[发明专利]一种重金属废水偷漏排实时报警系统

说明书

本发明公开了一种重金属废水偷漏排实时报警系统，包括：一H型微生物燃料电池反应器，其中间由质子交换膜隔开；H型微生物燃料电池反应器的阴、阳极室内为电解质溶液，阳极室经由蠕动泵与外界水环境连通并构成循环管路；阴、阳两极材料均采用碳刷，并通过外电阻和下限电流报警器连接在一起。在适宜条件下电流达到稳定后即可进行对重金属离子的实时监测。

技术领域

本发明涉及一种应用了微生物燃料电池传感器的重金属废水偷漏排实时报警系统。

背景技术

微生物燃料电池(MFC)是一种以微生物作为催化剂，将有机物中的化学能转化为电能的装置。但目前微生物燃料电池的输出性能距离实际应用水平仍有一定的差距。因此，如何合理利用微生物燃料电池产生的较弱的电能，已成为该领域中新的研究热点。事实上微生物燃料电池具有很多其他应用价值。

由于MFC产生的电流直接反映了阳极的电化学活性微生物的代谢活性，因此，微生物代谢活动受到任何干扰均会影响MFC的产电性能。当温度、pH值和进料溶液的电导率保持恒定，MFC的电流变化往往会与这些干扰有一定相关性。当底物饱和时，控制温度、pH值、阳极电势等操作条件不变，即可通过测定电流变化监测有毒物质及其他生物活性物质。

目前由于工业废水处理费用高，很多企业受于利益驱使，将未处理的工业废水偷排入河湖水体，造成水体严重污染。

而传统的对企业排放污水检测的方法都是取样后再进行各项检测，该方法首先是耗时较长，并且无法得到实时的信息反馈，故一些企业在夜晚偷排废水，相关环保部门难以及时发现，即使发现了偷排现象，废水也已经全部排入了河流水体，造成严重水环境污染的同时，还带来了极大的环境风险。其次是需要昂贵的仪器和训练有素的专业人员进行数据采集和分析，费时费力。

发明内容

本发明所要解决的技术问题，就是提供一种可在工厂偷排废水时及时报警，防止污水大量进入河湖水体，达到实时响应、灵敏度高、易操作、成本较低的重金属废水偷排实时报警装置。

解决上述技术问题，本发明所采用的技术解决方案如下：

一种重金属废水偷漏排实时报警系统，其特征是包括：一H型微生物燃料电池反应器1，其中间由质子交换膜2隔开；H型微生物燃料电池反应器的阴、阳极室8、4内为电解质溶液，阳极室4经由蠕动泵13与外界水环境连通并构成循环管路17；阴、阳两极9、3、材料均采用碳刷，并通过外电阻12和下限电流报警器11连接在一起。

所述的质子交换膜2需要进行预处理再投入使用，处理方法如下：先用质量分数为5％的双氧水在80摄氏度下处理1h，然后利用去离子水浸泡半小时；再用5％的稀硫酸(质量比)在80℃加热1小时；最后经去离子水浸泡半小时。

所述的H型微生物燃料电池反应器，其阴、阳极室均为可抵抗化学侵蚀的透明无色玻璃制成的防爆试剂瓶，瓶盖上开有孔，阴、阳极室通过各自横向伸出的带法兰20管口对接连接，对接的管口端面皆开有凹槽、凹槽里面加耐腐蚀型垫圈19，所述的质子交换膜即夹在两耐腐蚀型垫圈之间。

所述的阳极室内电解质阳极溶液包括以下溶质：8800NaCl，330MgCl₂,275CaCl₂,18NaH₂PO₄,100Na₂HPO₄(单位：mg/L)(总离子浓度100mmol/L)。

所述的阴极室内电解质阴极溶液则采用0.5mol/L的NaCl溶液(PH:6.6)Ⅱ。

实施例中微生物来源：AAO工艺污水厂的浓缩池污泥，污泥浓度为5g/L。

所述的外部报警系统10，外接3kΩ的定值电阻12与下限电流报警器11串联。

在最优条件下，电流约为8mA左右。