[发明专利]燃料电池系统和污水处理产电及还原重金属的方法

权利要求书

1.一种燃料电池系统，其包括生物反应器，所述生物反应器包括阴极室和 阳极室，所述阴极室和阳极室内分别设有阴电极和阳电极，所述阴极室和阳极 室内分别具有微生物活性物，所述阴极室和阳极室之间通过质子交换膜相间隔， 其特征在于，所述阳极室内流通污水并通过其内的微生物活性物对污水进行处 理，所述阴极室内包含重金属离子溶液并在其内使重金属离子还原，所述阳极 室内产生质子和电子，所述质子通过所述质子交换膜迁移至所述阴极室，使两 极室在反应器内部电性连通，并使生物反应器处理污水的同时产生电能；所述 阴极室内进一步在加入重金属离子溶液前添加有缓冲溶液，所述添加缓冲溶液 与加入重金属离子溶液的间隔时间为24小时至72小时。

2.如权利要求1所述的燃料电池系统，其特征在于，所述阳电极包括两片 交叉连接的石墨电极，所述阴电极包括至少一片倾斜设置的石墨电极。

3.如权利要求1所述的燃料电池系统，其特征在于，所述重金属离子溶液 包含铜离子、锌离子、镍离子、铅离子、镉离子或铬离子中的至少一种。

4.一种污水处理产电及还原重金属的方法，其采用如权利要求1至3任一 项所述的燃料电池系统来进行污水处理、产电及还原重金属，该方法包括以下 步骤：

将污水导入所述阳极室内；

将缓冲溶液加入阴极室内，运行24小时至72小时后将重金属离子溶液导 入所述阴极室内；

通过所述阳极室内的微生物活性物对流经所述阳极室的污水进行处理，同 时产生质子和电子，所述质子通过所述质子交换膜迁移至所述阴极室；

所述重金属离子溶液在所述阴极室内接受电子被还原，所述阳极室中产生 的质子通过所述质子交换膜迁移至所述阴极室，使两极室在反应器内部电性连 通，产生电能。

5.如权利要求4所述的污水处理产电及还原重金属的方法，其特征在于， 所述阴极室内先加入缓冲溶液，同时进行曝气，运行预定时间后再导入重金属 离子溶液，所述预定时间为24小时至72小时。

6.如权利要求4所述的污水处理产电及还原重金属的方法，其特征在于， 所述阴极室内先加入缓冲溶液，在不进行曝气的状态下运行预定时间，再导入 重金属离子溶液，所述预定时间为24小时至72小时。

7.如权利要求4所述的污水处理产电及还原重金属的方法，其特征在于， 所述重金属离子溶液中的重金属离子还原成重金属单质并沉积在所述阴极上， 同时还在所述阴极和/或所述质子交换膜上形成重金属的沉淀化合物，分别收集 沉积在所述阴极和/或所述质子交换膜上的重金属单质和重金属的沉淀化合物。