本发明属于废水生物处理领域，涉及一种用空气阴极单室微生物燃料电池处理含呋喃类废水的方法。
背景技术：
在各类工业废水治理过程当中，难度最大的废水即为农药废水。其突出特点在于：废水中所含有机物浓度较高以及污染成分含有明显毒性。若无法针对农药废水进行高质量且高效率的处理，则极有可能对周边环境、地下水等产生严重的影响，最终危及人类健康。我国现阶段在农药废水处理技术的方法主要为物化法、化学法、生化法，但是处理过程多涉及相变、产生二次污染、操作复杂、维持费用高等缺点。呋喃丹(carbofuran)又名克百威,属氨基甲酸酯类,是一种高效、广谱、残效期长、剧毒的杀虫剂。呋喃类物质，特别是呋喃丹的降解途径主要有光解、水解和微生物降解。呋喃丹在土壤中的残留期较长，降解半衰期为1～2个月，在土壤中的移动性能较大(水溶解度为700mg/L)。在自然界中呋喃丹降解周期长，而且较易随水流失，进入土壤、水体及生物体中，对人类的健康有直接影响。因此目前降解方法主要集中在生物降解途径。Venkateswarlu等分离到1株未鉴定的细菌，40d内能完成对呋喃丹的全部降解，无残留。Ramand K分离到一株能够在120h内完全矿化呋喃丹的节杆菌。但降解周期长，分离高效菌种、对菌种纯度保持控制杂菌成本高，难度大。
技术实现要素：
本发明的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种用空气阴极单室微生物燃料电池处理含呋喃类废水的方法。
本发明的技术方案概述如下：
一种用空气阴极单室微生物燃料电池处理含呋喃类废水的方法，包括如下步骤：
1)准备空气阴极单室微生物燃料电池，所述电池包括反应器1，在反应器的内部设置有阳极2，在反应器的一个侧壁上设置有空气阴极3，电阻6的两端通过导线分别连接阳极和空气阴极，在反应器侧壁的下部设置有进水口4，在反应器侧壁上部设置有出水口5；在阳极外表面设置有碳毡材料层；
2)取污水处理厂二沉池中污水，在1-4℃静置0.5-1h；取上清液；
3)用pH＝6.5-7.5的PBS溶液为溶剂配制2g/L乙酸钠溶液，再加入啤酒酵母粉使浓度为0.5g/L，为电池培养液；
4)按体积比为1：1.5的比例，将步骤2)获得的上清液与电池培养液混合，放入反应器1中，培养2-3天，打开出水口5，将反应器内的液体放出；
5)将含呋喃类废水加入反应器内，调节pH＝7-7.5，在室温条件下，厌氧降解175-268h。
含呋喃类废水中的呋喃为呋喃丹、呋喃甲醇、呋喃甲醇、呋喃妥因或呋喃唑酮。
本发明的方法条件温和，无二次污染，清洁高效。同时，本发明中将化学能直接转化为电能，不但解决了农药废水难降解污染大的问题，同时产生电能可作为新能源进行开发利用。
实验结果显示，使用本发明的方法，200mg/L呋喃丹(克百威)溶液经过202h的降解后，去除率达到94.56％，100mg/L克百威溶液经过175h的降解后，去除率达到96.44％，50mg/L克百威溶液经过268h的降解后，去除率达到92.35％。
附图说明
图1为空气阴极单室微生物燃料电池结构示意图。
具体实施方式
本发明各实施例使用的啤酒酵母粉购于徐州赛傅生物科技有限公司，此啤酒酵母粉的来源仅是举例，并不对啤酒酵母粉的来源进行限制，其它来源的啤酒酵母粉也可以用于本发明。
下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明。
实施例1
一种用空气阴极单室微生物燃料电池处理含呋喃类废水的方法，包括如下步骤：
1)准备空气阴极单室微生物燃料电池，见图1，所述电池包括反应器1，在反应器的内部设置有阳极2，在反应器的一个侧壁上设置有空气阴极3，电阻6的两端通过导线分别连接阳极和空气阴极，在反应器侧壁的下部设置有进水口4，在反应器侧壁上部设置有出水口5；在阳极外表面设置有碳毡材料层；
2)取污水处理厂二沉池中污水，在2℃静置0.8h；取上清液；
3)用pH＝7的PBS溶液为溶剂配制2g/L乙酸钠溶液，再加入啤酒酵母粉使浓度为0.5g/L，为电池培养液；
4)按体积比为1：1.5的比例，将步骤2)获得的上清液与电池培养液混合，放入反应器1中，培养2.5天，打开出水口5，将反应器内的液体放出；
5)将含呋喃丹200mg/L废水加入反应器内，调节pH＝7.5，在室温条件下，厌氧降解202h。
实验结果显示，使用本发明的方法，反应器有效容积26ml，经过202h的降解后，呋喃丹(克百威)去除率达到94.56％。
实施例2
一种用空气阴极单室微生物燃料电池处理含呋喃类废水的方法，包括如下步骤：
1)同实施例1步骤1)；
2)取污水处理厂二沉池中污水，在1℃静置1h；取上清液；
3)用pH＝6.5的PBS溶液为溶剂配制2g/L乙酸钠溶液，再加入啤酒酵母粉使浓度为0.5g/L，为电池培养液；
4)按体积比为1：1.5的比例，将步骤2)获得的上清液与电池培养液混合，放入反应器1中，培养3天，打开出水口5，将反应器内的液体放出；
5)将含呋喃丹100mg/L废水加入反应器内，调节pH＝7.5，在室温条件下，厌氧降解175h。
实验结果显示，使用本发明的方法，反应器有效容积26ml，经过175h的降解后，呋喃丹(克百威)去除率达到96.44％。
实施例3
一种用空气阴极单室微生物燃料电池处理含呋喃类废水的方法，包括如下步骤：
1)同实施例1步骤1)；
2)取污水处理厂二沉池中污水，在4℃静置0.5h；取上清液；
3)用pH＝7.5的PBS溶液为溶剂配制2g/L乙酸钠溶液，再加入啤酒酵母粉使浓度为0.5g/L，为电池培养液；
4)按体积比为1：1.5的比例，将步骤2)获得的上清液与电池培养液混合，放入反应器1中，培养2天，打开出水口5，将反应器内的液体放出；
5)将含呋喃丹废水加入反应器内，调节pH＝7，在室温条件下，厌氧降解268h。
实验结果显示，使用本发明的方法，反应器有效容积26ml，50mg/L溶液经过268h的降解后，去除率达到92.35％。
空气阴极单室微生物燃料电池不仅可以直接将水中呋喃丹降解，而且同时可以将呋喃丹在微生物代谢过程中产生的电子转化成电流，从而获得电能。
实验证明，含有呋喃结构的有机化合物废水，如含呋喃甲醇、呋喃甲醇、呋喃妥因或呋喃唑酮的，都可以用本发明的方法进行处理。
本发明空气阴极利用活性炭和PTFE作为催化层，外侧(即扩散层)与大气相通，电阻6为500Ω。