一种具有过滤装置的微生物燃料电池制造方法及图纸

一种具有过滤装置的微生物燃料电池，涉及一种微生物燃料电池。目的是解决废水中的难溶性杂质的存在导致微生物燃料电池效率降低的问题。装置由阳极室、阴极室、质子交换膜、电压监测仪和过滤组件构成；过滤组件由第一格栅网、滤料填充层和第二格栅网构成，滤料填充层设置在第一格栅网和第二格栅网之间；过滤组件分别水平设置在阳极室和阴极室内部。本实用新型专利技术在阴极室和阳极室上端设置过滤组件，在对实际水体进行处理时，可以有效地截留杂质，吸附污染物，并通过格栅网‑活性炭为微生物提供反应床，提高了废水的处理效果和产电性能。本实用新型专利技术适用于污水处理。

【技术实现步骤摘要】
一种具有过滤装置的微生物燃料电池
本技术属于环境科学领域，具体涉及一种微生物燃料电池。
技术介绍
微生物燃料电池(MFC)是一种利用电极上的微生物氧化降解污染物来处理废水的技术，目前被广泛应用于实验室人工模拟废水处理以及微生物产电研究。MFC构型上分为单室型、双室型和多室型。双室MFC由两个电极室组成，一个为厌氧室(阳极室)，另一个为好氧室(阴极室)，在厌氧室，物质被微生物氧化，电子被外加载体或介体转移至阳极，或者直接通过微生物呼吸酶转移至阳极；阳极室与阴极室在电池内用质子交换膜分隔，外部通过导线连接构成循环电路；在阳极室，电子通过外电路、质子通过质子交换膜分别达到阴极，与氧气化合形成水。因此，双室MFC优点在于可以分别设计电极，并且针对不同类型污染物，能够分别在阳极室或阴极室进行降解。MFC产能产电、污染物处理以及实际应用性能的提高，一直是该技术发展的核心。废水中禽畜粪便、食物残渣、植物残骸、固体颗粒、泥沙等难溶性杂质的存在，会造成阳极室和阴极室内阻增大，影响MFC电输出；杂质粘附在电极上，会导致生物附着率下降，从而降低微生物的氧化还原效率，因此废水中的难溶性杂质会降低微生物燃料电池效率。
技术实现思路
本技术为了解决废水中的难溶性杂质的存在导致微生物燃料电池效率降低的问题，提出一种具有过滤装置的微生物燃料电池。本技术具有过滤装置的微生物燃料电池由阳极室、阴极室、质子交换膜、电压监测仪和过滤组件构成；所述阳极室和阴极室具有相同的敞口，阳极室和阴极室的敞口相对设置并通过法兰连接，阳极室的敞口和阴极室的敞口之间设置有质子交换膜，质子交换膜与两侧法兰之间分别设置有密封垫圈；阳极室顶板上开有数个阳极室进液口，阴极室顶板上开有数个阴极室进液口；所述过滤组件由第一格栅网、滤料填充层和第二格栅网构成，滤料填充层设置在第一格栅网和第二格栅网之间；两个过滤组件分别水平设置在阳极室和阴极室内部；阳极室内过滤组件下方设置有阳极，阴极室内过滤组件下方设置有阴极；电压监测仪设置在阳极室和阴极室外部，阳极上连接有钛丝，阳极上的钛丝的自由端穿过阳极室内的过滤组件后由阳极室进液口穿出并与电压监测仪的正极连接；阴极上连接有钛丝，阴极上的钛丝的自由端穿过阴极室内的过滤组件后由阴极室进液口穿出并与电压监测仪的负极连接；所述第一格栅网和第二格栅网为钛丝网，阳极上的钛丝与阳极室内的过滤组件中的第一格栅网和第二格栅网接触并焊接；阴极上的钛丝与阴极室的过滤组件中的第一格栅网和第二格栅网接触并焊接；所述阳极室侧壁底部设置有阳极室排液管，阳极室排液管的排液口设置有胶塞；阴极室侧壁底部设置有阴极室排液管，阴极室排液管的排液口设置有胶塞。本技术与传统的双室MFC相比具有以下效果：本技术在传统双室MFC构型的基础上，在阴极室和阳极室上端设置过滤组件，在对实际水体进行处理时，过滤组件浸没在污水中，可以根据具体的污水的浊度等情况随时调节格栅和活性炭的规格，一方面，可以有效地截留杂质，可以吸附污染物，对实际废水进行初步处理；另一方面，通过格栅网-活性炭为微生物提供反应床，大大提高了废水的处理效果和产电性能，该装置将过滤与MFC处理技术有机结合，可促进污染物的处理效率和能量回收。