专利名称：一种海底有机污染物的微生物燃料电池催化加速降解方法
技术领域：
本发明属于海洋环境保护领域，涉及海底有机污染物降解方法，更特别涉及应用海底微生物燃料电池系统加快海底有机污染物降解速度并同时回收部分能源的方法。
背景技术：
微生物燃料电池(Microbial Fuel Cell, MFC)是一种利用微生物作催化剂，将有机物中的化学能转化成电能的装置。MFC的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之间进行有效传递，通过外电路传递到阴极形成电流，而质子通过质子交换膜传递到阴极，氧化剂(一般为氧气)在阴极得到电子被还原，与质子结合成水。这类微生物燃料电池需要昂贵的质子交换膜和贵金属催化剂，而且需要对微生物菌种进行培养，常用于城市生活污水处理，无法应用于海洋环境保护，特别是海底有机污染物的处理。海底微生物燃料电池是一种特殊而又具有实际应用价值的微生物燃料电池。它既是一种新型能源装置，又是一种高效治理环境污染的工具。它的工作原理是阳极放入海泥中，阴极放入海水中，海泥中微生物氧化有机物和无机物产生电子，电子传递到阳极，然后通过外电路到达阴极，从而形成完整回路，产生电流。R Alberte et al 2005年专利(US patent 691384B1, 2005)公开了一种利用海底微生物燃料电池产生电能的装置和方法。LM Tender and D Low (2009)公开了一种利用金属锰阳极，构成的海底微生物燃料电池装置。众所周知，环境污染和能源短缺是世界的两大难题，也是限制未来人类可持续发展的两个最重要因素。一方面，海底石油开发泄漏引起的石油污染日益严重，近期发生的墨西哥湾采油平台泄漏和渤海湾蓬莱19-3号油田漏油更是造成了严重的海洋污染；另一方面，随着人类活动及其排放物不断进入海洋，海洋环境日益恶化，海泥中污染物不断增多， 造成水体富营养化不断加剧。人类各种活动所产生的污染物，无论是过去还是现在，都被排放至附近的水体中，最终汇入海洋。对于大部分有机污染物物，无论点源还是非点源排放，都会通过水体悬浮颗粒物的吸附和沉降作用，最终被富集沉淀于底部沉积物，形成海底有机污染物。已有研究表明沾污沉积物既可引起底栖生物的直接死亡(急性毒性级别)， 也可经食物链传递和放大作用，对位于较高营养链的生物和人类产生慢性健康负效应。其中，食用受污染的鱼类、虾类、贝类和藻类，使人类增加了患病的可能性。目前，传统的污泥处置方法以填埋为主，并有少量的堆肥和焚烧。传统污泥处理方法难度大，费用高，易造成二次污染，无法普及推广。人们也开发了许多微生物降解的处理方法，但由于海洋的开放环境和流动性，无法施加培养基和菌种以及菌种在实海环境下的低成活率及其昂贵的培养费用，常规的微生物降解方法已无法满足海底有机污染物的治理，寻求成本低，效果好的除污方法已迫在眉睫。海底污泥中常含有厚壁菌门、拟杆菌门、放线菌门和变形菌门的细菌及其它一些未定名的类群。已有报道表明，海底沉积物微生物燃料电池阳极表面的产电细菌种类除了希瓦氏菌、地杆菌等模式菌种外，还包括另外一些细菌如嗜水气单胞菌(Aeromonashydrophila)、脱硫叶菌科(Desulfobulbaceae)、假单胞菌(I^seudomonas)等。这几类产电菌多为兼性异养菌，需要分解腐殖质来产电。除了上述提到的产电细菌外，d-变形菌纲、 β -变形菌纲和拟杆菌门的菌种也能在电极上大量富集，成为电极上的优势菌。