[发明专利]一种用于重金属监测的系统及微生物电化学传感器

权利要求书

1.一种微生物电化学传感器，其特征在于：所述微生物电化学传感器包括一微生物电化学传感器本体，该微生物电化学传感器本体由隔膜分隔形成阳极室和阴极室，所述阳极室和阴极室均填充有碳毡颗粒；所述阳极室设有阳极进水口和阳极出水口，所述阳极室插设有阳极电极；所述阴极室设有阴极进水口和阴极出水口，所述阴极室插设有阴极电极；所述隔膜为质子交换膜或者阳离子交换膜。

2.一种用于重金属监测的系统，其特征在于：包括微生物电化学传感器、容纳阳极基质液的第一储液罐、容纳阴极基质液的第二储液罐、蠕动泵、电化学工作站、计算机、变阻箱和外电路；

所述微生物电化学传感器包括一微生物电化学传感器本体，该微生物电化学传感器本体由隔膜分隔形成阳极室和阴极室，所述阳极室和阴极室均填充有碳毡颗粒；所述阳极室设有阳极进水口和阳极出水口，所述阳极室插设有阳极电极；所述阴极室设有阴极进水口和阴极出水口，所述阴极室插设有阴极电极；阳极电极与阴极电极分别与变阻箱两极连接；

所述阳极室的阳极电极和碳毡颗粒均接种有厌氧产电菌；

所述第一储液罐通过第一管路与阳极室的阳极进水口连通，所述阳极室的阳极出水口通过第二管路与第一储液罐连通；

所述第二储液罐通过第三管路与阴极室的阴极进水口连通，所述阴极室的阴极出水口通过第四管路与第二储液罐连通；

所述第一管路和第三管路上均设有一蠕动泵；

所述阳极电极与阴极电极与电化学工作站电连接，所述电化学工作站与计算机信号连接。

3.根据权利要求2所述的用于重金属监测的系统，其特征在于：所述碳毡颗粒的填充量为每100cm²填充40-70粒；碳毡颗粒的尺寸为0.5cm×0.5 cm×1 cm。

4.根据权利要求2所述的用于重金属监测的系统，其特征在于：所述厌氧产电菌的驯化方法包括：取SBR工艺集泥池的活性污泥于第一储液罐中，将阳极基质液与微量元素混合物混合后通入氮气，然后加入第一储液罐，第一储液罐上安装铝箔气体采样袋，然后将第一储液罐放置于恒温水浴锅中，于37.5℃水浴加热进行厌氧驯化，至铝箔气体采样袋存在气体时，厌氧产电菌完成驯化；通过蠕动泵将第一储液罐内的上清液由阳极进水口进至阳极室，再由阳极出水口回流至第一储液罐，即可进行厌氧产电菌接种。

5.根据权利要求4所述的用于重金属监测的系统，其特征在于：每升所述阳极基质液1.65g的CH₃COONa·3H₂O、0.31g的NH₄Cl、1.93g的NaH₂PO₄·12H₂O、1.385g的Na₂HPO₄·2H₂O、0.1g的MgSO₄·7H₂O、1g的NaHCO₃、0.1g的CaCl₂和0.1g的KCl。

6.根据权利要求2所述的用于重金属监测的系统，其特征在于：每升所述微量元素混合物含有100mg的FeSO₄·7H₂O、70mg的ZnCl₂、50mg的MnCl₂·4H₂O、6mg的H₃BO₃、100mg的CaCl₂、2mg的CuCl₂·2H₂O、24mg的NiCl₂·6H₂O、36mg的Na₂MoO₄·2H₂O、24mg的Na₂WO₄·2H₂O和238mg的CoCl₂·6H₂O。