微生物燃料电池在对虾促生长养殖中的应用制造技术

本发明专利技术涉及微生物燃料电池在对虾促生长养殖中的应用，属于水产养殖领域，所述微生物燃料电池包括阳极室、阴极室和中间养殖室，阳极室和中间养殖室中间有阴离子交换膜，阴极室和中间养殖室中间设有阳离子交换膜分隔，阳极室、阴极室和中间养殖室相互之间设有连通管，阳极室和阴极室之间设有通气管。微生物燃料电池不仅能高效原位处理养殖废水，而且能够促进水产动物的生长。水产动物的生长。水产动物的生长。

【技术实现步骤摘要】
微生物燃料电池在对虾促生长养殖中的应用


[0001]本专利技术属于水产养殖领域，具体的涉及一种微生物燃料电池在对虾促生长养殖中的应用。

技术介绍

[0002]目前，对虾养殖的主要品种为南美白对虾，养殖模式主要为工厂化循环水养殖。工厂化养殖模式属于一种超高密度的流水养殖模式，该模式养殖用水量大，饵料系数高，大量养殖废水外排会对周边环境造成严重污染，且高密度养殖中病害频发，种质退化，对南美白对虾养殖业造成巨大的经济损失。影响对虾养殖的可持续健康发展。
[0003]微生物燃料电池是一种利用微生物将有机物中的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，有机物在微生物作用下分解并释放出电子和质子，电子依靠合适的电子传递介体在生物组分和阳极之间进行有效传递，并通过外电路传递到阴极形成电流，而质子通过质子交换膜传递到阴极，氧化剂(一般为氧气)在阴极得到电子被还原与质子结合成水。目前微生物燃料电池用于生物发电同时处理废水。但在水产养殖上没有人发现微生物燃料电池对养殖生物的作用效果。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的技术问题在于提供一种微生物燃料电池在对虾促生长养殖中的应用，本专利技术构建微生物燃料电池，用养殖废水作为基质，污染物作为底物，微生物燃料电池诸不仅能高效原位处理养殖废水，而且能够促进水产动物的免疫和生长。
[0005]本专利技术是通过如下技术方案来实现的：
[0006]微生物燃料电池在对虾促生长养殖中的应用，所述微生物燃料电池包括阳极室、阴极室和中间养殖室，阳极室和中间养殖室中间有阴离子交换膜，阴极室和中间养殖室中间设有阳离子交换膜分隔，所述阳极室与中间养殖室通过第一连通管连通，中间养殖室与阴极室之间通过第二连通管连通，阳极室与阴极室之间通过第三连通管连通，阴极室内的水能够通过第二连通管进入中间养殖室，中间养殖室内的水通过第一连通管能够进入阳极室，阳极室内的水能够通过第三连通管进入阴极室，阳极室内设有混合菌群，阴极室内有藻类，阳极室和阴极室之间有通气管连通，阳极室内电极与阴极室内电极有电线及电阻连接；
[0007]所述微生物燃料电池的应用方法为中间养殖室内含有饵料粪便的水泵入阳极室，在阳极细菌的作用下分解成小分子营养物质，同时产生二氧化碳，在分解过程中产生的生物电通过阳极炭棒和电线传导到阴极电极，从而在阳极室和阴极室之间产生电场，中间养殖室内水体中的重金属离子在电场作用下向阴极移动；产生的二氧化碳通过通气管进入阴极室，阴极室内的藻类利用二氧化碳进行呼吸作用，阴极室将二氧化碳转化成有机物，阳极室的水停留一段时间，包括蛋白在内的大分子物质被分解，分解后的水泵入到阴极，被阴极室内的藻类吸收利用，富含藻类的水再从阴极室泵入中间养殖室并作为生物饵料，形成不间断的微生物燃料电池闭合循环水养殖系统。
[0008]进一步，所述阳极室的微生物为光合细菌。
[0009]进一步，所述阴极室内的藻类为微型海链藻和微拟球藻。
[0010]本专利技术与现有技术相比的有益效果：
[0011]本专利技术的微生物燃料电池在处理养殖水体中有机物，分解成小分子的肽，小分子肽一部分通过阴离子交换膜进入养殖池，被养殖池中的生物所利用，一部分进入阴极转化成藻类生物质，藻类作为食物进入养殖池，微生物燃料电池产生的电流在阳极室和阴极室之间传递，从而在阳极室和阴极室之间形成电场，电场有利于中间养殖池内的水生物提高免疫和生长，且电场使养殖水体中的金属离子向阴极室移动并聚集阴极室，重金属在阳极以沉淀形式脱除，避免了水体中重金属对水产生物的毒害。
附图说明
[0012]图1本专利技术微生物燃料电池在养殖池中的应用结构剖面图。图中：1、阳极室、2、块状炭电极，3、电线，4、控制器，5、阴极室，6、阴极电极，7、中间养殖室，8、进水系统，9、进水水泵，10、第一连通管，11、第二连通管，12、第三连通管，13、通气管。
