[发明专利]与下水道U型管集成的废水降解发电装置和方法

权利要求书

1.与下水道U型管集成的废水降解发电装置，该装置包括微生物燃料电池，其特征在于：第一、第二和第三微生物燃料电池分别设置下水道U型管的流入臂、底肩和流出臂；并且第一微生物燃料电池的阳极腔室的进口和出口分别与下水道U型管的流入臂的上、下端连接；第三微生物燃料电池的阳极腔室的进口和出口分别与下水道U型管的流出臂的下、上端连接；第二微生物燃料电池的阳极腔室的进口和出口分别与下水道U型管底肩的流入、流出端连接；同时，第一、第二和第三微生物燃料电池的电极顺序串联，用引出导线分别将第一微生物燃料电池的阳极电极和第三微生物燃料电池的阴极电极引出；该第一、第二和第三微生物燃料电池均由内筒（1）、阴极碳布（2）、质子交换膜（3）、阳极碳布（4）、阳极腔室（5）、阴极腔室（6）、外筒（7）和端板（9）构成，内筒（1）和外筒（7）上分别设有阳极碳布（4）和阴极碳布（2）；内筒（1）的内腔构成阳极腔室（5）；外筒（7）套在内筒（1）上，内筒（1）的外壁与外筒（7）的内壁构成阴极腔室（6）；阴极腔室（6）的两端由上、下端板密封，上、下端板由螺栓（8）和螺母（10）固定；阳极腔室（5）与阴极腔室（6）之间设置有质子交换膜（3）。

2.与下水道U型管集成的废水降解发电方法，其特征在于：包括如下步骤：

A.使用胞外产电的混合产电菌作为微生物燃料电池的产电细菌；

B.将第一、第二和第三微生物燃料电池分别设置下水道U型管的流入臂、底肩和流出臂；再将第一微生物燃料电池的阳极腔室的进口和出口分别与下水道U型管的流入臂的上、下端连接；将第三微生物燃料电池的阳极腔室的进口和出口分别与下水道U型管的流出臂的下、上端连接；再将第二微生物燃料电池的阳极腔室的进口和出口分别与下水道U型管底肩的流入、流出端连接；将第一、第二和第三微生物燃料电池的电极顺序串联，用引出导线分别将第一微生物燃料电池的阳极电极和第三微生物燃料电池的阴极电极引出；该第一、第二和第三微生物燃料电池均由内筒（1）、阴极碳布（2）、质子交换膜（3）、阳极碳布（4）、阳极腔室（5）、阴极腔室（6）、外筒（7）和端板（9）构成，内筒（1）和外筒（7）上分别设有阳极碳布（4）和阴极碳布（2）；内筒（1）的内腔构成阳极腔室（5）；外筒（7）套在内筒（1）上，内筒（1）的外壁与外筒（7）的内壁构成阴极腔室（6）；阴极腔室（6）的两端由上、下端板密封，上、下端板由螺栓（8）和螺母（10）固定；阳极腔室（5）与阴极腔室（6）之间设置有质子交换膜（3）；

C.利用启动好的微生物燃料电池阳极出口废液在连续流下接种启动微生物燃料电池；

D、将培养基从下水管道依次注入第一微生物燃料电池、第二微生物燃料电池和第三微生物燃料电池；所述培养基成分为Na₂HPO₄·12H₂O:15.35～30.7（g/L）；KH₂PO₄:3～6（g/L）,CH₃COONa·3H₂O:1.1285～2.257（g/L），NaCl:0.5～1（g/L）,NH₄Cl:0.1～0.2（g/L）,MgSO₄·7H2O:0.1～0.2（g/L）,CaCl₂:11.327～22.654（mg/L）和微量元素溶液:1.0～2.0（ml/L）。