[发明专利]一种基于微生物燃料电池技术快速促进蒽醌染料脱色的装置与方法

说明书

本发明公开了一种基于微生物燃料电池技术快速促进蒽醌染料脱色的装置与方法，属于污水处理技术领域，该方法基于厌氧污泥脱色和生物电化学处理技术相结合，通过构建双室微生物燃料电池体系，在阳极加入产电菌与具有脱色功能的厌氧污泥，并加入葡萄糖作为共基质协同对蒽醌染料活性艳蓝KN‑R的脱色，同时加入培养液为营养物质，保证阳极的厌氧环境，阴极通入空气作为体系的电子受体，外接电阻构成回路，本发明的装置及方法用于蒽醌染料的快速脱色具有良好的效果，还有占地面积小、适用范围广、设备简单、操作容易、处理效果好、回收能源等优点，可广泛应用于印染行业中污水的生物处理并回收部分电能，具有良好的经济效益和环保效益。

技术领域

本发明属于污水处理技术领域，具体涉及一种基于微生物燃料电池技术快速促进蒽醌染料 脱色的装置与方法。

背景技术

印染废水是纺织工业废水的主体，数量占到了纺织工业废水排放的80％以上。印染废水是 印染过程中的脱浆、漂白、染色、印刷、整理等工序排出的废水，通常含有染料、洗涤剂、硫 化物、溶剂、重金属和无机盐等成分，具有水量大、色度深、成分复杂、对环境污染严重等特 点。印染废水如何在做到达标排放的同时减少处理工艺中的能耗问题是摆在环境科学与工程领 域的一个重要课题。据2013年中国环境统计公报显示：在调查统计的41个工业行业中，纺织 业的废水排放量位于前4位，纺织废水排放量为21.5亿吨，且纺织业废水排放量前5位的省份 依次是浙江、江苏、广东、山东和福建，5个省份纺织业废水排放量为17.4亿吨，占该行业重 点调查工业企业废水排放量的81.1％。而实际上我国的印染废水处理设施建设严重滞后，废水 还未能完全达标排放，废水再利用率低。

蒽醌染料因具有稳定的稠和芳香环结构及广泛的实用性成为了仅次于偶氮染料的第二大 活性染料。蒽醌染料的废水具有色度高、脱色难、成分复杂、毒性强及可生化性差等特点，传 统的处理蒽醌染料废水的方法如活性污泥法、Fenton降解、吸附等方法在特定情形下具备可行 性及实用性，但都不可避免的会引起二次污染，且造价高，难以适应当今更加严格化的环境标 准。

最近几年发展起来的微生物燃料电池技术(Microbial fuel cells，MFC)是充分把废水中能 量与电化学相结合的一个新技术，微生物燃料电池技术是一种将有机物的化学能转化为电能的 装置，它能从广泛的有机废水中获取电能，同时完成废水处理，迅速成为新概念废水处理热点， MFC技术在实验室规模内已经得到了广泛的验证，其中MFC的阳极不仅可以利用简单的纯化 合物产电，而且可以从复杂的有机废水中直接获取电能，同时完成废水处理。目前以复杂有机 物作为微生物燃料电池电子供体产电的研究已屡见不鲜，利用微生物燃料电池技术对偶氮染料 还原脱色得到了广泛报导。但少有对蒽醌染料脱色降解的报道。因此，为了实现对蒽醌染料的 快速脱色，同时回收电能、实现资源的有效利用，发明一种利用微生物燃料电池技术与厌氧生 物处理技术相结合的同步对蒽醌染料脱色及产电的装置与方法，能够拓展印染废水处理的新方 法与新思路。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，针对现有的好氧、厌氧等生物处理方法对蒽 醌染料脱色速率慢、污泥驯化周期长等缺点，提供了一种基于微生物燃料电池技术快速促进蒽 醌染料脱色的装置与方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案之一是：

一种基于微生物燃料电池技术促进蒽醌染料脱色的方法，包括：

1)采用添加共基质以及逐步提高蒽醌染料浓度梯度的方法驯化厌氧污泥：