序批式电极反转微生物燃料电池及其应用

    公开(公告)号:CN103715444B

    公开(公告)日:2015-10-14

    申请号:CN201310612780.0

    申请日:2013-11-25

    Inventor: 张捍民 张广毅

    CPC classification number: Y02E60/527

    Abstract: 一种序批式电极反转微生物燃料电池,属于环境工程中污水处理及资源化技术领域。该电池包括两个对称的SBR反应器,中间有垫片用于固定交换膜;每个SBR反应器作为半电池;电动机安装在SBR反应器的顶部;厌氧阶段和缺氧阶段通过电动机带动搅拌杆搅拌;好氧阶段通过位于SBR反应器底部的曝气头进行曝气,由位于SBR反应器液位以上的排气孔进行排气;以碳材料作为电极连接外电路;通过进水口进水,出水口出水。本发明的效果和益处是以SBR反应器为半电池,运行灵活;产电菌生物膜催化阴阳极反应,降解污染物,产生电能;极室序批运行而造成电极极性反转,减缓pH梯度造成的过电势;好氧段可抑制产甲烷菌的生长,提高电能回收率;厌氧好氧段可实现对磷去除。

    序批式电极反转微生物燃料电池及其应用

    公开(公告)号:CN103715444A

    公开(公告)日:2014-04-09

    申请号:CN201310612780.0

    申请日:2013-11-25

    Inventor: 张捍民 张广毅

    CPC classification number: Y02E60/527 H01M8/16 C02F3/34

    Abstract: 一种序批式电极反转微生物燃料电池,属于环境工程中污水处理及资源化技术领域。该电池包括两个对称的SBR反应器,中间有垫片用于固定交换膜;每个SBR反应器作为半电池;电动机安装在SBR反应器的顶部;厌氧阶段和缺氧阶段通过电动机带动搅拌杆搅拌;好氧阶段通过位于SBR反应器底部的曝气头进行曝气,由位于SBR反应器液位以上的排气孔进行排气;以碳材料作为电极连接外电路;通过进水口进水,出水口出水。本发明的效果和益处是以SBR反应器为半电池,运行灵活;产电菌生物膜催化阴阳极反应,降解污染物,产生电能;极室序批运行而造成电极极性反转,减缓pH梯度造成的过电势;好氧段可抑制产甲烷菌的生长,提高电能回收率;厌氧好氧段可实现对磷去除。

    一种由活性污泥工艺改造成的微生物燃料电池反应器

    公开(公告)号:CN103715445B

    公开(公告)日:2016-01-13

    申请号:CN201310613674.4

    申请日:2013-11-27

    Inventor: 张捍民 张广毅

    CPC classification number: Y02E60/527 Y02W10/37

    Abstract: 一种由活性污泥工艺改造成的微生物燃料电池反应器,其特征是活性污泥工艺反应器中构成回廊的两道实体隔墙改造为两道空心隔墙,空心隔墙的墙壁材料为碳毡,每个碳毡中间夹有耐腐蚀的金属材料作为支撑并用于连接外电路;从进水口开始,反应器进水侧的内壁为第1道墙、两道空心隔墙依次为第2道墙和第3道墙、出水侧的内壁为第4道墙,四道墙都附着产电菌的碳毡,作为生物膜电极。该改造方法原位改造推流式活性污泥工艺,方便易行;生物膜催化阴阳极反应,产生电能,增加了污水处理的可持续性;免除了强制曝气,降低电能消耗;隔墙转化为电极,且可以方便改变电极极性。该方法有利于促进水污染控制技术的节能降耗、实现可持续发展。

    旋转生物阴极微生物燃料电池及其污水处理方法

    公开(公告)号:CN101817587A

    公开(公告)日:2010-09-01

    申请号:CN201010166534.3

    申请日:2010-04-20

    CPC classification number: Y02E60/527

    Abstract: 一种旋转生物阴极微生物燃料电池及其污水处理方法,属于环境工程中污水处理及资源化技术领域。其特征是阴极材料为碳纤维丝,固定在圆环上。旋转阴极生物膜外层主要为好氧硝化菌完成氨氮的短程硝化。阴极内层生物膜以亚硝酸氮及硝酸氮为电子受体,电极为电子供体,反硝化脱氮。反应器结构实现阴极转速可控、阴极与阳极的距离可控、阴极生物膜浸入水中比例可控,运行灵活,调控方便。本发明的效果和益处是旋转生物阴极微生物燃料电池可在单室反应器中实现溶解氧的控制,降低电池内阻,加速生物膜更新,短程硝化反硝化,低耗高效地同步完成脱碳除氮,同时从污染物中提取化学能形成电能输出。

