一种除硫微生物燃料电池制造技术

本实用新型专利技术公开了一种除硫微生物燃料电池，包括阳极室和阴极室，所述阳极室和阴极室通过质子交换膜分割开，在阳极室和阴极室上分别设有进水管和出水管，阳极室内设有阳极石墨纤维丝，阳极石墨纤维丝固定于阳极铂丝上，阳极铂丝的另一端穿过橡胶塞后与外接电路连接；所述橡胶塞置于阳极室顶部的开孔内；阴极室内设有阴极石墨纤维丝，阴极石墨纤维丝固定于阴极铂丝上，阴极铂丝的另一端穿过阴极室的顶部后与外接电路连接；阴极室的底部设有曝气头，曝气头与供气管的一端连接，供气管的另一端穿过阴极室的顶部后与鼓风机连接。本实用新型专利技术能对含硫废水进行处理，并方便单质硫的回收。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及污水处理领域，具体涉及一种除硫微生物燃料电池。
技术介绍
硫是地球上所有生命的基本元素，大量含硫污水排放到地表径流，最终流入大海，对自然生态系统和生物健康带来负面影响。硫污染物的氧化产物挥发到大气中产生酸雨，会给生物体带来严重的健康风险且会腐蚀材料。基于这些负面的影响，人们花费了大量的人力和财力来处理这些污染物。现有的除硫设备均存在能耗高、运行成本高的缺陷。现有的除硫微生物燃料电池是以微生物作为催化剂，将化学能直接转化成电能的装置。其基本工作原理是：在阳极室厌氧环境下，硫化物在自发电化学作用和微生物作用下氧化并释放出电子，阳极表面附近的微生物直接将电子传递到阳极，并通过外电路传递到阴极室的阴极形成电流，从而产生电能。而水中的而质子通过质子交换膜传递到阴极，氧化剂(一般为氧气)在阴极得到电子后与质子结合形成水。现有的除硫微生物燃料电池虽然能对污水进行处理并产生电能，且除硫成本低，但不能很好的对单质硫进行回收，因此限制了其应用。我们迫切需要一种能方便对污水中的单质硫进行回收的微生物燃料电池，以高效去除污水中硫离子。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种除硫微生物燃料电池，该电池能对含硫废水进行处理，并方便单质硫的回收。本技术所采用的技术方案是：一种除硫微生物燃料电池，包括阳极室和阴极室，所述阳极室和阴极室通过质子交换膜分割开，在阳极室和阴极室上分别设有进水管和出水管，所述阳极室内设有若干阳极石墨纤维丝，所述阳极石墨纤维丝固定于阳极铂丝上，阳极铂丝的一端穿过橡胶塞后与外接电路连接，阳极石墨纤维丝和阳极铂丝构成阳极石墨碳刷；所述橡胶塞置于阳极室顶部的开孔内；所述阴极室内设有若干阴极石墨纤维丝，所述阴极石墨纤维丝固定于阴极铂丝上，阴极铂丝的一端穿过阴极室的顶部后与外接电路连接，阴极石墨纤维丝和阴极铂丝构成阴极石墨碳刷；所述阴极室的底部设有曝气头，所述曝气头与供气管的一端连接，供气管的另一端穿过阴极室的顶部的小孔后与鼓风机连接。更进一步的方案是，所述阳极室的底部设有磁力搅拌子，磁力搅拌子在磁力搅拌器的作用下对阳极室内的污水进行搅拌。更进一步的方案是，所述橡胶塞通过玻璃胶与阳极室的顶部固定。更进一步的方案是，阳极室上的进水管距离阳极室顶部1-2厘米；阳极室上的出水管距离阳极室底部1-2厘米。更进一步的方案是，阴极室上的进水管距离阴极室顶部1-2厘米；阴极室上的出水管距离阴极室底部1-2厘米。更进一步的方案是，阳极室的横截面为半圆形、长方形或正方形。更进一步的方案是，阴极室的横截面为半圆形、长方形或正方形。使用时，将未处理的污水从进水管流入阳极室和阴极室，开启磁力搅拌器和鼓风机，接通外接电路，阳极室内的污水在磁力搅拌子的作用下充分运动，阳极室内的废水中的硫化物作为电子供体，电子由阳极铂丝连接的电路传递到阴极室，从而产生电能。质子则通过质子交换膜移动到阴极室，在阴极室内曝气头表面的小孔不断释放出氧气，作为电子受体与质子结合生成水；硫单质附着在阳极石墨纤维丝上，便于回收利用。本技术通过阳极石墨纤维丝作为填料，使硫单质能有效地附着于阳极石墨纤维丝上，阳极石墨纤维丝通过阳极铂丝与橡胶塞连接；因橡胶塞放置于阳极室顶部事先凿开的开孔内，所以橡胶塞的安设与取出都非常的方便，从阳极室顶部取出橡胶塞就可取出阳极石墨纤维丝；然后将阳极石墨纤维丝置于热的强碱浸泡，就能使单质硫从阳极石墨纤维丝上脱落，从而实现单质硫的有效回收。本技术利用阳极石墨碳刷镶嵌于橡胶塞内的特点，把橡胶塞从阳极室中取出，使用热的强碱浸泡阳极石墨碳刷，就能使单质硫从阳极石墨纤维丝上脱落，达到回收单质硫，减少硫酸盐生成量的目的。