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专利号: 2022106827366
申请人: 烟台大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-08-25
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种微生物燃料电池堆处理有机废水的反应器,其特征在于,包括阳极室一(1),所述阳极室一(1)的一侧设有阴极室一(2),所述阴极室一(2)的上部设有缺氧室(3),所述缺氧室(3)的宽度小于阴极室一(2)的宽度,所述阳极室一(1)和缺氧室(3)相邻的侧板上部开设有相连通的溢流孔一(4);所述缺氧室(3)位于阴极室一(2)内侧的侧板上开设有溢流台阶(5),所述阴极室一(2)通过泵连接有阳极室二(6),所述阳极室二(6)的一侧设有阴极室二(7),所述阴极室二(7)和阳极室二(6)相邻的侧板上部开设有相连通的溢流孔二(8);所述阳极室一(1)和阳极室二(6)上均设有盖板(9),所述盖板(9)上安装有阳极电极,所述阳极室一(1)和阳极室二(6)内填充有活性炭生物电极;所述阴极室一(2)和阴极室二(7)内均设有阴极电极,所述阳极室一(1)和阳极室二(6)的两个阳极电极通过导线串联接入外接电阻并连接由导线串联的两个阴极电极;

所述缺氧室(3)内填充有火山岩滤料;

所述缺氧室(3)内靠近阳极室一(1)的一侧设有折流板一(10),所述折流板一(10)的顶部不低于溢流孔一(4)的顶部,所述折流板一(10)的底部与缺氧室(3)的底部之间留有距离,所述缺氧室(3)的两个侧板上设有挡板(11),两个所述挡板(11)与开设有溢流台阶(5)的侧板构成“凵”字型结构。

2.根据权利要求1所述的反应器,其特征在于,所述阴极室二(7)内填充有火山岩滤料。

3.根据权利要求1所述的反应器,其特征在于,所述阳极室二(6)内靠近阴极室二(7)的一侧设有折流板二(12),所述折流板二(12)的顶部不低于溢流孔二(8)的顶部,所述折流板二(12)的底部与阳极室二(6)的底部之间留有距离。

4.根据权利要求1所述的反应器,其特征在于,所述活性炭生物电极在阳极室一(1)和阳极室二(6)内的填充率均为50%~70%。

5.根据权利要求1所述的反应器,其特征在于,两个阳极电极均为碳棒电极,两个阴极电极均为碳毡电极。

6.一种微生物燃料电池堆处理有机废水的方法,其特征在于,使用如权利要求1~5任一项所述的反应器,包括如下步骤:

1)产电微生物培养

(1)将厌氧污泥与活性炭生物阳极混合培养一周,使微生物完全附着在活性炭表面,培养期间加入人工配置的营养基;

(2)将培养完毕的活性炭生物阳极放入微生物燃料电池堆系统的阳极室一(1)和阳极室二(6)中,并分别插入阳极电极,同时继续加入步骤(1)中的营养基;

(3)将曝气装置加入微生物燃料电池堆系统的阴极室一(2)及阴极室二(7)中,并分别放入阴极电极,且阴极电极要低于液面位置;

(4)通过不断换水驯化,直到微生物燃料电池堆系统的电压稳定,获得最适宜的产电微生物;

2)有机废水处理

将需要处理的有机废水放入阳极室一(1)中,通过阳极室一(1)后,经溢流孔一(4)流入缺氧室(3)中,缺氧室(3)充满有机废水后,废水由高处跌入阴极室一(2)中;有机废水通过泵从阴极室一(2)进入到阳极室二(6)中,再通过阳极室二(6)上部的溢流孔二(8)进入到阴极室二(7)中;

3)测定微生物燃料电池堆的电压

两个阳极电极用导线进行连接,测量微生物燃料电池堆的阳极电压;

两个阴极电极作为微生物燃料电池堆的共同阴极并通过导线连接,两个阳极电极作为微生物燃料电池堆的共同阳极并通过导线进行连接,将共同阴极和共同阳极通过导线连接并接入外接电阻,通过电势采集器测量微生物燃料电池堆的系统电压。

7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,培养基包括葡萄糖1000mg/L、K2HPO4·3H2O 

50mg/L、NH4Cl 100mg/L、MgSO4 15mg/L、CaCl2 15mg/L以及微量元素1mg/L。