    一种由活性污泥工艺改造成的微生物燃料电池反应器

    公开(公告)号:CN103715445A

    公开(公告)日:2014-04-09

    申请号:CN201310613674.4

    申请日:2013-11-27

    Inventor: 张捍民 张广毅

    CPC classification number: Y02E60/527 Y02W10/37 H01M8/16 C02F3/34 H01M8/0662

    Abstract: 一种由活性污泥工艺改造成的微生物燃料电池反应器,其特征是活性污泥工艺反应器中构成回廊的两道实体隔墙改造为两道空心隔墙,空心隔墙的墙壁材料为碳毡,每个碳毡中间夹有耐腐蚀的金属材料作为支撑并用于连接外电路;从进水口开始,反应器进水侧的内壁为第1道墙、两道空心隔墙依次为第2道墙和第3道墙、出水侧的内壁为第4道墙,四道墙都附着产电菌的碳毡,作为生物膜电极。该改造方法原位改造推流式活性污泥工艺,方便易行;生物膜催化阴阳极反应,产生电能,增加了污水处理的可持续性;免除了强制曝气,降低电能消耗;隔墙转化为电极,且可以方便改变电极极性。该方法有利于促进水污染控制技术的节能降耗、实现可持续发展。

    一种电气石-聚苯胺复合电极的制备方法及应用

    公开(公告)号:CN103715433A

    公开(公告)日:2014-04-09

    申请号:CN201310683279.3

    申请日:2013-12-12

    CPC classification number: Y02E60/527 H01M4/8853 H01M8/16

    Abstract: 一种电气石-聚苯胺复合电极的制备方法及应用,本发明属于微生物燃料电池领域。具体制备步骤如下:(1)配制苯胺硫酸水溶液:苯胺的浓度为0.1mol/L,硫酸的浓度为1.0mol/L;(2)投加电气石:向上述苯胺硫酸水溶液中加入电气石,其投加量为5~20g/L,得到混合溶液;(3)恒电位法制备由电气石/聚苯胺修饰的石墨电极:在三电极体系中,将三个电极置于步骤(2)的混合溶液中,搅拌,使用电化学工作站在0.6~1.0v的恒电位下沉积10~50min,即得到电气石/聚苯胺复合电极。该电气石/聚苯胺复合电极可以作为微生物燃料电池的阴极。改善微生物燃料电池的阴极的催化性能,降低使用成本,生物阴极具有高催化性、低成本以及可持续性等优良特点。

    分离膜生物阴极微生物燃料电池及污水处理方法

    公开(公告)号:CN102723517B

    公开(公告)日:2014-11-12

    申请号:CN201210208272.1

    申请日:2012-06-21

    CPC classification number: Y02E60/527 Y02W10/37

    Abstract: 一种分离膜生物阴极微生物燃料电池及污水处理方法,属于环境工程中污水处理及资源化技术领域。其特征是反应池分为厌氧和好氧区,阳极置于厌氧区,阳极表面产电菌降解有机污染物并传递电子到阳极;膜组件形式阴极以不锈钢丝网包裹框架,置于好氧区,丝网表面驯化挂膜,生物膜外层为好氧硝化菌,内层厌氧反硝化菌可从电极上直接获得由阳极传递而来的电子进行反硝化。污水顺序流经厌氧和好氧区,经膜组件形式阴极过滤后,进入膜组件空腔,抽吸出水。本发明的效果和益处是膜组件形式阴极个数可调,灵活变化生物阴极和膜过滤面积;并且污水低耗高效地同步完成脱碳除氮,并经膜过滤出水保障出水水质,同时从污染物中提取化学能形成电能输出。

    分离膜生物阴极微生物燃料电池及污水处理方法

    公开(公告)号:CN102723517A

    公开(公告)日:2012-10-10

    申请号:CN201210208272.1

    申请日:2012-06-21

    CPC classification number: Y02E60/527 Y02W10/37

    Abstract: 一种分离膜生物阴极微生物燃料电池及污水处理方法,属于环境工程中污水处理及资源化技术领域。其特征是反应池分为厌氧和好氧区,阳极置于厌氧区,阳极表面产电菌降解有机污染物并传递电子到阳极;膜组件形式阴极以不锈钢丝网包裹框架,置于好氧区,丝网表面驯化挂膜,生物膜外层为好氧硝化菌,内层厌氧反硝化菌可从电极上直接获得由阳极传递而来的电子进行反硝化。污水顺序流经厌氧和好氧区,经膜组件形式阴极过滤后,进入膜组件空腔,抽吸出水。本发明的效果和益处是膜组件形式阴极个数可调,灵活变化生物阴极和膜过滤面积;并且污水低耗高效地同步完成脱碳除氮,并经膜过滤出水保障出水水质,同时从污染物中提取化学能形成电能输出。

    旋转生物阴极微生物燃料电池及其污水处理方法

    公开(公告)号:CN101817587B

    公开(公告)日:2012-02-15

    申请号:CN201010166534.3

    申请日:2010-04-20

    CPC classification number: Y02E60/527

    Abstract: 一种旋转生物阴极微生物燃料电池及其污水处理方法,属于环境工程中污水处理及资源化技术领域。其特征是阴极材料为碳纤维丝,固定在圆环上。旋转阴极生物膜外层主要为好氧硝化菌完成氨氮的短程硝化。阴极内层生物膜以亚硝酸氮及硝酸氮为电子受体,电极为电子供体,反硝化脱氮。反应器结构实现阴极转速可控、阴极与阳极的距离可控、阴极生物膜浸入水中比例可控,运行灵活,调控方便。本发明的效果和益处是旋转生物阴极微生物燃料电池可在单室反应器中实现溶解氧的控制,降低电池内阻,加速生物膜更新,短程硝化反硝化,低耗高效地同步完成脱碳除氮,同时从污染物中提取化学能形成电能输出。

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