这些海泥中自然存在的细菌多数可以分解海底污染物中的有机物。根据上述分析，海底微生物燃料电池系统经过合理科学的设计，在海底沉积层中放置阳极，海水中放置阴极，通路状态下，一方面；将微生物降解产生的电子导出产生电流， 从而加速海泥内有机污染物被微生物快速降解；另一方面，海水中富含盐分，离子电导率高，系统内阻小，有利于收集电能。发明的目的本发明利用海底微生物燃料电池，采用串联式阳极，提高电流密度，电催化加速了微生物对海底有机污染物的降解，建立了一种海底有机污染物电催化加速降解方法。发明的内容为了解决现有海底有机污染物处理的存在的问题，本发明利用海底微生物燃料电池，采用串联式阳极和修饰阳极，提高电流密度，加快海底有机污染物降解，既降低了海底有机污染物处理成本，减少了环境污染，又回收了部分能源。本发明通过以下技术方案实现。第一步电极的预处理工序。电极分别用砂纸反复打磨后，由丙酮超声处理10 30min，在0. 1 lmol/L盐酸溶液中浸泡40 120min，用纯净水反复浸泡直至溶液的pH值不再发生变化。将电极放入鼓风干燥箱，40 150°C下干燥，用环氧树脂密封电极和导线连接处，制得备用的海底微生物燃料电池阴极和阳极。第二步电极的修饰工序。为提高海底微生物燃料电池输出电流和阳极表面电流密度，可通过氧化剂(H2S04/HN03混酸和ronton试剂)对阳极进行氧化处理，也可以用碳粉和复合材料包括樟脑磺酸掺杂聚苯胺复合材料、磺化聚苯胺复合材料、磺化聚苯胺锰酸盐复合材料、磺化聚苯胺钒酸盐复合材料、四氧化三铁/聚苯胺复合材料中的一种与聚四氟乙烯搅拌混合，涂于电极表面，还可以将电极浸于邻苯二酚紫溶液中经行修饰。最后洗净， 将电极放入鼓风干燥箱，40 150°C下干燥，用环氧树脂密封电极和导线连接处，制得经修饰的海底微生物燃料电池阳极。第三步电池系统的组装工序。串联多块阳极制得总阳极输出端，将阳极输出端埋入海底有机污染物/海水接触面之下的5 100cm位置，阴极置于海水/大气接触面之下大于Icm位置。第四步电池的启动工序。采用三电极体系测定电极电位，其中，置于海水中的参比电极为饱和甘汞电极，待阳极电位稳定在_350mV以下，阴极电位稳定在250mV以上时，即可连接阳极和阴极的导线， 确定启动电池系统。第五步海底有机污染物加速降解工序。运行海底微生物燃料电池，阳极将产电菌分解有机物产生的电子及时转移到阴极，与阴极处的质子和氧原子结合，生成水，加快微生物对有机污染物的降解过程。第六步电能利用工序。
在海底微生物燃料电池系统回路上串联小型电子装置(如钟表、计算器、收音机等)，实现电能的利用。第七步污染物中有机碳的测定工序。用TOC分析仪测定运行海底微生物燃料电池系统前后沉积层中有机碳含量。先将样品酸化，放置烘箱烘干，采用TOC中HT1300方法测定，此时测得的浓度即为有机碳含量。发明的效果通过本技术，利用海底微生物燃料电池系统，加速了微生物降解海底有机污染物， 是海底有机污染物自然降解速率的2. 3倍以上，单个海底微生物燃料电池可以提供0. 1 1. IV的电压。附图及附图的简单说明
图1海底微生物燃料电池系统加速海底有机污染物降解装置解说明1阳极；2阴极；3电压表；4小型电子装置(如钟表、计算器、收音机等)；5电流表；6导线图2有机碳降解效果3石油污染物降解效果图
