[发明专利]一种微生物燃料电池的活性污泥菌固定化阳极电极及制备

说明书

技术领域

本发明属于微生物燃料电池技术领域，具体涉及一种微生物燃料电池的活性污泥菌固定化阳极电极及制备。

背景技术

随着人类社会的发展与进步，人类对环境污染已经无法容忍。目前，国内外污水处理技术以生物技术为主，利用微生物去除有机物污染。近些年，经研究发现，很多微生物在去除有机物污染同时可产生电能。由于微生物分解有机质产生酸性物质，导致环境pH值降低，抑制了其生物活性，降低了污水处理效能。试验中一般添加磷酸缓冲液解决pH值降低问题，但在实际应用中，含磷物质污染水质，不能用于实践操作。另外微生物燃料电极其亲水性能不理想，导致微生物在阳极电极上附着量少或难于附着，严重影响微生物燃料电池的运行。阳极电极中添加季铵盐类能有效抑制pH值变化，在电极上固定化菌群可以解决电极表面难于附着微生物膜的缺陷，促进了电子的传输，增强了微生物燃料电池的产电性能。这些措施在解决污染的同时，不会增加费用，而且还能提供能源。目前，尚未见微生物燃料电池的固定化污泥菌阳极电极的报道。

发明内容

本发明所要解决的技本问题是：克服传统微生物处理有机物污染过程中，阳极性能缺陷导致的MFC脱除污染效果底下的问题，本发明提供一种微生物燃料电池的活性污泥菌固定化阳极电极及制备，用以提高微生物燃料电池产电性能。

本发明解决其技术问题采用以下技术方案：

本发明提供一种微生物燃料电池的活性污泥菌固定化阳极电极及制备，其特征在于，本发明的活性污泥固定化阳极负载季铵盐、活性炭、导电炭黑、污泥菌、PVDF。其特征还在于，所述制备方法为：1)污泥菌制备；2)混料；3)压片。

所述的一种微生物燃料电池的活性污泥菌固定化阳极电极及制备方，包括如下步骤：

1)污泥菌制备

取污水处理厂厌氧污泥，划平板法分离污泥中菌落，在28-40℃厌氧培养2-7天；用培养液冲洗平板表面菌落，在28-40℃厌氧培养2-5天；将培养液接入3-5倍体积的培养液中，在28-40℃厌氧培养2-5天，离心得污泥活菌，加入少量培养液，充分溶解，在12-15℃贮存10-12h，转移至-2-5℃贮存24-36h，随后真空冷冻干燥，即得污泥菌；

2)混料

将1)中污泥菌1-3mg/ml、季铵盐5-15mg/ml、导电炭黑3-5mg/ml、活性炭80-85mg/ml与PVDF10份混合均匀，得混合电极材料；

3)压片

2)中混合电极材料用压片机压片，真空条件下35-40℃干燥10-12h，即得活性污泥菌固定化阳极电极。

所述的一种微生物燃料电池的活性污泥菌固定化阳极电极及制备，其特征在于，所有操作均在氮气环境中完成，确保微生物的厌氧生活环境。

下面结合具体实施方式对本发明进行详细描述，所述的实施案例有助于对本发明的理解和实施，并非构成对本发明的限制。本发明的保护范围并不以具体实施方式为限，而是由权利要求加以限定。

具体实施方式：

实施例1

1)污泥菌制备

取污水处理厂厌氧污泥，划平板法分离污泥中菌落，在30℃厌氧培养7天；用培养液冲洗平板表面菌落，在40℃厌氧培养3天；将培养液接入3倍体积的培养液中，在38℃厌氧培养4天，离心得污泥活菌，加入少量培养液，充分溶解，在12℃贮存10h，转移至-2℃贮存36h，随后真空冷冻干燥，即得污泥菌；

2)混料

将1)中污泥菌1mg/ml、季铵盐5mg/ml、导电炭黑3mg/ml、活性炭80mg/ml与PVDF10份混合均匀，得混合电极材料；

3)压片

2)中混合电极材料用压片机压片，压片机压力为8MPa；真空条件下40℃干燥12h，即得活性污泥菌固定化阳极电极。

实施例2

1)污泥菌制备

取污水处理厂厌氧污泥，划平板法分离污泥中菌落，在40℃厌氧培养3天；用培养液冲洗平板表面菌落，在38℃厌氧培养5天；将培养液接入3倍体积的培养液中，在38℃厌氧培养5天，离心得污泥活菌，加入少量培养液，充分溶解，在12℃贮存12h，转移至-2℃贮存36h，随后真空冷冻干燥，即得污泥菌；

2)混料

将1)中污泥菌3mg/ml、季铵盐15mg/ml、导电炭黑5mg/ml、活性炭85mg/ml与PVDF10份混合均匀，得混合电极材料；

3)压片