生物电化学系统膜电极集成驯化方法、装置及其应用

摘要

本发明涉及一种生物电化学系统膜电极集成驯化方法、装置及其应用。该装置包括生物膜电极驯化单元、可调电阻控制电路板、数据采集系统，其中生物膜电极驯化单元主要为厌氧环境下产电细菌富集、生物膜电极批量驯化场所，可调电阻控制电路板用于调节生物膜电极外电路负载电阻，数据采集系统用于负载电阻两端电势差及其他相关电化学参数的采集、记录与分析，该装置操作方便、性能稳定，可为应用前景巨大的生物电化学系统提供多组覆膜良好、性能高效的生物膜电极。同时，本发明方法实现多组生物膜电极快速集成驯化培养，并建立电化学评价方法确立生物膜电极成熟标志，能够为生物电化学系统在生物质产能、污染物降解等领域的推广应用提供技术支撑。

主权项

一种生物电化学系统膜电极集成驯化装置，其特征在于：包括生物膜电极驯化单元、可调电阻控制电路板（12）、数据采集系统，生物膜电极驯化单元主要为厌氧环境下产电细菌富集、生物膜电极批量驯化场所，可调电阻控制电路板（12）用于调节生物膜电极外电路负载电阻，数据采集系统用于负载电阻两端电势差及其他相关电化学参数的采集、记录与分析；所述的生物膜电极驯化单元包括阴极室（1）、阳极室（2）、质子交换膜（3）和多组电极体系，所述的电极体系包括阴极（4）、生物阳极（5）、参比电极（10）以及导电钛线（9）；所述的数据采集系统包括多通道数据采集器（13）和装有数据记录软件的电脑（14）；所述的生物膜电极驯化单元的阴极室（1）和阳极室（2）由质子交换膜（3）分隔，通过法兰固定，阴极室（1）和阳极室（2）正对分别设置多组阴极孔槽（6）、阳极孔槽（8）和参比电极孔槽（7）用于电极固定，其中参比电极孔槽（7）设置在阳极室顶部阳极孔槽（8）附近，阴极（4）和生物阳极（5）分别通过导电钛线（9）连接并固定于阴极孔槽（6）和阳极孔槽（8），参比电极（10）固定在参比电极孔槽（7），两极室（1）和（2）两侧间隔均匀设置三个排水口（11），并安装阀门用于水样采集及营养液更换，驯化装置外部用石蜡密封保持其厌氧环境；对应阴极（4）和生物阳极（5）连接的导电钛线（9）通过导线与可调电阻控制电路板（12）接线端子相连，多通道数据采集器（13）数据采集通道并联于可调电阻控制电路板（12）电阻两端，多通道数据采集器（13）连接装有数据记录软件的电脑（14）。