实施例实例1 本实施例用于说明石墨板阳极海底微生物燃料电池系统加速海底有机污染物降解。取规格为8cm(长)X8cm(宽)Xlcm(厚)的石墨板，分别用380、800和1000目砂纸打磨后，丙酮超声处理lOmin，在lmol/L盐酸溶液中浸泡90min，用纯净水反复冲洗，直至溶液的PH值不再变化，放入鼓风干燥箱，70°C下干燥他，环氧树脂密封电极和导线连接处，制得海底微生物燃料电池阴极和阳极。串联4块阳极制得阳极总输出端，将阳极输出端埋入海水/海泥界面下5cm处，阴极置于海水/海泥界面上5cm处，采用三电极体系测定电极电位，其中，置于海水中的参比电极为饱和甘汞电极，待阳极电位稳定在_350mV以下，阴极电位稳定在250mV以上时，即可确定启动电池系统。该海底微生物燃料电池系统可提供0. 668V的电压。用TOC分析仪中HT1300方法测定系统运行前后沉积层中有机碳含量。结果表明， 该海底微生物燃料电池运行50天后，海底有机污染物中有机碳的含量下降了 26. 7%，是海底有机污染物自然降解效率的2. 3倍。实例2 本实施例用于说明H2S04/HN03混酸改性石墨棒阳极的海底微生物燃料电池系统加速海底有机污染物降解。H2S04/HN03混酸改性石墨棒阳极制备。取规格为5cm(长)X lcm(直径)的石墨棒，分别用380、800和1000目砂纸打磨后，丙酮超声处理20min，在lmol/L盐酸溶液中浸泡 90min，将准备好的石墨棒阳极放入体积比为3 1的49%的硫酸和32%的浓硝酸的混合溶液中浸泡20min，反应温度为50 70°C。将处理后的电极从上述溶液中取出，纯净水反复浸泡清洗，直至溶液的PH值不再发生变化。将电极放入鼓风干燥箱，80°C下干燥10h，环氧树脂密封电极和导线连接处，制得&S04/HN03混酸改性石墨棒阳极。
海底微生物燃料电池系统阴极制备。取规格为5cm(长)X6cm(宽)X Icm(厚) 的石墨板，分别用380、800和1000目砂纸打磨后，丙酮超声处理20min，在lmol/L盐酸溶液中浸泡90min，将阴极用纯净水反复浸泡清洗，直至溶液的pH值不再发生变化。最后，将电极放入鼓风干燥箱，80°C下干燥10h，环氧树脂密封电极和导线连接处，制得海底微生物燃料电池系统阴极。串联3组HN03/H2S04混酸改性石墨棒阳极制得阳极总输出端，将阳极总输出端埋入海水/海泥界面下5cm处，阴极置于海水/海泥界面上5cm处，采用三电极体系测定电极电位，其中，置于海水中的参比电极为饱和甘汞电极，待阳极电位稳定在_350mV以下，阴极电位稳定在250mV以上时，即可确定启动电池系统。该海底微生物燃料电池系统可提供0. 702V的电压。用TOC分析仪中HT1300方法测定系统运行前后沉积层中有机碳含量。结果表明， 该海底微生物燃料电池系统运行50天后，海底有机污染物中有机碳的含量下降了 58. 9%, 是海底有机污染物自然降解效率的5倍。实例3 本实施例用于说明!^nton试剂改性碳纤维阳极的海底微生物燃料电池系统加速海底有机污染物降解。Fenton试剂改性碳纤维阳极制备。取20g碳纤维，丙酮超声处理30min，在lmol/L 盐酸溶液中浸泡90min，用纯净水反复浸泡清洗，直至溶液的pH值不再发生变化。将碳纤维阳极放入烧杯中，加入200mLlmol/L FeSO4溶液，调整pH = 3，然后加入MOmL浓度为30% 的H2A溶液，室温下超声处理lOmin，用纯净水反复浸泡清洗，直至溶液的pH值不再发生变化。最后，将电极放入鼓风干燥箱内，在80°C下干燥10h，用环氧树脂密封电极和导线连接处，制得!