[发明专利]利用微生物燃料电池同时降解苯酚和氨氮的装置及方法

权利要求书

1.一种利用微生物燃料电池同时降解苯酚和氨氮的装置，其特征在于：所述装置由阳极室和阴极室组成，阳极室和阴极室通过阴离子交换膜分隔开，阳极室设置电池阳极加液口和阳极电极，阴极室设置阴极加液口、曝气装置和阴极电极，曝气装置设置在阴极室底部，阳极电极和阴极电极通过外电路连接，外电路设置负载电阻和电路开关。

2.根据权利要求1所述的一种利用微生物燃料电池同时降解苯酚和氨氮的装置，其特征在于：所述的阳极电极和阴极电极的材料为碳纸、碳布、石墨毡、不锈钢网或泡沫镍。

3.根据权利要求2所述的一种利用微生物燃料电池同时降解苯酚和氨氮的装置，其特征在于：所述的石墨毡是指经过预处理的石墨毡，所述的预处理方法为将石墨毡置于质量分数为10％的双氧水溶液中，在温度为90℃条件下水浴煮2h，接着用去离子水在同一温度下水浴煮2h，再用烘箱烘干。

4.根据权利要求1所述的一种利用微生物燃料电池同时降解苯酚和氨氮的装置，其特征在于：所述负载电阻的电阻值为1000Ω。

5.一种利用权利要求1～4任一项所述的装置同时降解苯酚和氨氮的方法，其特征在于包括以下操作步骤：

向阳极室接种经过驯化的产电混合菌液和反硝化菌，加入乙酸钠作为电子供体，以0.1mol L^-1pH 7.0的磷酸缓冲溶液与培养液的混合液为营养物质，同时提供相对严格的厌氧环境；阴极室加入含苯酚和氨氮的污水和经过氨氮与苯酚驯化的硝化细菌与苯酚降解菌为主的混合污泥，并通过曝气装置通入空气，然后闭合电路开关连通外电路，微生物燃料电池运行启动，阴极室的氨氮与苯酚被同时降解。

6.根据权利要求5所述的一种同时降解苯酚和氨氮的方法，其特征在于：所述的驯化是指用乙酸钠进行驯化。

7.根据权利要求5所述的一种同时降解苯酚和氨氮的方法，其特征在于：所述的培养液成分包括1.0g L^-1NaHCO₃、0.10g L^-1FeSO₄、0.10g L^-1KCl、0.015g L^-1CaCl₂、0.25g/L NH₄Cl、10mL L^-1矿物质溶液和10mL L^-1维他命。

8.根据权利要求7所述的一种同时降解苯酚和氨氮的方法，其特征在于：所述矿物质溶液成分包括1.5g L^-1C₆H₆NO₆·3Na·12H₂O、0.13g L^-1ZnCl₂、3.0gL^-1MgSO₄、0.01g L^-1CuSO₄·5H₂O、0.5g L^-1MnSO₄·H₂O、0.01g L^-1AlK(SO₄)₂·12H₂O、1.0g L^-1NaCl、0.01g L^-1H₃BO₃、0.1g L^-1FeSO₄·7H₂O、0.025g L^-1Na₂MoO₄、0.1g L^-1CaCl₂·2H₂O、0.024g L^-1NiCl₂·6H₂O、0.1g L^-1CoCl₂·6H₂O和0.025g L^-1Na₂WO₄·2H₂O。