32]本发明中，阳极室与阴极室壁面均呈弧面，注入阳极室的废水(即阳极液)为含有有机物和氨氮的废水，pH为7.5-8.5，溶解氧浓度约为0.5mg/L，而外接硝化反应器的流出液作为阴极液导入至阴极室，其含有硝酸盐和亚硝酸盐，pH为6.5-7.5。
[0033]所述的外接可调电阻电路为闭合外电路，该电路中的可调变阻器阻值变化范围为0-9999Ω。
[0034]在实际设计时，叠加式微生物燃料电池原位测试系统中的阳极室、阴极室、外连硝化反应器、密封盖、第一进水管、第二进水管、第一出水管、第二出水管均采用有机玻璃制成。阳极反应腔室、阴极反应腔室均为圆柱形反应腔室，直径为8cm，高为6cm，容积约为
0.3L。
[0035]本发明中，阳极室和阴极室采用上下型构造，内设电极生物膜水平放置，方便从上部将微电极尖端插入电极生物膜进行测量，且可通过顶部密封盖的置换，翻转阴极室、阳极室，测得同一电化学状态下阳极生物膜、阴极生物膜的参数，将两电极的测试数据进行耦合研究；阳极室和阴极室腔体构型一致，采用模块化设计，可根据废水量和污染物浓度变化需求，通过上下堆叠多个反应模块来适当扩充相应极室的容积，再通过外接硝化反应器，做到同步硝化与反硝化，在除碳产电的同时，还能进行脱氮。
[0036]本发明系统将脱碳、硝化、反硝化功能分置为独立单元，能有效降低污泥驯化的难度，并提高独立单元的污染物去除能力，克服了由于厌氧氨氧化菌较苛刻的驯化及运行条件造成系统运行效果受限的技术问题，具有优异的污染物去除效果。与此同时，在用于生物膜特性参数测量时，基于本发明系统的结构特点，无需取出生物膜在外部测试，在除污的同时，就能实现在同一电化学状态下原位测定阳极生物膜或阴极生物膜的特性参数。
[0037]与现有技术相比，本发明具有以下特点:
[0038]1)阳极室和阴极室呈上下对称形式，电极生物膜均为水平放置，方便插入微电极探究生物膜内部微环境，避免了电极生物膜竖直放置造成的测量不便，且无需取出生物膜在外部测试，保证了数据的稳定可靠；同时，可通过反应器上下倒置来改变阳极室、阴极室运行状况，测得同一电化学状态下阳极生物膜、阴极生物膜的参数，实现将两电极的测试数据进行耦合研究，有利于探究不同运行参数(电压、PH、溶解氧浓度等)下，电极生物膜生长过程中膜内性质的变化，从而优化生物电化学系统运行操作；
[0039]2)阳极室和阴极室腔体构型一致，反应器采用模块化设计，可通过上下堆叠多个反应模块，并以紧固元件连接来扩充阳极室、阴极室的容积，并以质子交换膜分隔扩充容积后的两极室，满足废水量和污染物浓度变化需求，使研究及实际应用更具有针对性，且各模块的拆卸与组装都非常方便；
[0040]3)可处理含氮废水，传统微生物燃料电池大多仅阳极具有降解有机物的能力，而本发明在阴极室采用阴极生物膜，同时结合外连硝化反应器，利用外接硝化反应器产生的亚硝酸盐和硝酸盐，作为阴极的电子受体，以废治废，不仅能实现同步硝化反硝化，还能实现同步脱氮除碳产电，将系统内脱碳、硝化、反硝化功能分置，则能降低污泥驯化的难度，并提高独立单元的污染物去除能力，避免由于厌氧氨氧化菌较苛刻的驯化及运行条件造成系统运行效果受限；
[0041]4)下部极室与中部紧固元件的顶部平行，可保证反应液体充满下部极室，使下部极室的反应液体与质子交换膜充分接触，保证微生物燃料电池运行过程中双极室之间的离子交换；
[0042]5)质子交换膜清洗及更换简便，清洗及更换时不会对下部极室内微生物造成影响，保证了实验的稳定性；
[0043]6)阳极室与阴极室壁面均呈弧面，没有死角，解决了传统微生物燃料电池内部不易清洗及清洗不净的问题；
[0044]7)阳极室和阴极室内溶液分别通过阳极蠕动栗、阴极蠕动栗进行连续再循环，以此降低相应极室内基质的浓度梯度；
[0045]8)阴极室和阳极室通过紧固元件连接，并且阳极室、阴极室与质子交换膜之间设置密封垫圈，使得整个系统结构紧凑、密封性强，稳固性好，整个系统运行稳定，具有很好的开发运用前景。
【附图说明】
