[发明专利]一种用于测量CW-MFC反应速率的装置及方法

权利要求书

1.一种用于测量CW-MFC反应速率的方法，其特征在于：包括电池耦合装置(1)、测量电路(2)、单片机(3)；所述电池耦合装置(1)为上端开口的半封闭腔体，从一侧至另一侧分别为进水口(101)、阴极室(102)、薄膜(103)、第一滤料区(104)、阳极室(105)、第二滤料区(106)、卵石层(107)和出水口(108)，上端开口处铺设植物层(109)；所述测量电路(2)两端分别连接电池耦合装置(1)的阴极室(102)和阳极室(105)，用于测量其内部电压值，所述电池耦合装置(1)通过测量电路(2)与单片机(3)相连；

所述测量电路(2)中包括限流电阻(201)、三极管(202)、热敏电阻(203)、电压表(204)，所述三极管(202)的基极通过限流电阻(201)与阴极室(102)连接，所述三极管(202)的发射极与阴极室(102)直接连接，所述三极管(202)的集电极通过热敏电阻(203)与阳极室(105)连接，所述电压表(204)连接单片机(3)并与热敏电阻(203)并连；

包括以下步骤：

A、搭建所述电池耦合装置(1)，连接测量电路(2)和单片机(3)；

B、将人工废水通过进水口(101)进入电池耦合装置(1)，待水位上升至距装置顶部3-5cm处停止进水；

C、反应期间读出并记录热敏电阻(203)的阻值R，及电压表(204)示数U，三极管的放大倍数n，法拉第常数F，阴极室(102)的表面积A，薄膜(103)的渗透系数Pm，薄膜厚度L，根据欧姆定律、法拉第定律得溶解氧浓度为：

D、计算溶解氧气的浓度变化速率并通过传感器和单片机反馈给计算机，进而求得CW-MFC电池耦合装置的实时氧浓度变化速率，即CW-MFC电池耦合装置的反应速率：

E、装置运行6-7小时后，运行结束，从装置出水口将水排出。

2.根据权利要求1所述用于测量CW-MFC反应速率的方法，其特征在于：所述阴极室(102)与阳极室(105)的填料为粒径1-8mm颗粒活性炭；所述第一滤料区(104)和第二滤料区(106)均由粒径范围为4-10mm的砾石组成；所述卵石层(107)为粒径20-35mm的鹅卵石组成；所述植物层(109)为蒲草或灯芯草。

3.根据权利要求1所述用于测量CW-MFC反应速率的方法，其特征在于：所述阴极室(102)的填料厚度为4-6cm，所述第一滤料区(104)的填料厚度为25-30cm，所述阳极室(105)的填料厚度为8-12cm，所述第二滤料区(106)的填料厚度为5-10cm，所述卵石层(107 )的填料厚度为10-20cm。

4.根据权利要求1所述用于测量CW-MFC反应速率的方法，其特征在于：所述限流电阻(201)选用800-1500Ω的外电阻，所述热敏电阻(203)选用标称阻值为1000Ω的外电阻。