化物，分別在好氧陰極室完成氨氮的硝化，在缺氧陰極室完成硝氮的反硝化，該方法是：

1)構(gòu)建三室型微生物燃料電池，并形成同步去除污水中氮素和硫化物污染的系統(tǒng)；

2)將pH為7.0的含硫化物污水通入微生物燃料電池的陽(yáng)極室(1)，硫化物在陽(yáng)極室(1)內(nèi)被氧化而消除硫污染，氧化過(guò)程中產(chǎn)生的電子經(jīng)過(guò)外電路傳遞給兩側(cè)的好氧陰極(4)和缺氧陰極(6)，提供電子供體；

3)將含pH為7.0的氨氮污水通入微生物燃料電池的好氧陰極室(3)，并進(jìn)行曝氣充氧，好氧陰極室(3)內(nèi)好氧電活性微生物以氧作為電子受體氧化外電路傳遞過(guò)來(lái)的電子產(chǎn)生電能，硝化菌同時(shí)將污水中的氨氮氧化成硝態(tài)氮；

4)再將好氧陰極室(3)的出水通入微生物燃料電池的缺氧陰極室(5)，缺氧陰極室(5)內(nèi)電活性反硝化菌利用外電路傳遞過(guò)來(lái)的電子將硝氮轉(zhuǎn)化為氮?dú)馀欧?，從而去除氮污染?!-- SIPO -->

5)經(jīng)微生物燃料電池陽(yáng)極室(1)排出的上清液為有效去除硫污染的處理水；經(jīng)微生物燃料電池好氧陰極室(3)排出的上清液為經(jīng)硝化過(guò)程的處理水，為后續(xù)的反硝化脫氮做準(zhǔn)備，經(jīng)微生物燃料電池缺氧陰極室(5)排出的上清液即為去除氮素的處理水；

6)電子由陽(yáng)極(2)通過(guò)外電路傳遞到好氧陰極(4)和缺氧陰極(6)時(shí)在外電路產(chǎn)生電流，從而實(shí)現(xiàn)電能的回收。