^enton试剂改性碳纤维阳极。海底微生物燃料电池阴极制备。取规格为8cm(长)XScm(宽)X Icm(厚)的石墨板，用380、800和1000目砂纸打磨，丙酮超声处理30min，在lmol/L盐酸溶液中浸泡90min， 用纯净水反复浸泡清洗，直至溶液的PH值不再发生变化。将电极放入鼓风干燥箱，80°C下干燥10h，用环氧树脂密封电极和导线连接处，制得海底微生物燃料电池阴极。串联4组碳纤维制得阳极总输出端，将阳极输出端埋入海水/海泥界面下5cm处， 碳纤维阴极置于海水/海泥界面上5cm处，采用三电极体系测定电极电位，其中，置于海水中的参比电极为饱和甘汞电极，待阳极电位稳定在_350mV以下，阴极电位稳定在250mV以上时，即可确定启动电池系统。该海底微生物燃料电池系统可提供0. 683V的电压。用TOC分析仪中HT1300方法测定系统运行前后沉积层中有机碳含量。结果表明， 海底微生物燃料电池系统运行50天后，海底有机污染物中有机碳的含量下降了 35. 7%，是海底有机污染物自然降解效率的3倍。实例4 本实施例用于说明碳毡材料作阳极的海底微生物燃料电池系统加速石油污染物降解。碳毡材料作阳极制备。取规格为5cm(长)X5cm(宽)的碳毡，用丙酮超声处理 IOmin,在lmol/L盐酸溶液中浸泡90min，纯净水反复浸泡清洗，直至溶液的pH值不再发生变化，放入鼓风干燥箱内，80°C下干燥10h，环氧树脂密封电极和导线连接处，制得碳毡材料作阳极。
海底微生物燃料电池阴极制备。取规格为8cm (长)X 8cm (宽)X 1 cm (厚)的石墨板，用380、800和1000目砂纸打磨，丙酮超声处理lOmin，在lmol/L盐酸溶液中浸泡90min， 纯净水反复浸泡清洗，直至溶液的PH值不再变化，放入鼓风干燥箱内，在80°C下干燥10h， 用环氧树脂密封电极和导线连接处，制得海底微生物燃料电池阴极。串联5块石墨毡阳极制得阳极总输出端，将阳极输出端埋入海水/海泥界面下5cm 处，此海泥已与过量的原油搅拌混合，阴极置于海水/海泥界面上5cm处，采用三电极体系测定电极电位，其中，置于海水中的参比电极为饱和甘汞电极，待阳极电位稳定在_350mV 以下，阴极电位稳定在250mV以上时，即可确定启动电池系统。经测定，海底微生物燃料电池系统可提供0. 7V左右的电压。用TOC分析仪中HT1300方法测定系统运行前后沉积层中有机碳含量。结果表明， 该海底微生物燃料电池系统运行M天后，通电装置中石油污染物下降了 33. 3% ；海底有机污染物自然降解状况下石油污染物下降了仅3. 3%，是海底有机污染物自然降解效率的10 倍。实例5 本实施例用于说明邻苯二酚紫修饰碳布阳极海底微生物燃料电池加速海底有机污染物降解。邻苯二酚紫修饰碳布阳极制备。取规格为8cm(长)XScm(宽)X0. 2cm(厚)的碳布，丙酮超声处理15min，在lmol/L盐酸溶液中浸泡90min，纯净水反复浸泡清洗，直至溶液的PH值不再发生变化。将碳布浸泡于10-4mol/L的邻苯二酚紫磷酸盐缓冲溶液(pH = 7)中，搅拌吸附48h，蒸馏水洗净。最后，将所有电极放入鼓风干燥箱内，在80°C下干燥10h， 用环氧树脂密封电极和导线连接处，制得邻苯二酚紫修饰碳布阳极。海底微生物燃料电池阴极制备。取规格为7cm (长)X 7cm (宽)X Icm (厚)的碳板， 用380、800和1000目砂纸打磨。