申请日2016.09.28
公开(公告)日2017.01.11
IPC分类号H01M8/16; C02F3/34; C02F101/34
摘要
本发明公开一种用空气阴极单室微生物燃料电池处理含呋喃类废水的方法，步骤为：1)准备空气阴极单室微生物燃料电池;2)取污水处理厂二沉池中污水，在1‑4℃静置0.5‑1h;取上清液;3)用PBS溶液为溶剂配制2g/L乙酸钠溶液，再加入啤酒酵母粉为电池培养液;4)将上清液与电池培养液混合，放入反应器中，培养，打开出水口，将反应器内的液体放出;5)将含呋喃类废水加入反应器内，调节pH，在室温条件下，厌氧降解。实验结果显示，使用本发明的方法，可以使呋喃丹(克百威)去除率达到92.35%以上。
权利要求书
1.一种用空气阴极单室微生物燃料电池处理含呋喃类废水的方法，其特征是包括如下步骤：
1)准备空气阴极单室微生物燃料电池，所述电池包括反应器(1)，在反应器的内部设置有阳极(2)，在反应器的一个侧壁上设置有空气阴极(3)，电阻(6)的两端通过导线分别连接阳极和空气阴极，在反应器侧壁的下部设置有进水口(4)，在反应器侧壁上部设置有出水口(5);在阳极外表面设置有碳毡材料层;
2)取污水处理厂二沉池中污水，在1-4℃静置0.5-1h;取上清液;
3)用pH=6.5-7.5的PBS溶液为溶剂配制2g/L乙酸钠溶液，再加入啤酒酵母粉使浓度为0.5g/L，为电池培养液;
4)按体积比为1：1.5的比例，将步骤2)获得的上清液与电池培养液混合，放入反应器(1)中，培养2-3天，打开出水口(5)，将反应器内的液体放出;
5)将含呋喃类废水加入反应器内，调节pH=7-7.5，在室温条件下，厌氧降解。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征是所述含呋喃类废水中的呋喃为呋喃丹、呋喃甲醇、呋喃甲醇、呋喃妥因或呋喃唑酮。
说明书
用空气阴极单室微生物燃料电池处理含呋喃类废水的方法
技术领域
本发明属于废水生物处理领域，涉及一种用空气阴极单室微生物燃料电池处理含呋喃类废水的方法。
背景技术
在各类工业废水治理过程当中，难度最大的废水即为农药废水。其突出特点在于：废水中所含有机物浓度较高以及污染成分含有明显毒性。若无法针对农药废水进行高质量且高效率的处理，则极有可能对周边环境、地下水等产生严重的影响，最终危及人类健康。我国现阶段在农药废水处理技术的方法主要为物化法、化学法、生化法，但是处理过程多涉及相变、产生二次污染、操作复杂、维持费用高等缺点。呋喃丹(carbofuran)又名克百威,属氨基甲酸酯类,是一种高效、广谱、残效期长、剧毒的杀虫剂。呋喃类物质，特别是呋喃丹的降解途径主要有光解、水解和微生物降解。呋喃丹在土壤中的残留期较长，降解半衰期为1～2个月，在土壤中的移动性能较大(水溶解度为700mg/L)。在自然界中呋喃丹降解周期长，而且较易随水流失，进入土壤、水体及生物体中，对人类的健康有直接影响。因此目前降解方法主要集中在生物降解途径。Venkateswarlu等分离到1株未鉴定的细菌，40d内能完成对呋喃丹的全部降解，无残留。Ramand K分离到一株能够在120h内完全矿化呋喃丹的节杆菌。但降解周期长，分离高效菌种、对菌种纯度保持控制杂菌成本高，难度大。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种用空气阴极单室微生物燃料电池处理含呋喃类废水的方法。
本发明的技术方案概述如下：
一种用空气阴极单室微生物燃料电池处理含呋喃类废水的方法，包括如下步骤：
1)准备空气阴极单室微生物燃料电池，所述电池包括反应器1，在反应器的内部设置有阳极2，在反应器的一个侧壁上设置有空气阴极3，电阻6的两端通过导线分别连接阳极和空气阴极，在反应器侧壁的下部设置有进水口4，在反应器侧壁上部设置有出水口5;在阳极外表面设置有碳毡材料层;
2)取污水处理厂二沉池中污水，在1-4℃静置0.5-1h;取上清液;
3)用pH=6.5-7.5的PBS溶液为溶剂配制2g/L乙酸钠溶液，再加入啤酒酵母粉使浓度为0.5g/L，为电池培养液;
4)按体积比为1：1.5的比例，将步骤2)获得的上清液与电池培养液混合，放入反应器1中，培养2-3天，打开出水口5，将反应器内的液体放出;
5)将含呋喃类废水加入反应器内，调节pH=7-7.5，在室温条件下，厌氧降解175-268h。
含呋喃类废水中的呋喃为呋喃丹、呋喃甲醇、呋喃甲醇、呋喃妥因或呋喃唑酮。
本发明的方法条件温和，无二次污染，清洁高效。同时，本发明中将化学能直接转化为电能，不但解决了农药废水难降解污染大的问题，同时产生电能可作为新能源进行开发利用。
实验结果显示，使用本发明的方法，200mg/L呋喃丹(克百威)溶液经过202h的降解后，去除率达到94.56%，100mg/L克百威溶液经过175h的降解后，去除率达到96.44%，50mg/L克百威溶液经过268h的降解后，去除率达到92.35%。