[实用新型]一种降解土壤污染物的立方体双室微生物燃料电池装置

说明书

本实用新型公开一种降解土壤污染物的立方体双室微生物燃料电池装置，包括两个相同体积的立方体腔室，两个立方体腔室之间对接有透明橡胶垫，透明橡胶垫和两个立方体腔室的对接板上均设有矩形开孔，透明橡胶垫的矩形开孔上覆盖有离子交换膜；两个立方体腔室的对接板和透明橡胶垫均为相同的矩形结构，且大于立方体腔室单面的面积；两个立方体腔室的对接板和透明橡胶垫的四周相对称的均匀设置有螺纹孔；两个立方体腔室的对接板对接后通过螺栓和螺母紧固；每个立方体腔室的顶部均设有带有电极口的盖板，其中一个立方体腔室的侧壁上设有一个取样口A，另一个立方体腔室的侧壁上从上到下设有取样口B和取样口C。

技术领域

本实用新型涉及微生物燃料电池装置领域，特别是涉及一种降解土壤污染物的立方体双室微生物燃料电池装置，用于实验室中利用微生物燃料电池同时发电和去除/降解土壤污染物的相关实验。

背景技术

微生物燃料电池(Microbial Fuel Cell，MFC)是一种利用微生物将有机物中的化学能直接转化成电能的装置。其基本工作原理是：在阳极室厌氧环境下，有机物在微生物作用下分解并释放出电子和质子，电子依靠合适的电子传递介体在生物组分和阳极电极之间进行有效传递，并通过外电路传递到阴极形成电流，而质子通过离子交换膜传递到阴极，氧化剂(如氧气)在阴极得到电子被还原。MFC可以去除多种污染物，包括难降解有机物、重金属和非金属无机物，可用于废水处理、土壤和湿地修复、天然水和地下水修复等。与其他传统的物理、化学和生物工艺相比，MFC的成本低、产生可再生能源且无二次污染，在合适的条件下，其污染物去除效率也很高，是一种很有前景的环境修复技术。有5种常见的不同结构的MFC：(1)单室MFC；(2)H型双室MFC；(3)立方体双室MFC；(4)SMFC(沉积物MFC)；(5)堆叠MFC。单室MFC结构十分简单，内阻低，但实验用途十分有限。

对于需要双室微生物燃料电池(MFC)装置的实验，目前市场上可以购买到各种容量的H型MFC，这种MFC的两室通常为单臂细口玻璃瓶，连接处有凹槽，凹槽中放上垫圈并将膜放置于中间后用钢夹夹紧，这种结构很不稳定，实验过程中稍有不慎将导致两室连接处漏水，直接造成实验失败，特别是涉及到土壤或固体的实验，进样、取样很不方便，对装置的扰动很大，很容易造成漏水。而可以购买到的立方体双室MFC的体积普遍很小，单室最大只有约300mL，且价格昂贵。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了克服现有技术中的不足，为大幅提高装置的稳定性，使立方体双室MFC连接处几乎不受一般外力的影响，同时满足一些实验周期长、取样频繁、取样量多的实验的需求，提供一种降解土壤污染物的立方体双室微生物燃料电池装置，能够实现单室体积约500mL的立方体双室MFC。也可以根据具体实验需求设置装置的体积。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

一种降解土壤污染物的立方体双室微生物燃料电池装置，包括两个相同体积的立方体腔室，两个立方体腔室之间对接有透明橡胶垫，透明橡胶垫和两个立方体腔室的对接板上均设有矩形开孔，透明橡胶垫的矩形开孔上覆盖有离子交换膜；两个立方体腔室的对接板和透明橡胶垫均为相同的矩形结构，且大于立方体腔室单面的面积；两个立方体腔室的对接板和透明橡胶垫的四周相对称的均匀设置有螺纹孔；两个立方体腔室的对接板对接后通过螺栓和螺母紧固；每个立方体腔室的顶部均设有带有电极口的盖板，其中一个立方体腔室的侧壁上设有一个取样口A，另一个立方体腔室的侧壁上从上到下设有取样口B和取样口C。

进一步的，所述立方体腔室的体积为8×8×8cm³。

进一步的，所述矩形开孔的面积为5.5×5.5cm²，离子交换膜的面积为7×7cm²。

进一步的，所述离子交换膜为质子交换膜、阳离子交换膜或阴离子交换膜。

进一步的，取样口A、取样口B、取样口C的内径为0.8cm，外径为1cm。