[发明专利]微生物燃料电池处理发酵废水的工艺方法

摘要

微生物燃料电池处理发酵废水的工艺方法，涉及一种处理废水的工艺方法，该方法以导电玻璃、碳布或碳毡为电极材料，采用碱解法、酸解法、层层自组装技术在其上分别修饰活性基团、聚电解质多层膜或纳米粒子/聚电解质多层膜。将上述系列材料用于微生物燃料电池反应装置的阳极处理发酵废水，以乙酸钠及荷塘污泥为底物，获得了较高的产电率、较好的COD去除效果和较高的库伦效率的微生物燃料电池体系。此微生物燃料电池体系工艺重复性好，安全可靠，在处理发酵污水的同时实现较高的产电量和产电效率。有效的解决了以往微生物燃料电池产电效率低下，污水COD去除率低的问题，具有良好的工业化应用前景。

主权项

微生物燃料电池处理发酵废水的工艺方法，其特征在于，所述方法用碱解法活化导电玻璃，使其表面产生活性基团，用酸解法活化碳布和碳毡，使其表面带有氨基，用层层自组装技术在上述活化后的材料表面进行多层膜的组装，将活化及多层膜修饰后的阳极材料用于微生物燃料电池反应器处理发酵废水；包括如下工艺：1）将长为2‑20 cm，宽为2‑20 cm 的导电玻璃，用碱解法活化导电玻璃，层层组装，在活化后的导电玻璃表面交替组装上阳离子型和阴离子型化合物，阳离子型化合物包括水溶性壳聚糖、聚二甲基二烯丙基氯化铵（PDADMAC）、聚丙烯氨盐酸盐（PAH）阳离子型聚电解质，阴离子型化合物包括聚苯乙烯磺酸盐（PSS），α‑Fe₂O₃等阴离子型聚电解质或负电性纳米粒子；    2）将长为2‑20 cm，宽为2‑20 cm的碳布、碳毡用酸解法进行活化，之后在酸性活化的碳布、碳毡上交替组装上阳离子型和阴离子型化合物，阳离子型化合物包括水溶性壳聚糖、PDADMAC、PAH等阳离子型聚电解质，阴离子型化合物包括PSS，α‑Fe₂O₃等阴离子型聚电解质或负电性纳米粒子；    3）碱解法活化导电玻璃，用1‑5%的乙酸/氢氧化钠溶液，在超声中处理3‑10分钟；    4）酸解法活化碳布或碳毡，用弄硝酸处理碳布或碳毡5‑20分钟，获得表面酸化，亲水性良好的导电碳布、碳毡；    5）微生物燃料电池处理发酵废水的阳极液组成：0‑100g河塘污泥、0‑500ml发酵废水、0‑300ml微生物驯化液（每500ml阳极液）在恒温培养箱37^oC下培养0‑7天所得；阴极液组成：10‑200mM铁氰化钾或氯化钠溶液；    6）微生物燃料电池的组装：外接电阻为0‑99999欧姆，采用电流或电压数据采集卡，微生物燃料电池阳极生物膜的电化学活性测量采用电化学工作站进行测量；    7）微生物燃料电池反应装置为双室型微生物燃料电池反应器，以杜邦N117质子交换膜分隔阳极室和阴极室。