丙酮超声处理15min，在lmol/L盐酸溶液中浸泡90min， 纯净水反复浸泡清洗，直至溶液的PH值不再发生变化。80°C下干燥10h，用环氧树脂密封电极和导线连接处，制得海底微生物燃料电池阴极。串联6块阳极，制得阳极总输出端，将阳极输出端埋入海水/海泥界面下5cm处， 阴极置于海水/海泥界面上5cm处，采用三电极体系测定电极电位，其中，置于海水中的参比电极为饱和甘汞电极，待阳极电位稳定在_350mV以下，阴极电位稳定在250mV以上时，即可确定启动电池系统。经测定，海底微生物燃料电池系统可提供0. 7V左右的电压。用TOC分析仪中HT1300方法测定系统运行前后沉积层中有机碳含量。结果表明， 海底微生物燃料电池系统运行50天后，通电装置中有机碳的含量下降了 30%以上，是海底有机污染物自然降解效率的2. 3倍以上。实例6 本实施例用于说明樟脑磺酸掺杂聚苯胺复合阳极海底微生物燃料电池加速海底有机污染物降解。樟脑磺酸掺杂聚苯胺复合阳极制备。取规格为8cm(长)XScm(宽)X Icm(厚)的石墨板。石墨板电极分别用380、800和1000目砂纸打磨后，丙酮超声处理lOmin，在lmol/ L盐酸溶液中浸泡90min，纯净水反复浸泡清洗，直至溶液的pH值不再发生变化。用质量分数为的聚四氟乙烯溶液将碳粉0. 25g与樟脑磺酸/聚苯胺复合材料0. 25g搅拌成糊状， 将其涂于电极表面，放入鼓风干燥箱内，在80°C下干燥10h，用环氧树脂密封电极和导线连接处，制得樟脑磺酸掺杂聚苯胺复合阳极。取规格为8cm(长)X8cm(宽)X Icm(厚)的石墨板。用380、800和1000目砂纸打磨后，由丙酮超声处理lOmin，在lmol/L盐酸溶液中浸泡90min，纯净水反复浸泡清洗，直至溶液的PH值不再发生变化，放入鼓风干燥箱内，80°C下干燥10h，环氧树脂密封电极和导线连接处，制得海底微生物燃料电池阴极。串联7块阳极制得阳极总输出端，将阳极输出端埋入海水/海泥界面下5cm处，阴极置于海水/海泥界面上5cm处，采用三电极体系测定电极电位，其中，置于海水中的参比电极为饱和甘汞电极，待阳极电位稳定在_350mV以下，阴极电位稳定在250mV以上时，即可确定启动电池系统。经测定，海底微生物燃料电池系统可提供0. 7V左右的电压。用TOC分析仪中HT1300方法测定系统运行前后沉积层中有机碳含量。结果表明， 海底微生物燃料电池系统运行50天后，通电装置中污染物下降了 40. 3%，是海底有机污染物自然降解效率的3. 4倍。实例7 本实施例用于说明磺化聚苯胺复合阳极海底微生物燃料电池加速海底有机污染物降解。磺化聚苯胺复合阳极制备。取规格为8cm(长)XScm(宽)X Icm(厚)的石墨板， 用380、800和1000目砂纸打磨后，丙酮超声处理lOmin，在lmol/L盐酸溶液中浸泡90min， 纯净水反复浸泡清洗，直至溶液的PH值不再发生变化。用质量分数为的聚四氟乙烯溶液将碳粉0. 25g与磺化聚苯胺阳极材料Ig搅拌成糊状，涂于电极表面，将电极放入鼓风干燥箱内，80°C下干燥10h，用环氧树脂密封电极和导线连接处，制得磺化聚苯胺复合阳极。海底微生物燃料电池阴极制备。取规格为5cm(长)X5cm(宽)的碳纸，用丙酮超声处理lOmin，在lmol/L盐酸溶液中浸泡90min，纯净水反复浸泡清洗，直至溶液的pH值不再发生变化。放入鼓风干燥箱内，80°C下干燥10h，用环氧树脂密封电极和导线连接处，制得海底微生物燃料电池阴极。