[发明专利]微生物燃料电池和藻类光合生物耦合物质转化试验装置

权利要求书

1.一种微生物燃料电池和藻类光合生物耦合物质转化试验装置的控制方法，其特征在于，试验装置包括：

反应器内循环模块、与反应器内循环模块连通的污水供给模块、二氧化碳供给模块、气体控压取样模块、藻类/水质取样检测模块，以及用于控制反应器内循环模块作业的电控模块；

所述反应器内循环模块包括反应器液池，反应器液池内布设若干个微生物燃料电池，且在反应器液池内放置若干藻类微生物，位于反应器液池上方设置电池组电极接线盒，反应器液池侧面安装光照系统，另一侧面安装相机，反应器液池内安装压力传感器；

所述微生物燃料电池呈S型排列、布设于反应器液池内；

所述反应器液池采用U型通道，并与内部循环管路连通；

所述光照系统包括若干阵列的LED；

所述电控模块包括依次连接的电源模块、控制模块和数据采集模块；所述数据采集模块分别与相机、压力传感器、电池测量系统、pH值传感器、溶解氧传感器和光照系统连接；

所述污水供给模块包括污水储袋，污水储袋与反应器液池之间的连通管路上依次安装电磁阀和水泵；所述二氧化碳供给模块包括二氧化碳气罐，二氧化碳气罐与反应器液池之间的连通管路上依次安装流量计、电磁阀和膜接触器；

所述气体控压取样模块包括气体取样袋；所述气体取样袋通过膜接触器与反应器液池连通；所述反应器液池通过膜接触器、电磁阀、真空泵、气体处理器、真空泵、电磁阀和膜接触器实现二氧化碳的循环流动；

藻类/水质取样检测模块包括藻类取样器，所述藻类取样器依次与电磁阀、水质传感器和水泵连通；

采用模块化设计思想，将同类型和同功能的元器件设置在一起，便于组装和检修；

反应器液池容积2L；

CO₂质量10～20克，最大压力控制为0.2Mpa；

隔膜泵流速20-200mL/min；

真空泵190～1L/min；

产电能力：电压3～5V，电流20～200mA；

PH值0～14检测；

溶解氧0～20mg/L；

光照强度1500-3500流明；

整个装置工作温度20～30℃；

系统功率50～100W；

流量计50～100mL/min；

总氮去除率≥60％；

产氧性能：0.6-1.2g/g(DWmass)；

产电性能：功率密度≥300mW/m3；

方法包括：

开启污水管路上的电磁阀，将污水储袋的污水泵入反应器液池；

开启二氧化碳管路上的电磁阀，将二氧化碳气罐中部分二氧化碳导入反应器液池；

控制开启LED光源，反应器液池内微生物反应，并控制LED光源开启16小时，关闭8小时的照射周期；

待反应器液池反应，启动内循环光路，系统循环运行，同时实时间隔采样、检测反应器内溶解氧、pH值、温度和产电量；

若水质传感器检测到水里的溶解氧大于11mg/L时，启动气体处理器，将反应器中的气体抽入到气体处理袋中；

若水质传感器检测到水里的溶解氧小于4mg/L时，则开启LED光源，直至溶解氧大于4mg/L时关闭LED光源，继续开启16小时，关闭8小时的周期照射；

若水质传感器检测到PH值大于8，持续充入二氧化碳；

若水质传感器检测到PH值小于6，则关闭LED光源，当PH值大于6时，继续开启16小时，关闭8小时的周期照射；

当二氧化碳气罐中的二氧化碳使用完毕时，则控制回流管道中的电磁阀开启，将二氧化碳再利用管路导入反应器液池内，调节pH值；

当二氧化碳使用完毕，即pH值不能调节时，关闭LED光源，并将所有管路中的电磁阀关闭。