[发明专利]双室藻类微生物燃料电池及其低能耗处理废水的方法

权利要求书

1.双室藻类微生物燃料电池，它由阳极(1)、阴极(2)、隔膜(3)、取样口(4)、阳极室(6)、阴极室(7)、进水口(8)、出水口(9)、壳体(11)、外电路(10)和导线(5)构成，其特征在于双室藻类微生物燃料电池的阳极室(6)和阴极室(7)通过隔膜(3)分隔，隔膜(3)与阳极室(6)、阴极室(7)之间夹有真空垫，阳极室(6)内设置有阳极(1)，阴极室(7)内设置有阴极(2)，阳极(1)和阴极(2)通过导线(5)与设置在壳体(11)外部的外电路(10)连接，阴极室(7)、阳极室(6)的侧壁上部分别开有进水口(8)，并在侧壁下部分别开有出水口(9)，所述阴极室(7)采用有机玻璃制成，阴极室(7)内投加了藻类。

2.根据权利要求1所述的双室藻类微生物燃料电池，其特征在于所述的阳极(1)、阴极(2)的材料均为碳布、碳纸、碳毡、碳电刷、活性炭颗粒、石墨板、石墨颗粒、不锈钢板、不锈钢网、钛板或钛网。

3.根据权利要求2所述的双室藻类微生物燃料电池，其特征在于所述的碳电刷是经过预处理的，碳刷预处理的方法是将碳电刷经450℃加热30分钟，再冷却至室温，然后浸泡于质量浓度为10％H2SO4溶液10分钟，再用质量浓度为10％的NaOH溶液进行中和，最后用蒸馏水清洗。

4.根据权利要求1、2或3所述的双室藻类微生物燃料电池，其特征在于所述阴极(2)表面载有0.1～0.35mg/cm3的Pt/C催化剂。

5.根据权利要求4所述的双室藻类微生物燃料电池，其特征在于所述隔膜(3)的材料为阳离子交换膜、阴离子交换膜、超滤膜、微滤膜、全氟磺酸树脂膜、玻璃纤维膜或聚碳酸酯膜。

6.根据权利要求1、2、3或5所述的双室藻类微生物燃料电池，其特征在于所述的藻类为小球藻、螺旋藻、硅藻、甲藻、金藻、裸藻、轮藻、石莼、海带、裙带菜、紫菜或石花菜。

7.根据权利要求7所述的双室藻类微生物燃料电池，其特征在于所述阴极室(7)、阳极室(6)的顶端面上开有取样口(4)。

8.利用权利要求1所述的双室藻类微生物燃料电池低能耗处理废水的方法，其特征在于双室藻类微生物燃料电池低能耗处理废水的方法是按下述步骤进行的：一、启动反应器：室温下将生活污水或微生物燃料电池的阳极出水分别注入阴极室(7)、阳极室(6)内，并向阴极室(7)内投加藻类以提供氧气，藻类的浓度为0.3～1.0g/L，利用进水中的微生物启动藻类微生物燃料电池，当电池电压低于50mV时，完全更换阳极室的废水，待负载电压稳定在500mV以上，即完成了藻类微生物燃料电池的启动；二、处理废水：废水注入阳极室(6)内，同时将含碳酸盐废水注入阴极室(7)内，室温下微生物分解代谢有机物同时获得电能，藻类通过光合作用向阴极室(7)内提供氧气，待阳极(1)电位高于50mV，将阳极室(6)处理过的废水完全排放并注入新鲜废水，待阴极(2)电位低于30mV，将阴极室(7)处理过的废水完全排放并注入含碳酸盐的废水；即实现了废水的处理；其中步骤二所述含碳酸盐废水中碳酸盐的浓度0.02～0.5g/L。

9.根据权利要求8所述的双室藻类微生物燃料电池低能耗处理废水的方法，其特征在于步骤一中所述的藻类为小球藻、螺旋藻、硅藻、甲藻、金藻、裸藻、轮藻、石莼、海带、裙带菜、紫菜或石花菜。

10.根据权利要求8或9所述的双室藻类微生物燃料电池低能耗处理废水的方法，其特征在于步骤一中藻类的浓度为0.35～0.45g/L。