串联8块阳极制得阳极总输出端，将阳极输出端埋入海水/海泥界面下5cm处，阴极置于海水/海泥界面上5em处，采用三电极体系测定电极电位，其中，置于海水中的参比电极为饱和甘汞电极，待阳极电位稳定在_350mV以下，阴极电位稳定在250mV以上时，即可确定启动电池系统。经测定，海底微生物燃料电池系统可提供0. 7V左右的电压。用TOC分析仪中HT1300方法测定系统运行前后沉积层中有机碳含量。结果表明， 海底微生物燃料电池系统运行50天后，通电装置中污染物下降了 38. 8%，是海底有机污染物自然降解效率的3. 3倍。实例8 本实施例用于说明磺化聚苯胺锰酸盐复合阳极海底微生物燃料电池加速海底有机污染物降解。磺化聚苯胺锰酸盐复合阳极制备。取规格为8cm(长)XScm(宽)Xlcm(厚)的石墨板，分别用380、800和1000目砂纸打磨后，丙酮超声处理lOmin，在lmol/L盐酸溶液中浸泡90min，纯净水反复浸泡清洗，直至溶液的pH值不再发生变化。用质量分数为的聚四氟乙烯溶液将碳粉0. 25g与磺化聚苯胺锰酸盐0. 25g搅拌成糊状，涂于电极表面，放入鼓风干燥箱内，80°C下干燥10h，环氧树脂密封电极和导线连接处，制得磺化聚苯胺锰酸盐复合阳极。海底微生物燃料电池阴极制备。取规格为8cm(长)XScm(宽)Xlcm(厚)的石墨板。石墨板电极分别用380、800和1000目砂纸打磨后，丙酮超声处理lOmin，在lmol/L 盐酸溶液中浸泡90min，纯净水反复浸泡清洗，直至溶液的pH值不再发生变化，放入鼓风干燥箱内，80°C下干燥10h，环氧树脂密封电极和导线连接处，制得海底微生物燃料电池阴极。串联4块阳极制得阳极总输出端，将阳极输出端埋入海水/海泥界面下5cm处，阴极置于海水/海泥界面上5cm处，采用三电极体系测定电极电位，其中，置于海水中的参比电极为饱和甘汞电极，待阳极电位稳定在_350mV以下，阴极电位稳定在250mV以上时，即可确定启动电池系统。经测定，海底微生物燃料电池系统可提供0. 7V左右的电压。用TOC分析仪中HT1300方法测定系统运行前后沉积层中有机碳含量。结果表明， 海底微生物燃料电池系统运行50天后，通电装置中有机碳含量下降了 31. 8%，是海底有机污染物自然降解效率的2. 7倍。实例9 本实施例用于说明磺化聚苯胺钒酸盐复合阳极海底微生物燃料电池加速海底有机污染物降解。磺化聚苯胺钒酸盐复合阳极制备。取规格为8cm(长)XScm(宽)Xlcm(厚)的石墨板，分别用380、800和1000目砂纸打磨，丙酮超声处理lOmin，在lmol/L盐酸溶液中浸泡90min，纯净水反复浸泡清洗，直至溶液的pH值不再发生变化。用质量分数为的聚四氟乙烯溶液将碳粉0. 25g与磺化聚苯胺钒酸盐0. 25g搅拌成糊状，涂于电极表面，放入鼓风干燥箱内，在80°C下干燥10h，用环氧树脂密封电极和导线连接处，制得磺化聚苯胺钒酸盐复合阳极。海底微生物燃料电池阴极制备。取规格为8cm(长)XScm(宽)Xlcm(厚)的石墨板，用380、800和1000目砂纸打磨后，丙酮超声处理lOmin，在lmol/L盐酸溶液中浸泡90min，用纯净水反复浸泡清洗，直至溶液的pH值不再发生变化，放入鼓风干燥箱内，在 80°C下干燥10h，用环氧树脂密封电极和导线连接处，制得海底微生物燃料电池阴极。