[实用新型]一种基于零价铁的同步脱氮除磷微生物燃料电池

权利要求书

1.一种基于零价铁的同步脱氮除磷微生物燃料电池，其特征在于，包括阳极室和阴极室，阳极室和阴极室内分别填充有产电基质和耗电基质，阳极室上从上至下依次设有阳极室进水口(6)、阳极室出水口(3)和阳极产物排出口(1)，阳极室中，阳极室进水口(6)与阳极室出水口(3)之间的部分为阳极室反应区(4)，阳极室反应区(4)设有阳极电极(5)，阳极电极(5)材质为零价铁，且处于产电基质液面以下；

阴极室上从上至下依次设有排气口(17)、阴极室进水口(16)、阴极室出水口（12）和阴极生物膜排出口(10)，阴极室中，阴极室进水口(16)和阴极室出水口(12)之间的部分为阴极室反应区(13)，阴极室反应区(13)设有阴极电极(15)，阴极电极(15)上附着有具有脱氮功能的阴极生物膜(14)，阴极电极(15)处于耗电基质液面以下；

阳极室反应区(4)与阴极室反应区(13)通过管路连通，管路中设有质子交换膜(18)。

2.根据权利要求1所述的一种基于零价铁的同步脱氮除磷微生物燃料电池，其特征在于，阳极室和阴极室均为中空结构，上端均设有密封法兰(8)，密封法兰(8)上可拆卸连接有密封盖(7)，阳极电极(5)悬挂于阳极室的密封盖(7)，并处于阳极室反应区(4)的中部，阳极电极(5)上连接有外接导线(19)，外接导线(19)的一端延伸至阳极室的外部；

阴极电极(15)悬挂于阴极室的密封盖(7)，并处于阴极室反应区(13)的中部，阴极电极(15)上连接有外接导线(19)，外接导线(19)的一端延伸至阳极室的外部。

3.根据权利要求2所述的一种基于零价铁的同步脱氮除磷微生物燃料电池，其特征在于，排气口(17)设置于阴极室的密封盖(7)上，阳极室和阴极室的密封盖(7)上均设置有外接导线口(9)，阳极电极(5)上连接的外接导线(19)和阴极电极(15)上连接的外接导线(19)从外接导线口(9)处分别延伸至阳极室的外部和阴极室的外部。

4.根据权利要求2所述的一种基于零价铁的同步脱氮除磷微生物燃料电池，其特征在于，阳极室和阴极室的下端分别在阳极室出水口(3)下部和阴极室出水口(12)下部设置有阳极产物收集斗(2)和脱落生物膜收集斗(11)，阳极产物排出口(1)和阴极生物膜排出口(10)分别设置在阳极产物收集斗(2)和脱落生物膜收集斗(11)的下部。

5.根据权利要求4所述的一种基于零价铁的同步脱氮除磷微生物燃料电池，其特征在于，阳极产物收集斗(2)和脱落生物膜收集斗(11)均为倒锥形结构，阳极产物收集斗(2)的倾角为60±2°，脱落生物膜收集斗(11)的倾角为55±2°。

6.根据权利要求1所述的一种基于零价铁的同步脱氮除磷微生物燃料电池，其特征在于，阳极室和阴极室分别于阳极室反应区(4)的中部和阴极室反应区(13)的中部垂直连接有连通管(22)，阳极室反应区(4)和阴极室反应区(13)均分别与连通管(22)连通，连通管(22)的自由端均设置有用于将阳极室和阴极室连接为一体的连接法兰，两个法兰连接，质子交换膜(18)设置于连接法兰处。

7.根据权利要求1所述的一种基于零价铁的同步脱氮除磷微生物燃料电池，其特征在于，阳极电极(5)为长方形铁片，阳极电极(5)的高宽比为(2.5:1)～(3.5:1)，阳极电极(5)的表面积与阳极室总体积之比为(1cm²:8cm³)～(1cm²:12cm³)，阳极电极(5)的顶部距产电基质液面的距离至少为30mm。

8.根据权利要求1所述的一种基于零价铁的同步脱氮除磷微生物燃料电池，其特征在于，阴极电极(15)为长方形碳毡片，高宽比为(2.5:1)～(3.5:1)，阴极电极(15)的表面积与阴极室总体积之比为(1cm²:8cm³)～(1cm²:12cm³)；阴极生物膜(14)为反硝化菌生物膜。