[发明专利]一种光电催化膜耦合微生物燃料电池全天候处理污水的方法

摘要

本发明提供了一种光电催化膜耦合微生物燃料电池全天候处理污水的方法，属于污水处理与能源回收及利用技术领域。Ag/RGO/BiVO₄经硅溶胶稳定涂覆在不锈钢网上形成导电复合膜，与微生物阳极经外电阻构成双室MFC‑PFC耦合膜过滤系统。在光电催化及膜组件辅助膜分离作用下，系统连续进出水，调控停留时间和工艺，弥补单独MFC和PFC的不足。非膜过滤方式下，系统仍全天侯条件下净化处理水并产电。在120min内，MFC‑PFC处理TC溶液去除率达87％，无光照时，仍有68％的TC去除率。在10h内，MFC‑PFC耦合系统连续式处理受污染的景观水，阳极室微生物降解水中有机物去除率51％；阴极室去除率达63％。

主权项

1.一种光电催化膜耦合微生物燃料电池全天候处理污水的方法，其特征在于，步骤如下：(1)制备纳米xAg/yRGO/BiVO₄系列复合物：分别配制等物质的量浓度的Bi(NO₃)₃稀硝酸溶液和NH₄VO₃氢氧化钠溶液；在磁力搅拌下，按CTAB与Bi(NO₃)₃质量比为0.08，将CTAB的悬浊液逐滴加入到Bi(NO₃)₃的稀硝酸溶液里，得到A液；继续向A液中添加氧化石墨烯的悬浊液，得到B液；最后，将与Bi(NO₃)₃稀硝酸溶液等体积的NH₄VO₃氢氧化钠溶液逐滴滴进B液中，得到含BiVO₄的C液；用NaOH调C液pH＝6，再加入AgNO₃，继续搅拌10min，转入反应釜，240℃反应2h；沉淀经50％无水乙醇溶液多次洗涤，离心，80℃烘干，研磨，获得纳米xAg/yRGO/BiVO₄系列复合物，x为Ag与BiVO₄的质量比，y为RGO与BiVO₄的质量比，其中x不大于6％，y不大于3％；(2)光电催化膜组件制备：向步骤(1)制备得到的纳米xAg/yRGO/BiVO₄系列复合物中添加硅溶胶，超声均匀，将其涂抹于不锈钢网片上，每平方厘米面积上纳米xAg/yRGO/BiVO₄系列复合物的负载量为5mg，室温晾干，将膜固定在组装的膜组件上；(3)MFC‑PFC膜催化过滤系统构建：MFC‑PFC膜催化过滤系统通过质子交换膜分为两室，一室中放置负载有产电微生物的活性炭颗粒，碳棒阳极插入活性炭颗粒中；另一室中放置光电催化膜组件阴极和受污染的水样，底部有曝气装置，两极经铜导线和外电阻连接，形成电路，钨卤灯垂直照射膜电极，模拟太阳光。