具体实施方式
[0013]下面通过实施例来对本专利技术的技术方案做进一步解释，但本专利技术的保护范围不受实施例任何形式上的限制。
[0014]实施例1
[0015]如图1所示，养殖池为长方形，外接进水系统8，进水水泵9提供进水动力，长度方向的两端分别用阴离子交换膜和阳离子交换膜隔离出阳极室1和阴极室5，中间为中间养殖室7，阳极室1和阴极室5的上部封闭，但留有接通气管13、电线3和水循环通道孔，阳极室1设有块状炭电极2，阳极室1内的水体中接种有产电光合细菌(购买于市售商品)，阴极室5内设有氧化石墨烯
‑
CoAl层状双氢氧化物复合电极作为阴极电极6，阴极室5的水体内接种有藻类，包括为微型海链藻、微拟球藻，通气管13从阳极室1连通到阴极室5，导电电线3从阳极室1的炭电极上连通到阴极室5的氧化石墨烯
‑
CoAl层状双氢氧化物复合电极上，以利于产生的生物电从阳极室1传导到阴极室5，中间设有控制器4
[0016]所述阳极室1、阴极室5和中养殖池内均设有水泵，以便于将中间养殖池内的水通过10泵入阳极室1，阳极室1与中间养殖室7通过第一连通管10连通，中间养殖室7与阴极室5之间通过第二连通管11连通，阳极室1与阴极室5之间通过第三连通管12连通；阳极室1内水经过细菌处理后，一部分通过阴离子交换膜渗入中间养殖池，一部分通过第三连通管12进入阴极室5，阴极室5中的水字水泵的作用下经第二连通管11进入中间养殖室7，中间养殖室7内的水在水泵的作用下经过第一连通管10进入阳极室1。
[0017]养殖水体中的粪便残饵等在阳极室1内光合细菌的作用下分解成小分子营养物质，同时产生二氧化碳，在分解过程中产生的生物电通过阳极炭棒和电线3传导到阴极电极，从而在阳极室1和阴极室5之间产生电场，中间养殖室7内的重金属离子向阴极室5移动；产生的二氧化碳通过通气管13进入阴极室5，阴极室5内的藻类利用二氧化碳进行呼吸作用，将二氧化碳转化成有机物；产生的生物质进入养殖室，作为养殖生物的生物饵料。
[0018]本专利技术的微生物燃料电池在处理养殖水体中有机物，分解成小分子的肽，小分子
肽部分通过阴离子交换膜进入养殖池，被养殖池中的生物所利用，部分进入阴极转化成藻类生物质，藻类作为食物进入养殖池，微生物燃料电池产生的电流在阳极室1和阴极室5之间传递，从而在阳极室1和阴极室5之间形成电场，电场有利于中间养殖池内的水生物生长和提高免疫力，减少了病害用药，且电场使养殖水体中的金属离子向阴极室5移动并聚集中阴极室5，避免了水体中重金属对水产生物的毒害。
[0019]应用例设置3个实验组，每组设3个平行，每养殖池投放600尾南美白对虾(平均体重0.5
±
0.02g、体长3.2
±
0.03cm)。实验组1是微生物燃料电池，实验组2是正常循环水养殖组，实验组3是养殖池的两端设有弱电极，养殖池为3*2m的长方形养殖池，实验组1和实验3结构相同，区别在于实验组3两端没有光合细菌和藻类，也即不能通过微生物分解有机质产生生物电，仅通过外接人本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.微生物燃料电池在对虾促生长养殖中的应用，其特征在于，微生物燃料电池在对虾促生长养殖中的应用，所述微生物燃料电池包括阳极室、阴极室和中间养殖室，阳极室和中间养殖室中间有阴离子交换膜，阴极室和中间养殖室中间设有阳离子交换膜分隔，所述阳极室与中间养殖室通过第一连通管连通，中间养殖室与阴极室之间通过第二连通管连通，阳极室与阴极室之间通过第三连通管连通，阴极室内的水能够通过第二连通管进入中间养殖室，中间养殖室内的水通过第一连通管能够进入阳极室，阳极室内的水能够通过第三连通管进入阴极室，阳极室内设有混合菌群，阴极室内有藻类，阳极室和阴极室之间有通气管连通，阳极室内电极与阴极室内电极有电线及电阻连接；所述微生物燃料电池的应用方法为中间养殖室内含有饵料粪便的水泵入阳极室，在阳极细菌的作用下分解成小分子营养物质，同时产生二氧化碳，在分解过程中产生的生物电通过阳极炭棒和电线传导到阴极电极，从而在阳极室和阴极室之间产生电场，中间养殖室...

【专利技术属性】
技术研发人员：李银塔，吕云云，任召珍，吴丽莎，冯建新，马湘君，
申请(专利权)人：威海海洋职业学院，
类型：发明
国别省市：