串联4块阳极制得阳极总输出端，将阳极输出端埋入海水/海泥界面下5cm处，阴极置于海水/海泥界面上5cm处，采用三电极体系测定电极电位，其中，置于海水中的参比电极为饱和甘汞电极，待阳极电.位稳定在_350mV以下，阴极电位稳定在250mV以上时，即可确定启动电池系统。经测定，海底微生物燃料电池系统可提供0. 7V左右的电压。用TOC分析仪中HT1300方法测定系统运行前后沉积层中有机碳含量。结果表明， 海底微生物燃料电池系统运行50天后，通电装置中有机碳下降了 36. 5%，是海底有机污染物自然降解效率的3.1倍。实例10 本实施例用于说明四氧化三铁/聚苯胺复合阳极海底微生物燃料电池加速海底有机污染物降解。四氧化三铁/聚苯胺复合阳极制备。取规格为km(长)X7cm(宽)X Icm(厚) 的石墨板用380、800和1000目砂纸打磨后，丙酮超声处理lOmin，在lmol/L盐酸溶液中浸泡90min，纯净水反复浸泡清洗，直至溶液的pH值不再发生变化。用质量分数为的聚四氟乙烯溶液将碳粉0. 5g与四氧化三铁/聚苯胺粉末0. 5g搅拌成糊状，涂于石墨板表面，放入鼓风干燥箱内，80°C下干燥10h，环氧树脂密封电极和导线连接处，制得四氧化三铁/聚苯胺复合阳极。海底微生物燃料电池阴极制备。取规格为5cm(长)X6cm(宽)Xlcm(厚)的石墨板。石墨板电极分别用380、800和1000目砂纸打磨后，丙酮超声处理lOmin，在lmol/L 盐酸溶液中浸泡90min，用纯净水反复浸泡清洗，直至溶液的pH值不再发生变化，放入鼓风干燥箱内，80°C下干燥10h，用环氧树脂密封电极和导线连接处，制得海底微生物燃料电池阴极。串联4块阳极制得阳极总输出端，将阳极输出端埋入海水/海泥界面下5cm处，阴极置于海水/海泥界面上5cm处，采用三电极体系测定电极电位，其中，置于海水中的参比电极为饱和甘汞电极，待阳极电位稳定在_350mV以下，阴极电位稳定在250mV以上时，即可确定启动电池系统。经测定，海底微生物燃料电池系统可提供0. 7V左右的电压。用TOC分析仪中HT1300方法测定系统运行前后沉积层中有机碳含量。结果表明， 海底微生物燃料电池系统运行50天后，通电装置中染物下降了 64. 8% ；是海底有机污染物自然降解效率的5. 5倍。以上对本发明的特定实施例进行了说明，但本发明的保护内容不仅仅限定于以上实施例，在本发明的所属技术领域中，只要掌握通常知识，就可以在其技术要旨范围内，进行多样的变更。
权利要求
1.一种海底有机污染物的微生物燃料电池催化加速降解方法，其特征在于利用海底沉积物微生物燃料电池实现海底有机污染物的电催化加速降解。
2.权利要求1所述的海底沉积物微生物燃料电池其特征在于由多个阳极串联形成总阳极输出端。
3.权利要求2所述的阳极，其特征在于由石墨板、石墨棒、碳纤维、碳毡、碳布中的任一种碳材料制成。
全文摘要
本发明提供了一种海底有机污染物的微生物燃料电池催化加速降解方法，采用串联式阳极和修饰阳极，提高电流密度，加速海底污染物降解，提高降解效率2倍以上。本发明能够有效地加速海底污染物的降解，具有无质子交换膜、制备成本低、安装方便、结构简单、废物除解效果明显、绿色环保、易于商业化推广的特点。本发明可用于海底有机污染物的治理。
文档编号C02F11/02GK102496733SQ20111044347
公开日2012年6月13日 申请日期2011年12月27日 优先权日2011年12月27日
发明者付玉彬, 刘媛媛, 卢志凯, 张业龙, 徐谦 申请人:中国海洋大学