[发明专利]一种分区式圆筒微生物燃料电池

说明书

本发明实施例公开了一种分区式圆筒微生物燃料电池所述电池包括电池本体和外接电路。电池本体包括套在一起的内筒与外筒，内筒为阴极室，内筒与外筒之间的环形空间由四个沿径向的隔板分隔为四个独立的阳极室，各阳极室均分别通过质子交换膜与阴极室连通，相邻的所述阳极室之间通过阀门相互连通，流入的污水可通过所述阀门流经各所述阳极室；各所述阳极室内保持厌氧环境，分别接种有厌氧或兼性厌氧的产电微生物；本发明微生物燃料电池通过阳极室产电微生物厌氧氧化作用，协同阴极降解污水，达到利用污水产电的设计目的，所述电池可有效处理生活污水中的多种污染物，且具有体积小、成本低、污水处理效率高等特点。

技术领域

本发明属于微生物燃料电池技术领域，特别涉及一种分区式圆筒微生物燃料电池，可利用生活污水发电。

背景技术

微生物燃料电池(Microbial Fuel Cell，MFC)是一种利用微生物降解有机物并将有机质中的化学能转化为电能的电化学系统。将污水与微生物燃料电池结合起来，把原本污水中要废弃的有机物加以利用，它不仅可以分解处理废水中的有机质，而且可以产生电能为人们所利用，是一种具有广阔发展前景的能源利用技术。

当前，利用微生物燃料电池进行污水处理仍存在诸多问题，如通常只能有效处理生活污水中的一种或几种废物，如采用多个电池联合处理生活污水，把生活污水其中大部分废物处理干净所需要的电池尺寸过大，成本相应提高；且由于阳极室内接种多种菌种，往往会形成一种或几种优势菌属从而压制其他可用于污水处理微生物的生存；常用的非生物阴极的还原反应速率很慢，且需要使用贵金属Pt作催化剂来降低反应的过电位损失，大大增加了燃料电池的造价等。因此，需要研发一种可避免上述缺陷的新型微生物燃料电池。

发明内容

针对现有技术中利用微生物燃料电池进行污水处理存在的诸多问题，提供了一种分区式圆筒微生物燃料电池，可有效处理生活污水中的多种污染物，且具有体积小、成本低、污水处理效率高等特点。

本发明实施例提供的一种分区式圆筒微生物燃料电池，包括电池本体和外接电路，其中：

所述电池本体包括套在一起的内筒和外筒，所述内筒和外筒均为圆筒状容器；所述内筒为阴极室，所述阳极室内设置有一阴极；所述阴极室内保持有氧环境并接种有好氧微生物；若干沿径向的隔板将所述内筒与所述外筒之间的空间分隔为多个独立的阳极室，每个所述阳极室内设置有一阳极；各所述阳极室均分别通过质子交换膜与所述阴极室连通，相邻的所述阳极室之间通过阀门相互连通，流入的生活污水可通过所述阀门流经各所述阳极室；各所述阳极室内保持厌氧环境，分别接种有厌氧或兼性厌氧的产电微生物，生活污水依次流经各阳极室时，污水中的污染物经各阳极室内培养的相应微生物进行处理处理，阳极室产电微生物通过厌氧氧化作用，协同阴极降解污水，达到利用污水产电的目的；各所述阳极并联连接，并通过所述外接电路与所述阴极连接。

作为阴极室内阴极的优选，所述阴极为活性碳棒。

作为阳极室内阳极的优选，所述阳极为添加有一定量的铁、锰离子催化剂的碳毡；进一步优选地，所述阳极周围培养有处理铁、锰离子的微生物，可避免重金属离子泄露对室内微生物造成伤害。

作为前述微生物燃料电池技术方案的优选，所述阳极室有四个；进一步优选地，四个所述阳极室中分别接种用于处理糖类、用于处理有机酸和有机盐类、用于处理脂类和用于处理无机盐类的产电微生物。

作为各阳极室中所接种的产电微生物的优选，用于处理糖类的菌种为酵母菌、环形节杆菌等菌类中的一种菌；用于处理糖类有机酸和有机盐类的菌种为人苍白杆菌、布氏弓形菌(Arcobacter butzleri strain ED－1)、弓形菌(Arcobacter－L)、枯草芽孢杆菌、希万氏菌、地杆菌等菌类中的一种菌；用于处理脂类的菌种为甘度Ganduew-Lipa油脂分解菌、产碱杆菌等菌类中的一种菌；用于处理无机盐类的菌种为聚磷菌、硝化细菌反硝化细菌复合菌种等菌类中的一种菌。