附图说明图1为实施例1具有过滤装置的微生物燃料电池的结构示意图；图2为实施例1中过滤组件5的结构示意图。具体实施方式本技术技术方案不局限于以下所列举具体实施方式，还包括各具体实施方式间的任意合理组合。具体实施方式一：本实施方式具有过滤装置的微生物燃料电池由阳极室1、阴极室2、质子交换膜3、电压监测仪4和过滤组件5构成；所述阳极室1和阴极室2具有相同的敞口，阳极室1和阴极室2的敞口相对设置并通过法兰连接，阳极室1的敞口和阴极室2的敞口之间设置有质子交换膜3，质子交换膜3与两侧法兰之间分别设置有密封垫圈12；阳极室1顶板上开有数个阳极室进液口10，阴极室2顶板上开有数个阴极室进液口9；所述过滤组件5由第一格栅网5-3、滤料填充层5-2和第二格栅网5-1构成，滤料填充层5-2设置在第一格栅网5-3和第二格栅网5-1之间；两个过滤组件5分别水平设置在阳极室1和阴极室2内部；阳极室1内过滤组件5下方设置有阳极11，阴极室2内过滤组件5下方设置有阴极8；电压监测仪4设置在阳极室1和阴极室2外部，阳极11上连接有钛丝，阳极11上的钛丝的自由端穿过阳极室1内的过滤组件5后由阳极室进液口10穿出并与电压监测仪4的正极连接；阴极8上连接有钛丝，阴极8上的钛丝的自由端穿过阴极室2内的过滤组件5后由阴极室进液口9穿出并与电压监测仪4的负极连接；所述第一格栅网5-3和第二格栅网5-1为钛丝网，阳极11上的钛丝与阳极室1内的过滤组件5中的第一格栅网5-3和第二格栅网5-1接触并焊接；阴极8上的钛丝与阴极室2的过滤组件5中的第一格栅网5-3和第二格栅网5-1接触并焊接；所述阳极室1侧壁底部设置有阳极室排液管6，阳极室排液管6的排液口设置有胶塞；阴极室2侧壁底部设置有阴极室排液管7，阴极室排液管7的排液口设置有胶塞。本实施方式在传统双室MFC构型的基础上，在阴极室和阳极室上端设置过滤组件5，在对实际水体进行处理时，可以根据具体的污水的浊度等情况随时调节格栅和活性炭的规格，一方面，可以有效地截留杂质，可以吸附污染物，对实际废水进行初步处理；另一方面，通过格栅网-活性炭为微生物提供反应床，大大提高了废水的处理效果和产电性能，该装置将过滤与MFC处理技术有机结合，可促进污染物的处理效率和能量回收。具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是：所述进液口10中设置有密封胶塞，进液口9中设置有密封胶塞。其他步骤和参数与具体实施方式一相同。具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是：所述阴极8和阳极11为长方体形石墨毡电极。其他步骤和参数与具体实施方式一或二相同。具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是：所述滤料填充层5-2中填充物为活性炭，活性炭为木质柱状活性炭、稻壳活性炭或煤质活性炭。其他步骤和参数与具体实施方式一至三之一相同。实施例1：结合图1和图2说明，本实施例具有过滤装置的微生物燃料电池由阳极室1、阴极室2、质子交换膜3、电压监测仪4和过滤组件5构成；所述阳极室1和阴极室2具有相同的敞口，阳极室1和阴极室2的敞口相对设置并通过法兰连接，阳极室1的敞口和阴极室2的敞口之间设置有质子交换膜3，质子交换膜3与两侧法兰之间分别设置有密封垫圈12；阳极室1顶板上开有3个阳极室进液口10，阴极室2顶板上开有3个阴极室进液口9；所述过滤组件5由第一格栅网5-3、滤料填充层5-2和第二格栅网5-1构成，滤料填充