一种测定厌氧消化出水中挥发性脂肪酸的微生物电化学库伦方法技术

本发明专利技术涉及一种测定厌氧消化出水中挥发性脂肪酸的微生物电化学库伦方法，属于水质监测技术领域。该方法基于微生物电化学系统，利用库伦密度和挥发性脂肪酸浓度的线性关系对厌氧消化出水中挥发性脂肪酸进行测定。通过采用外电路连有外电阻及电压采集装置的双室空气阴极微生物燃料电池，在测定时只需要将待测水样注入空白阳极溶液，记录待测水样体积并由电压采集装置自动采集电压，然后分析数据即可，操作较为简单。且微生物燃料电池日常运行及维护只需要更换阳极溶液及阴极溶液，成本较低。微生物燃料电池构造简单，只需要在恒温培养箱中运行，对设备的要求低。微生物燃料电池具有外部电路，能实时输出电信号，可以与其它在线分析设备结合，实现在线监测。

【技术实现步骤摘要】
一种测定厌氧消化出水中挥发性脂肪酸的微生物电化学库伦方法
本专利技术属于水质监测
，具体涉及一种测定厌氧消化出水中挥发性脂肪酸的微生物电化学库伦方法。
技术介绍
厌氧消化是非常重要的废水及废弃物处理技术，可以使有机物转化为甲烷并用于燃烧或者发电，从而实现资源和能源的回收利用。挥发性脂肪酸是厌氧消化过程中十分重要的中间产物，挥发性脂肪酸的浓度能够反映出厌氧消化过程中甲烷菌的状态或者反应条件的变化，出水的挥发性脂肪酸是厌氧消化过程中的重要控制指标。目前测定厌氧消化过程中挥发性脂肪酸的方法主要有蒸馏-滴定法、气相色谱法、液相色谱法等。其中，蒸馏-滴定法需要在酸性条件下将水样中的挥发性脂肪酸蒸馏出来再用氢氧化钠溶液进行滴定，这种方法对操作的要求较高、准确性较差、难以实现在线监测。气相色谱法、液相色谱法等色谱技术需要利用设备分离挥发性脂肪酸然后结合检测器进行分析，这些方法的运行及维护成本较高、对设备要求较高、难以实现在线监测。因此，急需一种操作简单、运行及维护成本较低、对设备要求较低、适用于在线监测的厌氧消化出水中挥发性脂肪酸的测定方法。<本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种测定厌氧消化出水中挥发性脂肪酸的微生物电化学库伦方法，其特征在于，所述方法基于微生物电化学系统，利用库伦密度和挥发性脂肪酸浓度的线性关系对厌氧消化出水中挥发性脂肪酸进行测定。/n

【技术特征摘要】
1.一种测定厌氧消化出水中挥发性脂肪酸的微生物电化学库伦方法，其特征在于，所述方法基于微生物电化学系统，利用库伦密度和挥发性脂肪酸浓度的线性关系对厌氧消化出水中挥发性脂肪酸进行测定。


2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法如下：
(1)采用外电路连有外电阻及电压采集装置的双室空气阴极微生物燃料电池，向空白阳极溶液中加入挥发性脂肪酸，分别配制一系列具有相同挥发性脂肪酸浓度的阳极溶液，将各具有相同挥发性脂肪酸浓度的阳极溶液处理至厌氧状态后分别加入相应所述电池阳极室中，将阴极溶液分别加入相应所述电池阴极室中，再分别加入微生物菌液后保持封闭厌氧状态，启动相应所述电池；
(2)向空白阳极溶液中加入挥发性脂肪酸，分别配制一系列具有不同挥发性脂肪酸浓度的阳极溶液，将各具有不同挥发性脂肪酸浓度的阳极溶液处理至厌氧状态后分别加入相应步骤(1)中启动后的电池阳极室中，保持封闭厌氧状态，运行后以注入各具有不同挥发性脂肪酸浓度的阳极溶液后相应电池的首个输出电压作为测定起点，以相应电池运行后期基本保持不变的输出电压作为测定终点，依次通过公式I、II分别计算相应电池的库伦量Q和库伦密度，绘制库伦密度与挥发性脂肪酸浓度的标准曲线，获得库伦密度与挥发性脂肪酸浓度的线性方程；






式I、II中，U为采集的电压，V；
R为外电阻，Ω；
t为测定时间，s；
VAn为阳极室水样体积，L；
(3)将待测水样加入空白阳极溶液处理至厌氧状态后置于步骤(1)中启动后的电池阳极室中，参照步骤(2)中的方法，获得库伦密度，将所述库伦密度代入步骤(2)中线性方程，获得所述待测水样中挥发性脂肪酸浓度。


3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述双室空气阴极微生物燃料电池中阳极材料以不锈钢网为基体用钛丝缝合碳布制作而成，阴极材料以碳布为基体负载Pt/C催化剂。


4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述处理至厌氧状态通过曝氮气实现。


5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述微生物菌液取自厌氧生物处理池中的废水。


6.如权利要求2所述的方法，其特征在于，步...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘鸿，马惟奇，王宗萍，高阳阳，
申请(专利权)人：中国科学院重庆绿色智能技术研究院，
类型：发明
国别省市：重庆;50