用于生物过程诊断和物料特性分析的复合传感器及方法

摘要

本发明属于生物过程诊断领域，特别涉及一种用于生物过程诊断和物料特性分析的复合传感器及方法。本发明提供了一种用于生物过程在线诊断和特性分析的模块化复合传感器，主要由填充床生物膜反应器，微生物燃料电池（MFC），气体流量计和pH计组成。填充床生物膜反应器完成对目标生物过程液相有机物质的快速生化反应，通过在线检测气体流量、发酵液pH和MFC电信号，并比较三者间的信号来诊断目标生物过程的工作状态。该模块式复合传感器的主要特点是多种传感器综合诊断，工作稳定；模块式设计、移动性强；可实现对工业生物过程（如沼气发酵、氢气发酵等）的在线诊断。

主权项

一种复合传感器用于生物过程诊断和物料特性分析的方法，其特征在于，该复合传感器(1)由填充床生物膜反应器(2)、气体流量计(4)、pH计(5)和微生物燃料电池(6)组成；填充床生物膜反应器(2)一端通过出料管路(3)与气体流量计(4)相连，另一端通过进料管路(9)与微生物燃料电池(6)相连，形成循环回路；复合传感器(1)上分别设置进料口(7)和出料口(8)，并分别通过管路与进料管路(9)和出料管路(3)相连；该复合传感器用于生物过程诊断和物料特性分析的具体方案如下：通过填充床生物膜反应器(2)对目标废水进行快速生化反应，反应时间为1～60min，废水特征信息通过气体流量计(4)、pH计(5)和微生物燃料电池(6)电信号实时呈现，所述特征信息包括pH、BOD、COD、可生化性、产甲烷或产氢气潜力；进一步通过比较气体流量计(4)、pH计(5)和微生物燃料电池(6)三者间的信号来诊断目标生物过程的工作状态，所诊断的状态为有机负荷过载、温度异常和进料性质变化；所述快速生化反应的基质提供方式为连续式、脉冲式或连续脉冲组合式。