[发明专利]双室藻类微生物燃料电池及其处理废水实现零碳排放的方法

权利要求书

1.双室藻类微生物燃料电池，它由反应器箱体(13)、导线(14)、外电路(15)、 阳极(3)、阴极(4)、阳离子交换膜(5)、导气管(7)和气体收集装置(8)组成，其 特征在于：所述阳离子交换膜(5)竖直设置在反应器箱体(13)内，反应器箱体(13)的 内部形成阳极室(1)和阴极室(2)，所述阳极(3)设置在阳极室(1)内，所述阴极(4) 设置在阴极室(2)内，所述导线(14)的两端穿过反应器箱体(13)的上盖板(13-1)与 阳极(3)和阴极(4)连接，所述外电路(15)设置在反应器箱体(13)的外部与导线(14) 连接，所述阳极(3)上方的反应器箱体(13)的上盖板(13-1)上开有集气室(6)，所 述导气管(7)的一端与集气室(6)密封连通，导气管(7)的另一端穿过反应器箱体(13) 的上盖板(13-1)置于阴极室(2)的底部，所述反应器箱体(13)的上盖板(13-1)上开 有阳极取样口(10)和阴极取样口(9)，阳极取样口(10)位于阳极室(1)的上方，阴 极取样口(9)位于阴极室(2)的上方，所述反应器箱体(13)的上盖板(13-1)上还开 有气体出口(16)，所述气体出口(16)位于阴极室(2)的上方，所述气体收集装置(8) 密封安装在气体出口(16)处，所述阳极室(1)的侧壁上由上至下开有阳极进水口(11) 和阳极出水口(12)，所述阴极室(2)的侧壁上由上至下开有阴极进水口(17)和阴极出 水口(18)，所述阳极室(1)、阴极室(2)均采用有机玻璃制成，所述阴极室(2)内投 加了藻类微生物。

2.根据权利要求1所述双室藻类微生物燃料电池，其特征在于：所述阳极(3)和阴 极(4)均采用碳布、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、钛板或钛网作为电极材料。

3.根据权利要求2所述双室藻类微生物燃料电池，其特征在于：所述阴极(4)采用 载有0.1～0.35mg/cm³的Pt/C催化剂的碳电刷作为电极材料。

4.根据权利要求1、2或3所述双室藻类微生物燃料电池，其特征在于：所述集气室 (6)为锥台型腔体。

5.利用权利要求1所述的双室藻类微生物燃料电池处理废水实现零碳排放的方法，其 特征在于双室藻类微生物燃料电池处理废水实现零碳排放的方法是按下述步骤进行的：一、 启动双室藻类微生物燃料电池：室温下，将生活污水分别注入阳极室(1)和阴极室(2)， 并向阴极室内投加藻类，藻类的接种浓度为0.3～1.0g/L，利用生活污水中的微生物启动双室 藻类微生物燃料电池，阳极室(1)产生的CO₂通入阴极室(2)内被藻类吸收进行光合作 用，当电池电压低于50mV时，完全更换阳极室的生活污水，至负载电压稳定在530mV 以上，即完成了藻类微生物燃料电池的启动；二、处理废水：将废水注入阳极室(1)内， 同时将废水注入阴极室(2)内，室温下微生物分解代谢有机物同时获得电能，阳极室(1) 产生的CO₂通入阴极室(2)内被阴极(4)上的藻类光合利用，待阳极(3)电位高于50mV， 将阳极室(1)处理过的废水全部排放后注入新的废水；阴极室使用的废水，待阴极(4) 电位低于30mV，将阴极室(2)处理过的废水全部排放后注入新的废水；即实现了废水的 处理。

6.根据权利要求5所述的双室藻类微生物燃料电池处理废水实现零碳排放的方法，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。

7.根据权利要求6所述的双室藻类微生物燃料电池处理废水实现零碳排放的方法，其 特征在于步骤一中藻类的接种浓度为0.5～0.8g/L。

8.根据权利要求6所述的双室藻类微生物燃料电池处理废水实现零碳排放的方法，其 特征在于步骤一中藻类的接种浓度为0.6g/L。

9.根据权利要求5、6、7或8所述的双室藻类微生物燃料电池处理废水实现零碳排放 的方法，其特征在于采用微生物燃料电池的阳极出水替代步骤一所述的生活污水。