[發明專利]一種微生物產電研究系統以及防治污損生物附著的應用

在審

• 申請號: 202011512265.1
• 申請日: 2020-12-19
• 公開（公告）號: CN112644658A
• 公開（公告）日: 2021-04-13
• 發明（設計）人: 王珊珊
• 申請（專利權）人: 威海海洋職業學院
• 主分類號: B63B59/04
• 分類號: B63B59/04;H01M8/16
• 代理公司: 青島高曉專利事務所(普通合伙) 37104
• 代理人: 張曉波

本發明公開了一種微生物產電研究系統以及防治污損生物附著的應用。本發明通過高性能產電微生物利用廢燃油，將化學能轉換成電能，產生可有效利用的電流，開發微生物產電裝置，實現新舊動能轉換，另外在微生物產電裝置作用下，產生的微電流，使水在堿性條件下發生水解，利用離子交換樹脂，使OH?聚集并通過船底表面的納米管網，形成局部表面堿性環境，從而抑制污損生物的附著，降低經濟損耗，提高船體壽命，有效保護海洋生態環境。

技術領域

本發明屬于微生物產電及防治污損技術領域，具體涉及一種微生物產電研究系統以及防治污損生物附著的應用。

背景技術

水中微型或大型生物在物體表面的不良沉積導致船舶生物污損，其在水線下構件上的附著及大量繁殖會嚴重影響構件功能的正常發揮，如生物污損嚴重增加船的航行阻力、降低航速、減弱靈活性、增加燃料的消耗、加速殼體的腐蝕等。隨著人類利用海洋和探索海洋活動的日益頻繁，海洋生物的附著污損一直是困擾海洋工作者的全球性問題。

附著于材料表面的微生物膜是誘發材料表面生物性腐蝕的重要因素，微生物的附著是高度自發過程，它幾乎可以導致所有材料的腐蝕，每年使石油工業的生產、運輸和貯存設備遭受高達數億美元的損失，因此，微生物污損危害是巨大的。然而，這種生物損害長期以來未能引起人們足夠的重視。隨著我國經濟的迅速發展，海洋采油平臺、海水淡化設施、海港設施、船設備、海水冷卻工程等海洋工程設施廣泛應用，微生物污損問題逐漸引起海洋工作者的重視。

目前，海洋科技工作者積極地采用各種方式進行污損生物的防除。最常見的是利用有毒涂料進行防污，雖是最有效的生物污損防治手段，但有毒涂料的使用嚴重地破壞了海洋的生態平衡，使許多海洋生物的生長發育產生畸變，因而有毒涂料的使用受到限制。因此，研究開發高效、環保的無毒防污方法勢在必行。

本項目通過對優勢種生物學特性和附著機理的了解，借助生命科學領域的最新研究成果，結合物理、化學及材料科學等多個學科，采用不同學科技術交叉滲透，協同開發生物污損防治技術，研究開發既能被環境接受、又能從根本上徹底解決生物污損這一難題的技術，促進我國航海業及漁業的健康持續發展。

本項目利用航船殘廢油的微生物燃料電池技術、納米海水凈化池耦合陰離子交換樹脂制備OH-技術、微生物燃料電池耦合納米海水凈化池等技術，創新船體表面堿性水化膜，旨在利用航船殘油、廢油開發一種新型微生物產電裝置，產生的微電流通過化學能轉化，使船體表面均勻的附著一層強堿性（pH＞9.0）水化膜。由于海洋中的附著生物通過分泌酸性粘結性物質進行附著，船體表面在生成OH-的同時，大量地消耗了船體表面的水體含有的氧氣，導致船體表面水化膜不適宜生物的生長，從而抑制污損生物的附著。

為促進持續發展與生態環境和人類健康等因素的互動和統一，以生物技術和生物防治手段為基礎的新興污損生物防除方法在海水養殖領域將具有極為廣闊的應用和發展前景。

發明內容

本發明的目的在于提供一種微生物產電研究系統以及防治污損生物附著的應用，以解決上述背景技術中提出的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種微生物產電研究系統以及防治污損生物附著的應用。

優選的，包括利用廢燃油的微生物燃料技術、納米海水凈化池技術和陰離子交換樹脂制備OH-技術。

優選的，包括以下步驟：

S1.提取并純化高性能產電菌；

S2.微生物燃料電池的開發；

S3.制作海水納米凈化池；

S4.創建船體表面堿性水化膜。

優選的，所述S1中提取并純化高性能產電菌的具體步驟為：從石油產區或有污染的水體中，通過劃平板法提取并純化獲得高性能的產電菌，經過菌的馴化后，將產電菌放置于船舶的廢燃油倉，使其充分利用廢燃油代謝，開發利用船舶廢燃油的微生物燃料電池的新技術。