[0046]图1为本发明结构示意图；
[0047]图2为本发明对有机废水中C0D的处理效果；
[0048]图3为本发明应用于有机废水处理时的电压输出情况；
[0049]图4为本发明对含氮废水中总氮的去除情况；
[0050]图中标记说明:
[0051]1、阳极室，11、阳极反应腔室，12、阳极生物膜，13、第一进水管，14、第一出水管，
15、阳极蠕动栗，2、阴极室，21、阴极反应腔室，22、阴极生物膜，23、第二进水管，24、第二出水管，25、阴极蠕动栗，3、质子交换膜，4、外接硝化反应器，5、外接可调电阻电路，51、可调变阻器，6、微电极，7、参比电极，8、外接蠕动栗，9、带孔密封盖，10、全密封盖。
【具体实施方式】
[0052]下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
[0053]实施例1:
[0054]如图1所示，本实施例一种叠加式微生物燃料电池原位测试系统，包括由一个阳极反应模块串联叠加而成的阳极室1、由一个阴极反应模块串联叠加而成的阴极室2、设置在阳极室1与阴极室2之间的质子交换膜3以及分别与阳极室1、阴极室2相连通的外接硝化反应器4，阳极室1与阴极室2 —上一下可对调相对设置，并且阳极室1与阴极室2之间还设有外接可调电阻电路5。
[0055]其中，阳极反应模块包括阳极反应腔室11以及水平设置在阳极反应腔室11中的阳极生物膜12，并且相邻两阳极反应腔室11中的阳极生物膜12通过电路串联设置；阴极反应模块包括阴极反应腔室21以及水平设置在阴极反应腔室21中的阴极生物膜22，并且相邻两阴极反应腔室21中的阴极生物膜22通过电路串联设置。
[0056]质子交换膜3两侧的阳极生物膜12与阴极生物膜22通过外接可调电阻电路5相连接。阳极生物膜12由阳极碳布以及负载在阳极碳布上的厌氧产电微生物构成；阴极生物膜22由阴极碳布以及负载在阴极碳布上的缺氧产电微生物构成。而厌氧产电微生物为污水处理厂厌氧池污泥驯化得到，缺氧产电微生物为污水处理厂缺氧池污泥驯化得到。阳极碳布、阴极碳布均作为电极材料使用，其具有稳定性好、表面平整，便于进行生物膜膜内参数测试的优点。
[0057]阳极室1设有向阳极室1注入废水的第一进水管13以及将阳极室1的流出液导入外接硝化反应器4的第一出水管14，并且第一出水管14上设有外接蠕动栗8 ;阴极室2设有将外接硝化反应器4的流出液导入阴极室2的第二进水管23以及将阴极室2处理液排出的第二出水管24。阳极室1还设有阳极蠕动栗15，废水通过阳极蠕动栗15在阳极室1中循环流动；阴极室2还设有阴极蠕动栗25，外接硝化反应器4的流出液进入阴极室2，并通过阴极蠕动栗25在阴极室2中循环流动。
[0058]采用阳极蠕动栗15、阴极蠕动栗25有利于阳极室1、阴极室2实现连续再循环，能有效降低阳极室1、阴极室2内基质的浓度梯度。
[0059]在实际使用时，当阳极室1与阴极室2 —上一下相对设置时，阳极室1顶端还设有微电极6及参比电极7，并且微电极6的底端与阳极生物膜12相接触；而当阴极室2与阳极室1 一上一下相对设置时，阴极室2顶端还设有微电极6及参比电极7，并且微电极6的底端与阴极生物膜22相接触。
[0060]阳极室1与阴极室2壁面均呈弧面，注入阳极室1的废水(即阳极液)为含有有机物和氨氮的废水，pH为7.5-8.5，溶解氧浓度约为0.5mg/L，而外接硝化反应器4的流出液作为阴极液导入至阴极室2，其含有硝酸盐和亚硝酸盐，pH为6.5-7.5。
[0061]在实际设计时，叠加式微生物燃料电池原位测试系统中的阳极室1、阴极室2、外连硝化反应器4、密封盖、第一进水管13、第二进水管23、第一出水管14、第二出水管24均采用有机玻璃制成。阳极室1、阴极室2均为圆柱形反应腔室，直径为8cm，高为6cm，容积约为 0.3L。
[0062]外接硝化反应器4中填充有活性炭纤维填料，该活性炭纤维填料上负载有挂膜微生物，其中，活性炭纤维填料的单丝直径为10 μπι。
[0063]本实施例叠加