专利名称：微生物燃料电池处理含硫废水的制作方法
技术领域：
本发明属于水污染处理技术领域，是一种将废水中的硫酸盐转化为单质硫，同时回收能量的一种方法。
背景技术：
硫化物是水体污染的一项重要指标，水中硫化物包括溶解性的&S、HS_、S2_，和存在于悬浮物中的可溶性硫化物、酸可溶性金属硫化物以及未电解的有机、无机类硫化物。硫化物除自身能腐蚀金属外，还可以被污水中的微生物氧化成硫酸盐，进而腐蚀下水管道等。 废水中的硫酸盐来源广泛化工、制药、金属加工和采矿等工业部门排出的废水中以及用某些固体脱硫剂去除烟气中时固体脱硫剂再生废液中都含有高浓度的硫酸盐，因此完全有必要加强对含硫化物的废水进行处理，以减少其对环境及人体的危害。目前处理含硫废水的方法主要包括物理化学法和生化法，前者能耗大，后者投资高，现在迫切需要一种能耗低，投资少的技术来解决这一难题。微生物燃料电池可以直接以废水中的有机物作为原料，直接将废水中有机物中的化学能转化为电能，具有能耗小，成本低，兼顾经济和环境效益。利用微生物燃料电池处理含硫废水，一方面可以降解硫酸盐，生成单质硫，实现硫的可回收利用，与此同时可以获得电能。实现废物的资源化。
发明内容
本发明的目的是利用硫还原菌将污水中的硫酸盐转化为单质硫，在此过程中可以直接获得电能的一种微生物燃料电池。阳极位于阳极室内，进水口和出水口均位于阳极室，进水口在下，出水口在上可以保证整个反应体系是处于厌氧状态，阳极由附着有硫还原细菌的活性碳布组成，阴极与膜构成“二合一”电极，阴阳极间距在3-5mm之间。阳极室中的产电培养基中是硫酸盐的人工废水，操作条件为中性PH，室温，连续培
养本发明具有的有益效果(1)利用脱硫细菌进行废水脱硫和生物产电，可实现含硫酸盐废水处理与产电同步化。( 产生的单质硫附着在电极表面，易于回收利用。
附图1是脱硫微生物燃料电池的结构示意图附图2是生成单质硫与时间的关系图附图3为微生物燃料电池处理脱硫废水时的输出电流密度-电压及功率密度关系图。其中a表示电流密度-电压关系，曲线b表示电流密度-功率密度关系。
具体实施方案
如图1所示，应用于脱硫处理的微生物燃料电池是由单极室组成，该反应系统是个流加系统，阳极5为活性碳布，硫还原菌在其上形成产电生物膜，并置于阳极室溶液中， 阴极直接暴露于空气中，含硫酸盐的人工废水通过空气泵由蓄液槽1送至在下部的进水口，出水口在上部，从而可以保证整个反应体系是处于厌氧状态，利用本发明的微生物燃料电池处理含硫废水，废水中的硫化物含量为54. 72g，运行140h后，废水中硫化物的含量为 0. 18g，生成12. 3g硫，硫化物的去除率达99%。产电性能在电流密度为1. 3mA/cm2最大输出功率为0. 51mW/cm2。
权利要求
1.其特征在于阳极位于阳极室内，进水口和出水口均位于阳极室，进水口在下，出水口在上可以保证整个反应体系是处于厌氧状态，阳极由附着有硫还原细菌的活性碳布组成， 阴极与膜构成“二合一”电极，阴阳极间距在3-5mm之间。(1)蓄水槽，⑵空气泵，⑶进水口，(4)阳极室，(5)阳极，(6)质子交换膜，(7)阴极，(8)电阻，(9)出水口，(10)阀门
2.根据权利要求1所述的脱硫微生物燃料电池，其特征在于位于阳极室中的产电培养基中含有硫酸盐的废水，操作条件为中性PH，室温，流加培养。
3.根据权利要求1所述的应用于脱硫的微生物燃料电池，其特征在于能将废水中的硫酸盐转化为单质硫，同时可以获得0. 5 lmff/cm2的电能，单质硫可以回收利用。
全文摘要
本发明公布了一种应用于处理含硫废水的微生物燃料电池，包括采用单极室结构，活性碳布为富集微生物的阳极，阴极暴露于空气中，阴阳极间距3-5mm。本发明的微生物燃料电池能够有效的将废水中的硫酸盐转化为单质硫，其转化率达99％，同时单质硫回收再利用，在此过程中可以获得较高的电能，具有制备成本低、低内阻、运作效率高的特点，具有极好的环保及经济效益。
文档编号H01M8/00GK102468495SQ201010552208
公开日2012年5月23日 申请日期2010年11月17日 优先权日2010年11月17日
发明者赵峰, 陈立香 申请人:中国科学院城市环境研究所