[发明专利]一种微生物产电研究系统以及防治污损生物附着的应用

说明书

本发明公开了一种微生物产电研究系统以及防治污损生物附着的应用。本发明通过高性能产电微生物利用废燃油，将化学能转换成电能，产生可有效利用的电流，开发微生物产电装置，实现新旧动能转换，另外在微生物产电装置作用下，产生的微电流，使水在碱性条件下发生水解，利用离子交换树脂，使OH‑聚集并通过船底表面的纳米管网，形成局部表面碱性环境，从而抑制污损生物的附着，降低经济损耗，提高船体寿命，有效保护海洋生态环境。

技术领域

本发明属于微生物产电及防治污损技术领域，具体涉及一种微生物产电研究系统以及防治污损生物附着的应用。

背景技术

水中微型或大型生物在物体表面的不良沉积导致船舶生物污损，其在水线下构件上的附着及大量繁殖会严重影响构件功能的正常发挥，如生物污损严重增加船的航行阻力、降低航速、减弱灵活性、增加燃料的消耗、加速壳体的腐蚀等。随着人类利用海洋和探索海洋活动的日益频繁，海洋生物的附着污损一直是困扰海洋工作者的全球性问题。

附着于材料表面的微生物膜是诱发材料表面生物性腐蚀的重要因素，微生物的附着是高度自发过程，它几乎可以导致所有材料的腐蚀，每年使石油工业的生产、运输和贮存设备遭受高达数亿美元的损失，因此，微生物污损危害是巨大的。然而，这种生物损害长期以来未能引起人们足够的重视。随着我国经济的迅速发展，海洋采油平台、海水淡化设施、海港设施、船设备、海水冷却工程等海洋工程设施广泛应用，微生物污损问题逐渐引起海洋工作者的重视。

目前，海洋科技工作者积极地采用各种方式进行污损生物的防除。最常见的是利用有毒涂料进行防污，虽是最有效的生物污损防治手段，但有毒涂料的使用严重地破坏了海洋的生态平衡，使许多海洋生物的生长发育产生畸变，因而有毒涂料的使用受到限制。因此，研究开发高效、环保的无毒防污方法势在必行。

本项目通过对优势种生物学特性和附着机理的了解，借助生命科学领域的最新研究成果，结合物理、化学及材料科学等多个学科，采用不同学科技术交叉渗透，协同开发生物污损防治技术，研究开发既能被环境接受、又能从根本上彻底解决生物污损这一难题的技术，促进我国航海业及渔业的健康持续发展。

本项目利用航船残废油的微生物燃料电池技术、纳米海水净化池耦合阴离子交换树脂制备OH-技术、微生物燃料电池耦合纳米海水净化池等技术，创新船体表面碱性水化膜，旨在利用航船残油、废油开发一种新型微生物产电装置，产生的微电流通过化学能转化，使船体表面均匀的附着一层强碱性（pH＞9.0）水化膜。由于海洋中的附着生物通过分泌酸性粘结性物质进行附着，船体表面在生成OH-的同时，大量地消耗了船体表面的水体含有的氧气，导致船体表面水化膜不适宜生物的生长，从而抑制污损生物的附着。

为促进持续发展与生态环境和人类健康等因素的互动和统一，以生物技术和生物防治手段为基础的新兴污损生物防除方法在海水养殖领域将具有极为广阔的应用和发展前景。

发明内容

本发明的目的在于提供一种微生物产电研究系统以及防治污损生物附着的应用，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种微生物产电研究系统以及防治污损生物附着的应用。

优选的，包括利用废燃油的微生物燃料技术、纳米海水净化池技术和阴离子交换树脂制备OH-技术。

优选的，包括以下步骤：

S1.提取并纯化高性能产电菌；

S2.微生物燃料电池的开发；

S3.制作海水纳米净化池；

S4.创建船体表面碱性水化膜。

优选的，所述S1中提取并纯化高性能产电菌的具体步骤为：从石油产区或有污染的水体中，通过划平板法提取并纯化获得高性能的产电菌，经过菌的驯化后，将产电菌放置于船舶的废燃油仓，使其充分利用废燃油代谢，开发利用船舶废燃油的微生物燃料电池的新技术。