申请日2017.02.21
公开(公告)日2017.12.15
IPC分类号H01M8/16; H01M4/86; G21F9/18
摘要
本实用新型公开了一种用于含铀废水处理的微生物燃料电池，包括：电池本体，其提供一厌氧环境，其内设置质子交换膜，将电池本体分割为阳极室和阴极室，阳极室内容纳有奥奈达希瓦氏菌和其培养液，阴极室内容纳有六价铀废水;阳极，其设置于阳极室内，阳极设置为钛酸锂/石墨烯电极棒;阴极，其设置于阴极室内，阴极设置为磷酸铁锂/石墨烯复合材料电极棒;外部电路，其将阳极和阴极电连接。本实用新型以钛酸锂/石墨烯电极棒为阳极，磷酸铁锂/石墨烯复合材料电极棒为阴极，导电率强，产电效率高，阳极室容纳有微生物和其培养液，阴极室容纳有六价铀废水，避免了六价铀对微生物的毒害作用，无二次污染，不需要提供电能节能环保，投资少，效率高。
权利要求书
1.一种用于含铀废水处理的微生物燃料电池，其特征在于，包括：
电池本体，其提供一厌氧环境，其内设置质子交换膜，将所述电池本体分割为阳极室和阴极室，所述阳极室内容纳有奥奈达希瓦氏菌和其培养液，所述阴极室内容纳有六价铀废水，在阴极室注入KH2PO4作为缓冲溶液，阳极室每天注入乙酸钠直到输出电压稳定在240-260mv;
阳极，其设置于所述阳极室内，所述阳极设置为钛酸锂/石墨烯电极棒;
阴极，其设置于所述阴极室内，所述阴极设置为磷酸铁锂/石墨烯复合材料电极棒;
外部电路，其将所述阳极和阴极电连接。
2.如权利要求1所述的用于含铀废水处理的微生物燃料电池，其特征在于，所述阳极室设置有阳极进水孔和阳极出水孔，所述阴极室设置有阴极进水孔和阴极出水孔，所述阳极出水孔与所述阴极出水孔连通。
3.如权利要求1所述的用于含铀废水处理的微生物燃料电池，其特征在于，还包括：
氮气压缩装置，其设置于所述阳极室内，所述氮气压缩装置内容纳有氮气;
真空泵，其设置于所述阴极室内;
多个辅助导电装置，所述辅助导电装置设置于所述阳极室和阴极室内的液体中，所述辅助导电装置包括长方体框架和设置于所述长方体框架上的与其各边平行的多个辅助杆件，所述长方体框架和辅助杆件均由树脂材料制成，所述辅助导电装置上向外延伸有第一延伸物，所述第一延伸物为导电纤维。
4.如权利要求1所述的用于含铀废水处理的微生物燃料电池，其特征在于，所述外部电路包括一设置于所述阳极和阴极之间的变阻箱。
5.如权利要求1所述的用于含铀废水处理的微生物燃料电池，其特征在于，所述阳极室和阴极室的上方均设置有一取样孔。
6.如权利要求1所述的用于含铀废水处理的微生物燃料电池，其特征在于，所述阳极和所述阴极的表面均具有多条沟壑，该多条沟壑在所述阳极和阴极表面形成多个网格，所述沟壑的深度为0.5～1mm。
7.如权利要求6所述的用于含铀废水处理的微生物燃料电池，其特征在于，所述网格上还连接有第二延伸物，所述第二延伸物为导电纤维。
8.如权利要求3或7任一所述的用于含铀废水处理的微生物燃料电池，其特征在于，所述导电纤维为石墨纤维。
9.如权利要求3所述的用于含铀废水处理的微生物燃料电池，其特征在于，所述辅助导电装置的长度为2～3cm，宽度为0.5～1cm，高度为0.5～1cm，所述辅助导电装置各边的直径小于1mm。
10.如权利要求1所述的用于含铀废水处理的微生物燃料电池，其特征在于，所述质子交换膜为聚偏氟乙烯质子交换膜。
说明书
用于含铀废水处理的微生物燃料电池
技术领域
本实用新型属于铀废水处理装置，涉及一种用于含铀废水处理的微生物燃料电池。
背景技术
随着人类的进步与发展，对能源的需求越加强烈。为了解决能源问题，人类在积极的寻求新型能源方式。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质在生物组分和阳极之间进行有效传递，并通过外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，氧化剂在阴极得到电子被还原。
