專利名稱：微生物燃料電池處理含硫廢水的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于水污染處理技術(shù)領(lǐng)域，是一種將廢水中的硫酸鹽轉(zhuǎn)化為單質(zhì)硫，同時回收能量的一種方法。
背景技術(shù)：
硫化物是水體污染的一項重要指標，水中硫化物包括溶解性的&S、HS_、S2_，和存在于懸浮物中的可溶性硫化物、酸可溶性金屬硫化物以及未電解的有機、無機類硫化物。硫化物除自身能腐蝕金屬外，還可以被污水中的微生物氧化成硫酸鹽，進而腐蝕下水管道等。 廢水中的硫酸鹽來源廣泛化工、制藥、金屬加工和采礦等工業(yè)部門排出的廢水中以及用某些固體脫硫劑去除煙氣中時固體脫硫劑再生廢液中都含有高濃度的硫酸鹽，因此完全有必要加強對含硫化物的廢水進行處理，以減少其對環(huán)境及人體的危害。目前處理含硫廢水的方法主要包括物理化學法和生化法，前者能耗大，后者投資高，現(xiàn)在迫切需要一種能耗低，投資少的技術(shù)來解決這一難題。微生物燃料電池可以直接以廢水中的有機物作為原料，直接將廢水中有機物中的化學能轉(zhuǎn)化為電能，具有能耗小，成本低，兼顧經(jīng)濟和環(huán)境效益。利用微生物燃料電池處理含硫廢水，一方面可以降解硫酸鹽，生成單質(zhì)硫，實現(xiàn)硫的可回收利用，與此同時可以獲得電能。實現(xiàn)廢物的資源化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是利用硫還原菌將污水中的硫酸鹽轉(zhuǎn)化為單質(zhì)硫，在此過程中可以直接獲得電能的一種微生物燃料電池。陽極位于陽極室內(nèi)，進水口和出水口均位于陽極室，進水口在下，出水口在上可以保證整個反應(yīng)體系是處于厭氧狀態(tài)，陽極由附著有硫還原細菌的活性碳布組成，陰極與膜構(gòu)成“二合一”電極，陰陽極間距在3-5mm之間。陽極室中的產(chǎn)電培養(yǎng)基中是硫酸鹽的人工廢水，操作條件為中性PH，室溫，連續(xù)培
養(yǎng)本發(fā)明具有的有益效果(1)利用脫硫細菌進行廢水脫硫和生物產(chǎn)電，可實現(xiàn)含硫酸鹽廢水處理與產(chǎn)電同步化。( 產(chǎn)生的單質(zhì)硫附著在電極表面，易于回收利用。


附圖1是脫硫微生物燃料電池的結(jié)構(gòu)示意圖附圖2是生成單質(zhì)硫與時間的關(guān)系圖附圖3為微生物燃料電池處理脫硫廢水時的輸出電流密度-電壓及功率密度關(guān)系圖。其中a表示電流密度-電壓關(guān)系，曲線b表示電流密度-功率密度關(guān)系。
具體實施方案
如圖1所示，應(yīng)用于脫硫處理的微生物燃料電池是由單極室組成，該反應(yīng)系統(tǒng)是個流加系統(tǒng)，陽極5為活性碳布，硫還原菌在其上形成產(chǎn)電生物膜，并置于陽極室溶液中， 陰極直接暴露于空氣中，含硫酸鹽的人工廢水通過空氣泵由蓄液槽1送至在下部的進水口，出水口在上部，從而可以保證整個反應(yīng)體系是處于厭氧狀態(tài)，利用本發(fā)明的微生物燃料電池處理含硫廢水，廢水中的硫化物含量為54. 72g，運行140h后，廢水中硫化物的含量為 0. 18g，生成12. 3g硫，硫化物的去除率達99%。產(chǎn)電性能在電流密度為1. 3mA/cm2最大輸出功率為0. 51mW/cm2。
權(quán)利要求
1.其特征在于陽極位于陽極室內(nèi)，進水口和出水口均位于陽極室，進水口在下，出水口在上可以保證整個反應(yīng)體系是處于厭氧狀態(tài)，陽極由附著有硫還原細菌的活性碳布組成， 陰極與膜構(gòu)成“二合一”電極，陰陽極間距在3-5mm之間。(1)蓄水槽，⑵空氣泵，⑶進水口，(4)陽極室，(5)陽極，(6)質(zhì)子交換膜，(7)陰極，(8)電阻，(9)出水口，(10)閥門
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的脫硫微生物燃料電池，其特征在于位于陽極室中的產(chǎn)電培養(yǎng)基中含有硫酸鹽的廢水，操作條件為中性PH，室溫，流加培養(yǎng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于脫硫的微生物燃料電池，其特征在于能將廢水中的硫酸鹽轉(zhuǎn)化為單質(zhì)硫，同時可以獲得0. 5 lmff/cm2的電能，單質(zhì)硫可以回收利用。
全文摘要
本發(fā)明公布了一種應(yīng)用于處理含硫廢水的微生物燃料電池，包括采用單極室結(jié)構(gòu)，活性碳布為富集微生物的陽極，陰極暴露于空氣中，陰陽極間距3-5mm。本發(fā)明的微生物燃料電池能夠有效的將廢水中的硫酸鹽轉(zhuǎn)化為單質(zhì)硫，其轉(zhuǎn)化率達99％，同時單質(zhì)硫回收再利用，在此過程中可以獲得較高的電能，具有制備成本低、低內(nèi)阻、運作效率高的特點，具有極好的環(huán)保及經(jīng)濟效益。
文檔編號H01M8/00GK102468495SQ201010552208
公開日2012年5月23日 申請日期2010年11月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月17日
發(fā)明者趙峰, 陳立香 申請人:中國科學院城市環(huán)境研究所