[發明專利]一種微生物燃料電池和藻類光合生物系統串聯試驗裝置

有效

• 申請號: 202011260894.X
• 申請日: 2020-11-12
• 公開（公告）號: CN112374605B
• 公開（公告）日: 2022-03-08
• 發明（設計）人: 蒲偉;周廣武;周志成;周青華;徐緋;卿人韋
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: C02F3/00
• 分類號: C02F3/00;H01M8/16
• 代理公司: 北京正華智誠專利代理事務所(普通合伙) 11870
• 代理人: 代維凡

1.一種微生物燃料電池和藻類光合生物系統串聯試驗裝置的控制方法，其特征在于，試驗裝置包括電控模塊、污水注入模塊、二氧化碳供給模塊、微生物燃料電池模塊、藻類光合生物反應器、氧氣反饋模塊和取樣模塊；

所述污水注入模塊與微生物燃料電池模塊連通，二氧化碳供給模塊與藻類光合生物反應器連通；所述微生物燃料電池模塊與藻類光合生物反應器連通，且在微生物燃料電池模塊與藻類光合生物反應器之間設置光照系統；所述藻類光合生物反應器通過氧氣反饋模塊與微生物燃料電池模塊的進氣端連通；

所述微生物燃料電池模塊包括若干從上至下依次排列的微生物燃料電池；所述微生物燃料電池上安裝壓力傳感器和電池測量系統；所述微生物燃料電池外部安裝相機和光照系統；

所述光照系統包括若干陣列的LED；

所述污水注入模塊包括污水儲袋，污水儲袋與微生物燃料電池模塊之間連接的管路上安裝電磁閥和水泵；

所述二氧化碳供給模塊包括二氧化碳氣罐；所述二氧化碳氣罐與藻類光合生物反應器之間連通的管路上依次安裝調壓閥、流量計、電磁閥和脫氣膜；

所述氧氣反饋模塊包括氧氣反饋管路，氧氣反饋管路上安裝與脫氣膜連通的電磁閥、真空泵、電磁閥和空氣過濾器；

所述取樣模塊包括水質傳感器、藻類水質取樣器和污水處理水質取樣器；所述水質傳感器安裝于微生物燃料電池的內循環管路上，所述藻類水質取樣器通過電磁閥、隔膜泵和固液過濾器與藻類光合生物反應器連通；

所述污水處理水質取樣器安裝于微生物燃料電池和藻類光合生物反應器之間連通的管路上；所述藻類光合生物反應器內安裝溶解氧傳感器和pH傳感器；

所述電控模塊包括電源模塊、控制模塊和數據采集模塊；

試驗控制方法，包括以下步驟：

開啟污水儲袋管路上的電磁閥，啟動水泵，將污水泵入微生物燃料電池，同時開啟光照系統；

開啟微生物燃料電池內循環管路水泵，使微生物燃料電池系統的污水循環流動，同時通過水質傳感器實時監測水質處理情況；

待微生物燃料電池處理完后，開啟微生物燃料電池和藻類光合生物反應器之間的水泵以及水質取樣管路中的電磁閥，將凈化后的污水收集到污水處理水質取樣器中；

開啟微生物燃料電池和藻類光合生物反應器之間的水泵和電磁閥，將污水泵入藻類光合生物反應器；同時，開啟污水管路，泵入新的污水到微生物燃料電池容器內；

開啟二氧化碳管路上的電磁閥，將二氧化碳氣罐中的二氧化碳通過脫氣膜導入藻類光合生物反應器；

控制光照系統，一天內開啟16小時，關閉8小時；

藻類光合生物反應器中的溶解氧傳感器和pH傳感器實時監測反應器中液體的溶解氧和pH值；

若溶解氧大于12mg/L時，啟動氧氣反饋管路，利用真空泵將反應器中的氣體通過脫氣膜抽入到微生物燃料電池；

若溶解氧小于3mg/L時，則開啟光照系統，直至溶解氧大于6mg/L時關閉LED光源，繼續開啟16小時，關閉8小時的周期照射；

若pH值大于8.5，持續充入二氧化碳；

若pH值小于6，則強制關閉光照系統，當pH值大于6時，繼續開啟16小時，關閉8小時的周期照射；

當二氧化碳使用完畢，即pH值不能調節時，開啟藻類取樣管路，利用隔膜泵將藻類反應器中的液體泵入到藻類水質取樣器，同時通過固液過濾器濾網獲得藻類，完成藻類和水質的取樣；

當完成藻類取樣后，關閉整個系統。