层5-2设置在第一格栅网5-3和第二格栅网5-1之间；两个过滤组件5分别水平设置在阳极室1和阴极室2内部；阳极室1内过滤组件5下方设置有阳极1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有过滤装置的微生物燃料电池，其特征在于：具有过滤装置的微生物燃料电池由阳极室(1)、阴极室(2)、质子交换膜(3)、电压监测仪(4)和过滤组件(5)构成；/n所述阳极室(1)和阴极室(2)具有相同的敞口，阳极室(1)和阴极室(2)的敞口相对设置并通过法兰连接，阳极室(1)的敞口和阴极室(2)的敞口之间设置有质子交换膜(3)，质子交换膜(3)与两侧法兰之间分别设置有密封垫圈(12)；阳极室(1)顶板上开有数个阳极室进液口(10)，阴极室(2)顶板上开有数个阴极室进液口(9)；/n所述过滤组件(5)由第一格栅网(5-3)、滤料填充层(5-2)和第二格栅网(5-1)构成，滤料填充层(5-2)设置在第一格栅网(5-3)和第二格栅网(5-1)之间；两个过滤组件(5)分别水平设置在阳极室(1)和阴极室(2)内部；阳极室(1)内过滤组件(5)下方设置有阳极(11)，阴极室(2)内过滤组件(5)下方设置有阴极(8)；电压监测仪(4)设置在阳极室(1)和阴极室(2)外部，阳极(11)上连接有钛丝，阳极(11)上的钛丝的自由端穿过阳极室(1)内的过滤组件(5)后由阳极室进液口(10)穿出并与电压监测仪(4)的正极连接；阴极(8)上连接有钛丝，阴极(8)上的钛丝的自由端穿过阴极室(2)内的过滤组件(5)后由阴极室进液口(9)穿出并与电压监测仪(4)的负极连接；/n所述第一格栅网(5-3)和第二格栅网(5-1)为钛丝网，阳极(11)上的钛丝与阳极室(1)内的过滤组件(5)中的第一格栅网(5-3)和第二格栅网(5-1)接触并焊接；阴极(8)上的钛丝与阴极室(2)的过滤组件(5)中的第一格栅网(5-3)和第二格栅网(5-1)接触并焊接；/n所述阳极室(1)侧壁底部设置有阳极室排液管(6)，阳极室排液管(6)的排液口设置有胶塞；阴极室(2)侧壁底部设置有阴极室排液管(7)，阴极室排液管(7)的排液口设置有胶塞。/n...

【技术特征摘要】
1.一种具有过滤装置的微生物燃料电池，其特征在于：具有过滤装置的微生物燃料电池由阳极室(1)、阴极室(2)、质子交换膜(3)、电压监测仪(4)和过滤组件(5)构成；
所述阳极室(1)和阴极室(2)具有相同的敞口，阳极室(1)和阴极室(2)的敞口相对设置并通过法兰连接，阳极室(1)的敞口和阴极室(2)的敞口之间设置有质子交换膜(3)，质子交换膜(3)与两侧法兰之间分别设置有密封垫圈(12)；阳极室(1)顶板上开有数个阳极室进液口(10)，阴极室(2)顶板上开有数个阴极室进液口(9)；
所述过滤组件(5)由第一格栅网(5-3)、滤料填充层(5-2)和第二格栅网(5-1)构成，滤料填充层(5-2)设置在第一格栅网(5-3)和第二格栅网(5-1)之间；两个过滤组件(5)分别水平设置在阳极室(1)和阴极室(2)内部；阳极室(1)内过滤组件(5)下方设置有阳极(11)，阴极室(2)内过滤组件(5)下方设置有阴极(8)；电压监测仪(4)设置在阳极室(1)和阴极室(2)外部，阳极(11)上连接有钛丝，阳极(11)上的钛丝的自由端穿过阳极室(1)内的过滤组件(5)后由阳极室进液口(10)穿出并与电压监测仪(4)的正极连接；阴极(8)上连接有钛丝...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾秉鑫，李露，鲁楠，关久念，闫钰，李晓丹，
申请(专利权)人：贾秉鑫，
类型：新型
国别省市：黑龙;23