本技术的有益效果在于：将阳极石墨碳刷与橡胶塞结合使用，可以方便其从反应器内取出，从而为去除附着于碳刷上的硫单质提供了便利；采用石墨纤维丝作为填料，因石墨纤维丝的表面积较大能使微生物充分富集，使微生物的附着面积增加，从而提高反应效率；采用磁力搅拌子，使阳极室内的污水充分搅拌，提高了反应速度和效率；结构简单，操作方便，能有效回收硫单质，避免了二次污染；不仅除硫简单，且整个装置的能耗低、运行成本也低，推广应用价值大。附图说明下面将结合附图及实施例对本技术作进一步说明，附图中：图1是本技术除硫微生物燃料电池的正视结构示意图；图2是除硫微生物燃料电池的侧视结构示意图；图3是除硫微生物燃料电池的俯视结构示意图。其中：1-1、阳极铂丝；1-2、阴极铂丝；2、橡胶塞；3-1、阳极进水管；3-2、阴极进水管；4-1、阳极出水管；4-2、阴极出水管；5-1、阳极石墨纤维丝；5-2、阴极石墨纤维丝；6、磁力搅拌子；7、曝气头；8、供气管；9、质子交换膜；10、外接电路；11、阳极室；12、阴极室。具体实施方式为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本技术。参见图1-图3，一种除硫微生物燃料电池，包括阳极室11和阴极室12，阳极室11和阴极室12通过质子交换膜9分割开，氢离子通过质子交换膜9从阳极室11转移到阴极室12；在距离阳极室11顶部1-2厘米处设有阳极进水管3-1，在距离阳极室11底部1-2厘米处设有阳极出水管4-1，在距离阴极室12顶部1-2厘米处设有阴极进水管3-2，在距离阴极室12底部1-2厘米处设有阴极出水管4-2；在阳极室11和阴极室12的顶部附近设进水管，在其底部附近设出水管，使污水从反应室上部流入，下部流出，以便于污水的处理，提高了污水处理时间；阳极室11的顶部设有开口，在开口处设有橡胶塞2，橡胶塞通过玻璃胶固定在开口内；阳极室11内设有若干阳极石墨纤维丝5-1，若干阳极石墨纤维丝5-1固定于阳极铂丝1-1上，阳极铂丝1-1的一端穿过橡胶塞2后与外接电路10连接，阳极石墨纤维丝5-1和阳极铂丝1-1构成阳极石墨碳刷；阳极室11的底部设有磁力搅拌子6，磁力搅拌子6在磁力搅拌器的作用下对阳极室11内的污水进行搅拌，使反应更充分、剧烈，以提高污水处理效率；阴极室12内设有若干阴极石墨纤维丝5-2，阴极石墨纤维丝5-2固定于阴极铂丝1-2上，阴极铂丝1-2的一端穿过阴极室12的顶部后与外接电路10连接，阴极石墨纤维丝5-2和阴极铂丝1-2构成阴极石墨碳刷；阴极室12的底部设有本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种除硫微生物燃料电池，包括阳极室和阴极室，所述阳极室和阴极室通过质子交换膜分割开，在阳极室和阴极室上分别设有进水管和出水管，其特征在于：所述阳极室内设有若干阳极石墨纤维丝，所述阳极石墨纤维丝固定于阳极铂丝上，阳极铂丝的一端穿过橡胶塞后与外接电路连接；所述橡胶塞置于阳极室顶部的开孔处；所述阴极室内设有若干阴极石墨纤维丝，所述阴极石墨纤维丝固定于阴极铂丝上，阴极铂丝的一端穿过阴极室的顶部后与外接电路连接；所述阴极室的底部设有曝气头，所述曝气头与供气管的一端连接，供气管的另一端穿过阴极室的顶部后与鼓风机连接。

【技术特征摘要】
1.一种除硫微生物燃料电池，包括阳极室和阴极室，所述阳极室和阴极室通过质子
交换膜分割开，在阳极室和阴极室上分别设有进水管和出水管，其特征在于：
所述阳极室内设有若干阳极石墨纤维丝，所述阳极石墨纤维丝固定于阳极铂丝上，阳
极铂丝的一端穿过橡胶塞后与外接电路连接；所述橡胶塞置于阳极室顶部的开孔处；
所述阴极室内设有若干阴极石墨纤维丝，所述阴极石墨纤维丝固定于阴极铂丝上，阴
极铂丝的一端穿过阴极室的顶部后与外接电路连接；
所述阴极室的底部设有曝气头，所述曝气头与供气管的一端连接，供气管的另一端穿
过阴极室的顶部后与鼓风机连接。
2.根据权利要求1所述的除硫微生物燃料电池，其特征在于：所述阳极室的底部设
有磁力搅拌子，磁力搅拌子在磁力搅拌器...

【专利技术属性】
技术研发人员：张少辉，赵丽，魏炎，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：新型
国别省市：湖北;42