]图中标记说明:
[0033]1、阳极室，11、阳极生物膜，12、第一进水管，13、第一出水管，2、阴极室，21、阴极生物膜，22、第二进水管，23、第二出水管，3、质子交换膜，4、外接硝化反应器，5、外接电路，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】
[0034]下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。
[0035]实施例1:
[0036]如图1所示，原位测定电极生物膜特性的生物电化学装置，该装置包括阳极室1、阴极室2、设置在阳极室I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I与阴极室2 —上一下可对调相对设置。
[0037]阳极室I中水平设有阳极生物膜11，阴极室2中水平设有阴极生物膜21，并且阳极生物膜11与阴极生物膜21通过外接电路5相连接。
[0038]阳极室I设有向阳极室I注入废水的第一进水管12以及将阳极室I的流出液导入外接硝化反应器4的第一出水管13，并且第一出水管13上设有外接婦动栗8。
[0039]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22以及将阴极室2处理液排出的第二出水管23。
[0040]在实际使用时，当阳极室I与阴极室2 —上一下相对设置时，阳极室I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11相接触；而当阴极室2与阳极室I 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21相接触。
[0041]阳极室I与阴极室2壁面均呈弧面，注入阳极室I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。
[0042]在实际设计时，原位测定电极生物膜特性的生物电化学装置中的阳极室1、阴极室
2、外连硝化反应器4、密封盖、第一进水管12、第二进水管22、第一出水管13、第二出水管23均采用有机玻璃制成。
[0043]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。阳极室I还可以设有阳极蠕动栗，废水通过阳极蠕动栗在阳极室I中循环流动；阴极室2还设有阴极蠕动栗，外接硝化反应器4的流出液进入阴极室2，并通过阴极蠕动栗在阴极室2中循环流动。采用阳极蠕动栗、阴极蠕动栗有利于阳极室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。
[0044]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10-20 μ m。
[0045]本实施例生物电化学装置中，还设有三个密封盖，其中，两个为全密封盖10，一个为带孔密封盖9，该带孔密封盖9上设有用于插入微电极6和参比电极7的小孔，该小孔中还设有用于增加密封性的橡皮塞。运行时，顶部密封盖采用带孔密封盖9，底部为全密封盖10;当需要使用微电极6测量同一电化学状态下阳极生物膜11与阴极生物膜21参数时，可将阳极室与阴极室上下颠倒，此时，可采用另一个全密封盖10供中转使用。在实际使用时，全密封盖1、带孔密封盖9可以通过紧固元件，如法兰等，与阳极室1、阴极室2进行固定连接。
[0046]本实施例中，外接电路5为闭合外电路，该电路中还设有可调变阻器51，其阻值变化范围为0-9999 Ω。
[0047]含有大量有机碳和氨氮的废水通过第一进水管12进入阳极室1，阳极室I顶部通过法兰与带孔密封盖9连接，阳极室I内的阳极碳布上附着大量厌氧产电微生物，废水流经阳极室I时，产电微生物会消耗降解有机质产生质子和电子，质子通过质子交换膜3进入阴极室2，电子由阳极导线流出，经外接可调电阻电路5流向阴极导线，并进入阴极碳布，阳极室I流出液通过第一出水管流出，由外接蠕动栗8吸入外接硝化反应器4进行硝化反应，水中氨氮化合物被转化为硝酸盐及亚硝酸盐类化合物，外接硝化反应器4流出液，再经第二进水管22流入阴极室2，阴极室2底部通过法兰与全密封盖10连接，阴极室2内的阴极碳布上附着大量缺氧产电微生物，废水流经阴极室2时，废水中的硝酸盐和亚硝酸盐被微生物反硝化作用转化为氮气，经处理后的水通过第二出水管23流出。
[0048]本实施例生物电化学装置可用于在同一电化学状态下原位测定电极生物膜(即阳极生物膜11、阴极生物膜21)的特性参数。
[0049]最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
【主权项】
1.原位测定电极生物膜特性的生物电化学装置，其特征在于，该装置包括阳极室(I)、阴极室⑵、设置在阳极室⑴与阴极室⑵之间的质子交换膜⑶以及分别与阳极室⑴、阴极室(2)相连通的外接硝化反应器(4)，所述的阳极室(I)与阴极室(2) —上一下可对调相对设置，所述的阳极室(I)中水平设有阳极生物膜(11)，所述的阴极室(2)中水平设有阴极生物膜(21)，并且所述的阳极生物膜(11)与阴极生物膜(21)通过外接电路(5)相连接。2.根据权利要求1所述的原位测定电极生物膜特性的生物电化学装置，其特征在于，所述的阳极室(I)与阴极室(2) —上一下相对设置时，所述的阳极室(I)顶端还设有微电极(6)及参比电极(7)，并且所述的微电极(6)的底端与阳极生物膜(11)相接触。3.根据权利要求1所述的原位测定电极生物膜特性的生物电化学装置，其特征在于，所述的阴极室(2)与阳极室(I) 一上一下相对设置时，所述的阴极室(2)顶端还设有微电极(6)及参比电极(7)，并且所述的微电极(6)的底端与阴极生物膜(21)相接触。4.根据权利要求1所述的原位测定电极生物膜特性的生物电化学装置，其特征在于，所述的阳极室⑴设有向阳极室⑴注入废水的第一进水管(12)以及将阳极室⑴的流出液导入外接硝化反应器(4)的第一出水管(13)，并且所述的第一出水管(13)上设有外接蠕动栗⑶。5.根据权利要求1所述的原位测定电极生物膜特性的生物电化学装置，其特征在于，所述的阴极室(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(22)以及将阴极室(2)处理液排出的第二出水管(23)。6.根据权利要求1所述的原位测定电极生物膜特性的生物电化学装置，其特征在于，所述的外接硝化反应器(4)中填充有活性炭纤维填料，该活性炭纤维填料的单丝直径为1-20 u π?ο
【专利摘要】本实用新型涉及原位测定电极生物膜特性的生物电化学装置，包括阳极室、阴极室、设置在阳极室与阴极室之间的质子交换膜以及分别与阳极室、阴极室相连通的外接硝化反应器，所述的阳极室与阴极室一上一下可对调相对设置，其中，所述的阳极室中水平设有阳极生物膜，所述的阴极室中水平设有阴极生物膜，并且所述的阳极生物膜与阴极生物膜通过外接电路相连接。与现有技术相比，本实用新型装置结构简单、紧凑，密封性强，稳固性好，操作方便，能高效实现在同一电化学状态下原位测试阳极生物膜或阴极生物膜的特性参数，精度高，具有很好的开发运用前景。
【IPC分类】H01M8/16, G01N27/416
【公开号】CN205177940
【申请号】CN201520843037
【发明人】王荣昌, 姚佳斌, 周欣逸
【申请人】同济大学
【公开日】2016年4月20日
【申请日】2015年10月28日