随着现代工业的高速发展，铀矿开采和铀的生产及应用对水体、土壤等环境造成铀污染。化学方法解决水体铀污染的方法不仅费用十分昂贵，而且存在二次污染、效率不高等问题，特别是当污染水体中铀的含量较低、净化水量较大时，净化效果尤不理想。如何将微生物燃料电池应用于处理六价铀废水及提高处理效率一直是本领域研究的热点问题。
实用新型内容
本实用新型的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。
本实用新型设计还有一个目的是提供一种用于含铀废水处理的微生物燃料电池。
为此，本实用新型提供的技术方案为：
一种用于含铀废水处理的微生物燃料电池，包括：
电池本体，其提供一厌氧环境，其内设置质子交换膜，将所述电池本体分割为阳极室和阴极室，所述阳极室内容纳有奥奈达希瓦氏菌和其培养液，所述阴极室内容纳有六价铀废水，在阴极室注入KH2PO4作为缓冲溶液，阳极室每天注入乙酸钠直到输出电压稳定在240-260mv;
阳极，其设置于所述阳极室内，所述阳极设置为钛酸锂/石墨烯电极棒;
阴极，其设置于所述阴极室内，所述阴极设置为磷酸铁锂/石墨烯复合材料电极棒;
外部电路，其将所述阳极和阴极电连接。
优选的是，所述的用于含铀废水处理的微生物燃料电池中，所述阳极室设置有阳极进水孔和阳极出水孔，所述阴极室设置有阴极进水孔和阴极出水孔，所述阳极出水孔与所述阴极出水孔连通。
优选的是，所述的用于含铀废水处理的微生物燃料电池中，还包括：
氮气压缩装置，其设置于所述阳极室内，所述氮气压缩装置内容纳有氮气;
真空泵，其设置于所述阴极室内;
多个辅助导电装置，所述辅助导电装置设置于所述阳极室和阴极室内的液体中，所述辅助导电装置包括长方体框架和设置于所述长方体框架上的与其各边平行的多个辅助杆件，所述长方体框架和辅助杆件均由树脂材料制成，所述辅助导电装置上向外延伸有第一延伸物，所述第一延伸物为导电纤维。
优选的是，所述的用于含铀废水处理的微生物燃料电池中，所述外部电路包括一设置于所述阳极和阴极之间的变阻箱。
优选的是，所述的用于含铀废水处理的微生物燃料电池中，所述阳极室和阴极室的上方均设置有一取样孔。
优选的是，所述的用于含铀废水处理的微生物燃料电池中，所述阳极和所述阴极的表面均具有多条沟壑，该多条沟壑在所述阳极和阴极表面形成多个网格，所述沟壑的深度为 0.5～1mm。
优选的是，所述的用于含铀废水处理的微生物燃料电池中，所述网格上还连接有第二延伸物，所述第二延伸物为导电纤维。
优选的是，所述的用于含铀废水处理的微生物燃料电池中，所述导电纤维为石墨纤维。
优选的是，所述的用于含铀废水处理的微生物燃料电池中，所述辅助导电装置的长度为2～3cm，宽度为0.5～1cm，高度为0.5～1cm，所述辅助导电装置各边的直径小于1mm。
优选的是，所述的用于含铀废水处理的微生物燃料电池中，所述质子交换膜为聚偏氟乙烯质子交换膜。
本实用新型至少包括以下有益效果：
本实用新型利用钛酸锂/石墨烯电极棒为阳极，磷酸铁锂/石墨烯复合材料电极棒为阴极，导电率强，产电效率高，阳极室内容纳有奥奈达希瓦氏菌和其培养液，阴极室内容纳有六价铀废水，避免了六价铀对微生物的毒害作用，形成完整电路，以将六价铀还原，本发明处理含铀废水无二次污染，不需要提供电能节能环保，投资少，效率高。
本实用新型的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本实用新型的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。