[發(fā)明專利]一種處理含鉛污水的藻陰極微生物燃料電池

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711100287.5
• 申請日: 2017-11-10
• 公開（公告）號: CN107887628A
• 公開（公告）日: 2018-04-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李銀塔;夏令;黃蓉
• 申請（專利權(quán)）人: 榮成市熠欣海洋生物科技有限公司
• 主分類號: H01M8/16
• 分類號: H01M8/16;C02F3/34;C02F3/32;C02F101/20
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• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于新能源技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種處理含鉛污水的藻陰極微生物燃料電池。

背景技術(shù)

自工業(yè)革命以來，水污染問題一直困擾著世界各國，生產(chǎn)與生活污水的排放，導(dǎo)致生活環(huán)境急劇惡化，水體污染、水資源短缺、水生態(tài)失衡造成嚴(yán)重環(huán)境安全問題。因此，合理處理水污染，已成為亟待解決的技術(shù)問題。

近些年，經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，很多產(chǎn)電微生物可有效去除有機(jī)物的污染，同時回收電能。目前，國內(nèi)外污水處理技術(shù)以生物技術(shù)為主，利用微生物去除有機(jī)物污染。但微生物降解有機(jī)質(zhì)產(chǎn)生酸性物質(zhì)，導(dǎo)致環(huán)境pH值降低，抑制了其生物活性，從而喪失污水處理效能，為其應(yīng)用于工業(yè)化污水處理增加了技術(shù)難度。另外，很多微生物僅能附著在陽極表面，需通過昂貴的電極材料和催化劑發(fā)揮微生物燃料電池處理廢水的作用，致使成本太高，限制了微生物燃料電池工業(yè)化應(yīng)用。因此，構(gòu)建高效，低成本，且具實用性的微生物燃料電池具有廣闊的前景。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技本問題是：微生物分解有機(jī)質(zhì)，導(dǎo)致環(huán)境PH降低，微生物活性受抑制的問題。本發(fā)明提供一種產(chǎn)電同步脫除污染的微生物燃料電池技術(shù)。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題采用以下的技術(shù)方案：

本發(fā)明提供一種處理含鉛污水的藻陰極微生物燃料電池，其包括陽極室、污水室、陰極室，其中陽極為固定化污泥活性炭電極與陰極為泡沫鎳加載石墨烯電極，兩塊電極由導(dǎo)線引出并外接電阻，形成完整電路，陽極室與陰極室通過污水室和頂部通氣管道分別相連，陽極室內(nèi)可裝城市污水、食品企業(yè)污水及下腳料、化肥廠污水或農(nóng)業(yè)生產(chǎn)廢棄物等高COD廢水，陰極室含有藻類活體及電解液，污水室盛含鉛污水。具體步驟為：

1)構(gòu)建微藻陰極微生物燃料電池

電池由三室組成：陽極室、污水室、陰極室。其中陽極有固定化污泥活性炭電極與陰極有泡沫鎳加載石墨烯電極，兩塊電極由導(dǎo)線引出并外接電阻，形成完整電路，陽極室與陰極室通過污水室和頂部通氣管道相連。

2)電池運(yùn)行

將含COD污水加入微生物燃料電池的陽極室，將含有重金屬的污水注入微生物燃料電池的污水室，將藻類加入微生物燃料電池的陰極室，通過自發(fā)電化學(xué)反應(yīng)啟動電池。

3)重金屬去處

在電池運(yùn)行過程中產(chǎn)生的電子，通過外電路傳遞給陰極電子受體氧氣，產(chǎn)生氫氧根，從而以堿性沉淀形式去除重金屬。

4)電能及循環(huán)水回收

微生物代謝脫除陽極室中的COD，代謝過程中產(chǎn)生電子，電子由陽極通過外電路傳遞到陰極過程中，在外電路中形成電流，實現(xiàn)電能回收。經(jīng)微生物燃料電池處理的污水為有效去除重金屬的處理水，可直接進(jìn)行排放或循環(huán)利用。

所述的一種處理含鉛污水的藻陰極微生物燃料電池，其特征在于，所述藻陰極微生物燃料電池在陽極脫除COD，同時在陰極脫除污水中鉛離子，并產(chǎn)電，其處理的污水可作為再循環(huán)水利用。

所述的一種處理含鉛污水的藻陰極微生物燃料電池，其特征在于，藻類在陰極室中通過特定電解液刺激，其代謝產(chǎn)物可創(chuàng)造7.5-10.95的水環(huán)境；借助堿性水環(huán)境，氧氣接受電子生成氫氧根。

所述的一種處理含鉛污水的藻陰極微生物燃料電池，其特征在于，陰極電極為以泡沫鎳為基底加載石墨烯的超電容電極。

所述的一種處理含鉛污水的藻陰極微生物燃料電池，其特征在于，整個微生物燃料電池是一個自循環(huán)系統(tǒng)：陽極產(chǎn)生的二氧化碳，通過頂部通氣管到陰極室，成為藻類生長的基質(zhì)；陰極死亡藻類，作為陽極微生物生長基質(zhì)。

下面結(jié)合具體實施方式對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述，所述的實施案例有助于對本發(fā)明的理解和實施，并非構(gòu)成對本發(fā)明的限制。本發(fā)明的保護(hù)范圍并不以具體實施方式為限，而是由權(quán)利要求加以限定。

附圖說明

圖1為三室型微生物燃料電池示意圖。

圖中：1.陽極室；2.陽極；3.鈦絲；4.電阻箱；5陰極；6陰極室；7離子交換膜；8 污水室

具體實施方式：

實施例1

如圖1所示，本實施實例的微生物燃料電池包括：陽極室1、陰極室6、陽極電極2、陰極電極5、質(zhì)子交換膜7、污水室8和外電路3、4.

微生物燃料電池準(zhǔn)備：三室型微生物燃料電池裝置為聚丙烯有機(jī)玻璃，以陰陽離子交換膜隔開陰陽室與污水室。

1)電極準(zhǔn)備：