[发明专利]生物发电装置和利用该生物发电装置处理含有有机固体污染物质的废弃物的方法、处理含有有机聚合物的废液的方法、处理含有有机物质的废液的方法以及实施这些处理方法的装置

权利要求书

1.生物发电装置，其包括：

含有在缺氧状态之下能够生长的微生物、以及具有电子介体固定化在其上且在pH 7下具有在-0.13V至-0.28V范围内标准电极电位(E₀′)的阳极的厌氧性区域；

含有分子氧和阴极的好氧性区域；以及

限定所述厌氧性区域和所述好氧性区域的隔膜。

2.如权利要求1所述的生物发电装置，所述具有电子介体固定化在其上的阳极具有至少一种选自以下组中的电子介体固定化在电极基材上：蒽醌衍生物、萘醌衍生物、苯醌衍生物、以及异咯嗪衍生物。

3.如权利要求2所述的生物发电装置，其中所述电子介体是选自以下组中的至少一种：蒽醌羧酸类(AQC)、氨基蒽醌类(AAQ)、二氨基蒽醌类(DAAQ)、蒽醌磺酸类(AQS)、二氨基蒽醌磺酸类(DAAQS)、蒽醌二磺酸类(AQDS)、二氨基蒽醌二磺酸类(DAAQ DS)、乙基蒽醌类(EAQ)、甲基萘醌类(MNQ)、甲基氨基萘醌类(MANQ)、溴甲基氨基萘醌类(BrMANQ)、二甲基萘醌类(DMNQ)、二甲基氨基萘醌类(DMANQ)、拉帕醌(LpQ)、羟基(甲基丁烯基)氨基萘醌类(AlpQ)、萘醌磺酸类(NQS)、三甲基氨基苯醌类(TMABQ)、黄素单核苷酸(FMN)以及其衍生物。

4.使用如权利要求1-3之一所述的生物发电装置处理有机废弃物的方法。

5.使用生物发电装置处理含有有机固体污染物质的废弃物的方法，所述生物发电装置包括含有能够在缺氧状态之下生长的微生物和具有电子介体固定化在其上并且在pH 7具有-0.13V至-0.28V范围内的标准电极电位(E₀′)的阳极的厌氧性区域、含有分子氧和阴极的好氧性区域、以及限定所述厌氧性区域和所述好氧性区域的隔膜，其特征在于所述方法包括：

增溶步骤，其中所述含有有机固体污染物质的废弃物中的有机固体污染物质被增溶以形成包含增溶的有机物质的被处理液(增溶的被处理液)；以及

生物发电步骤，其中所述增溶的被处理液被供给入所述生物发电装置的厌氧性区域，使得使用所述厌氧性区域内增溶的有机物质作为电子供体的通过微生物进行的氧化反应、以及使用所述好氧性区域内的氧作为电子受体的还原反应得以进行，从而降低所述增溶的被处理液中的污染负荷同时生成电。

6.如权利要求5所述的处理含有有机固体污染物质的废弃物的方法，其特征在于所述增溶步骤是通过至少一种选自以下的方法实施：机械破碎、超声波粉碎、热处理、水热电解处理、酸或者碱处理、以及氧化处理。

7.用于处理含有有机固体污染物质的废弃物的装置，其特征在于包括：

增溶容器，其中所述含有有机固体污染物质的废弃物中的有机固体污染物质被增溶以形成包含增溶的有机物质的被处理液(增溶的被处理液)；以及

生物发电装置，其包括配备有用于接收所述增溶的被处理液的接收入口并且包含在缺氧状态之下能够生长的微生物以及具有电子介体固定化在其上且在pH 7下具有在-0.13V至-0.28V范围内的标准电极电位(E₀′)的阳极的厌氧性区域、含有分子氧以及阴极的好氧性区域、以及限定所述厌氧性区域与好氧性区域的隔膜。

8.使用生物发电装置处理含有有机聚合物的废液的方法，所述生物发电装置包括含有能够在缺氧状态之下生长的微生物和具有电子介体固定化在其上并且在pH 7具有-0.13V至-0.28V范围内的标准电极电位(E₀′)的阳极的厌氧性区域、含有分子氧和阴极的好氧性区域、以及限定所述厌氧性区域和所述好氧性区域的隔膜，其特征在于所述方法包括：

聚合物降解步骤，其中所述含有有机聚合物的废液中的有机聚合物的分子量被降低以形成包含分子量降低的有机物质的被处理液(分子量更小的被处理液)；以及

生物发电步骤，其中所述分子量更小的被处理液被供给入生物发电装置的厌氧性区域，使得使用厌氧性区域内分子量降低的有机物质作为电子供体的通过电极活性微生物进行的氧化反应以及使用好氧性区域内的氧作为电子受体的还原反应得以进行，从而降低所述分子量更小的被处理液中的污染负荷同时生成电。