[發(fā)明專利]一種睪丸酮叢毛單胞菌微生物燃料電池處理廢水的方法

在審

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• 申請日: 2018-07-12
• 公開（公告）號: CN109081424A
• 公開（公告）日: 2018-12-25
• 發(fā)明（設計）人: 倪紅軍;卓露;汪興興;呂帥帥;李志揚;黃明宇;廖萍;朱昱
• 申請（專利權）人: 南通大學
• 主分類號: C02F3/00
• 分類號: C02F3/00;H01M8/16;C02F101/10;C02F101/34;C02F103/20
• 代理公司: 北京一格知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙) 11316
• 代理人: 滑春生

本發(fā)明涉及一種睪丸酮叢毛單胞菌微生物燃料電池處理廢水的方法，將睪丸酮叢毛單胞菌進行活化并接種到培養(yǎng)液中，密閉后搖床培養(yǎng)，到對數(shù)期末期；將培養(yǎng)后的菌液與營養(yǎng)液、緩沖液和污泥按體積比1～3:1～5:1～3:3～7混合，然后接種到微生物燃料電池陽極室，使菌液懸于陽極液中或附著在陽極上，靜置以利用菌液降解廢水并產(chǎn)生電子和質(zhì)子，電子經(jīng)外電路到達陰極與透過中間隔膜到達陰極的質(zhì)子構成電流回路以發(fā)電；每隔2～7天更新一次陽極液，并保留原有10%陽極室原有混合物。本發(fā)明的優(yōu)點在于：本發(fā)明將睪丸酮叢毛單胞菌應用在基于廢水處理的微生物燃料電池中，可以有效提升降解廢水并產(chǎn)生電能。

技術領域

本發(fā)明屬于廢水處理領域，特別涉及一種睪丸酮叢毛單胞菌微生物燃料電池處理廢水的方法。

背景技術

水污染和能源消耗問題一直是人們熱議的話題。傳統(tǒng)的水處理方法有物理、化學和生物等方法，其中物理法包括：沉淀、篩選、氣浮、離心等，化學法包括：混凝、中和、氧化還原、吸附法等，生物法包括活性污泥、生物膜、陽陽生物處理等方法。但是，傳統(tǒng)的廢水處理技術在處理廢水時存在極大的能量消耗。此外，傳統(tǒng)的廢水處理技術在處理廢水時效果欠佳，目前尚沒有一種能夠很好地解決廢水污染問題的處理技術。所以，尋找一種可以彌補這種高能源消耗并且具備更好地污水處理效果的水處理技術對環(huán)境治理和能源問題來說很有必要。

微生物燃料電池是一種利用微生物將有機物中的化學能直接轉化成電能的裝置。微生物燃料電池的基本工作原理是：在陽極室厭氧環(huán)境下，有機物在微生物作用下分解并釋放出電子和質(zhì)子，電子依靠合適的電子傳遞介體在生物組分和陽極之間進行有效傳遞，并通過外電路傳遞到陰極形成電流，而質(zhì)子通過質(zhì)子交換膜傳遞到陰極，氧化劑( 一般為氧氣) 在陰極得到電子被還原與質(zhì)子結合成水。微生物燃料電池多采用雙室型，即包括陽極室和陰極室，中間常采用質(zhì)子交換膜隔開。

睪丸酮叢毛單胞菌對類固醇化合物有很強的降解作用，有很強的環(huán)境適應性，能以硝酸鹽氮為唯一氮源，也能在好氧情況下降解去除污水中的無機磷元素。將睪丸酮叢毛單胞菌應用在基于廢水處理的微生物燃料電池中，可以有效降解廢水并產(chǎn)生電能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種睪丸酮叢毛單胞菌微生物燃料電池處理廢水的方法，將睪丸酮叢毛單胞菌應用在基于廢水處理的微生物燃料電池中，可以有效提升降解廢水并產(chǎn)生電能。

為解決上述技術問題，本發(fā)明的技術方案為：一種睪丸酮叢毛單胞菌微生物燃料電池處理廢水的方法，其創(chuàng)新點在于：包括以下步驟：

步驟1：菌種制備與活化：將睪丸酮叢毛單胞菌進行活化并接種到培養(yǎng)液中，密閉后搖床培養(yǎng)，培養(yǎng)溫度為25-35℃，搖床轉速為150-250r/min，到對數(shù)期末期；

步驟2：微生物燃料電池陽極室菌種的接種：將培養(yǎng)后的菌液與營養(yǎng)液、緩沖液和污泥按體積比1～3:1～5:1～3:3～7混合，然后接種到微生物燃料電池陽極室，使菌液懸于陽極液中或附著在陽極上，靜置利用菌液降解廢水并產(chǎn)生電子和質(zhì)子，電子經(jīng)外電路到達陰極，并與透過中間隔膜到達陰極的質(zhì)子構成電流回路以發(fā)電；

步驟3：陽極液的更新：每隔2～7天更新一次陽極液，并保留原有10%陽極室原有混合物，該陽極室原有混合物包含括菌液、營養(yǎng)液、緩沖液、污泥和廢水。

進一步地，所述步驟1中培養(yǎng)液包括3g/L牛肉膏、10g/L蛋白胨和5g/L Nacl。

進一步地，所述步驟2中的營養(yǎng)液為有機物或氮源、無機鹽和微量元素的混合物或有機物、氮源、無機鹽和微量元素的混合物。

進一步地，所述睪丸酮叢毛單胞菌包括睪丸酮叢毛單胞菌、睪丸酮叢毛單胞菌發(fā)酵液和睪丸酮叢毛單胞菌代謝產(chǎn)物。

進一步地，所述步驟2中的緩沖液選用摩爾濃度為0.2-1.0mmol/L的 PBS 緩沖液。