遞到陰極，氧化劑（一般為氧氣）在陰極得到電子被還原與 質(zhì)子結(jié)合成水。
[0025] 生物電化學(xué)系統(tǒng)中陽極微生物產(chǎn)電能應(yīng)用于陰極原位產(chǎn)生H2O2，氧氣在陰極得到 電子發(fā)生兩電子還原生成H2O2，與陰極加入的鐵肩發(fā)生Fenton反應(yīng)生成JH，氧化去除難降 解有機(jī)污染物。該系統(tǒng)與環(huán)境修復(fù)相結(jié)合，不需要外加電場，實現(xiàn)有機(jī)廢水的低能耗處理， 常被應(yīng)用于生物難降解污染物去除中。但是，BES系統(tǒng)也存在產(chǎn)泥量大、成本較高等缺點(diǎn)， 為了克服這些缺點(diǎn)，目前很多學(xué)者均對電極材料的優(yōu)化進(jìn)行了深入的研究，如將陰極催化 劑固定在惰性載體表面，或選擇適于較寬PH值范圍的電極材料作為陰極等，旨在減少系統(tǒng) 產(chǎn)泥量，降低系統(tǒng)運(yùn)行成本。然而，上述方法仍需要添加催化劑，無疑增加了部分材料成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0026] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有水體中微囊藻毒素的去除技術(shù)中的不足，首先提供了 一種利用生物電化學(xué)系統(tǒng)高效去除水中微囊藻毒素的方法。
[0027] 本發(fā)明提供的水中微囊藻毒素的去除方法，是將無催化碳?xì)蛛姌O引入生物電化學(xué) 系統(tǒng)，利用該系統(tǒng)中陽極室微生物降解可生物利用的有機(jī)底質(zhì)，將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化成電能， 使生成的電子轉(zhuǎn)移到陰極室；同時在所述無催化碳?xì)蛛姌O表面使水中溶解的氧氣被電子還 原生成過氧化氫（H2O2)，并經(jīng)所述無催化碳?xì)蛛姌O中自由基催化生成活性氧，以氧化降解水 中的微囊藻毒素。
[0028] 上述采用的無催化碳?xì)蛛姌O，是由石墨碳?xì)植牧现瞥桑ㄟ^將所述石墨碳?xì)植牧?置于HCl溶液里浸泡18-30h，取出清洗后更換HCl溶液，重復(fù)3-5次而成。
[0029] 上述處理方法具體包括：
[0030] 設(shè)置由陰極室和陽極室構(gòu)建的兩室反應(yīng)器，并使所述陰極室和陽極室通過質(zhì)子交 換膜分隔；
[0031] 于所述陰極室和所述陽極室中分別設(shè)置所述無催化碳?xì)蛛姌O，并使兩所述無催化 碳?xì)蛛姌O通過可變電阻連接而形成外電路；
[0032] 于陽極室內(nèi)加入石墨顆粒；
[0033] 于系統(tǒng)啟動階段，在所述陰極室內(nèi)注入自來水，在所述陽極室注入?yún)捬蹙N混合 液和陽極培養(yǎng)液，使所述陽極室形成厭氧環(huán)境；
[0034] 于系統(tǒng)運(yùn)行階段，將所述陰極室更換為待處理水溶液與電解質(zhì)混合溶液；
[0035] 控制所述可變電阻兩端電壓變化，可生物利用的有機(jī)底質(zhì)被所述陽極室微生物所 降解，將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化成電能，生成的電子轉(zhuǎn)移到陰極室，使水中溶解氧在所述無催化碳 氈陰極電極表面產(chǎn)生還原反應(yīng)生成H2O2，并經(jīng)所述無催化碳?xì)株帢O電極催化生成活性氧，從 而氧化降解水中的微囊藻毒素。
[0036] 優(yōu)選地，所述陽極培養(yǎng)液中每IL包括：可生物降解有機(jī)底質(zhì)0. 8-1. 5g及維持微生 物活性的電解質(zhì)l〇g-12g;所述陽極接種物采用灘涂底泥或污泥經(jīng)厭氧馴化后得到的富集 了厭氧微生物的菌種混合液。
[0037] 優(yōu)選地，所述質(zhì)子交換膜在使用前置于3-5%H2O2溶液中，加熱至H2O2溶液煮沸， 取出后轉(zhuǎn)移至lmol/LH2SO4中浸泡20-400min，取出干燥后密封保存。
[0038] 優(yōu)選地，所述系統(tǒng)啟動階段時的所述可變阻值為800-1000Q，所述處理運(yùn)行階段 時的所述可變阻值為150-250Q;所述可變電阻兩端電壓的變化通過數(shù)據(jù)采集器獲得并傳 至PC端顯示。
[0039] 進(jìn)一步在所述系統(tǒng)運(yùn)行階段，采用HCl或NaOH調(diào)節(jié)反應(yīng)過程中所述陰極室的pH 值至2-4。
[0040] 本發(fā)明提供的水中微囊藻毒素的去除方法，將無催化碳?xì)蛛姌O引入生物電化學(xué)系 統(tǒng)中，所述的無催化碳?xì)蛛姌O具有較高的比表面積，采用反復(fù)酸洗的方法制得，充分去除了 電極表面的雜質(zhì)，減少了使用過程中的電阻，提高了電極的電子收集能力，有利于電子的傳 輸，導(dǎo)電性能強(qiáng)，其制作成本非常低廉，且本發(fā)明方法采用生物電化學(xué)系統(tǒng)處理時根據(jù)需要 在啟動階段和運(yùn)行階段對陰極室內(nèi)液體進(jìn)行更換，并在陽極室中添加石墨顆粒，這樣既有 利于微生物的馴化，又進(jìn)一步增加了電極的導(dǎo)電性能，提高了系統(tǒng)的產(chǎn)電能力，降低系統(tǒng)產(chǎn) 泥量，同時能夠降低系統(tǒng)運(yùn)行成本，實現(xiàn)了水中微囊藻毒素-LR的高效去除。
[0041] 本發(fā)明還提供了一種水中微囊藻毒素的去除裝置，用于生物電化學(xué)系統(tǒng)，包括由 陰極室和陽極室構(gòu)建的兩室反應(yīng)器，所述陰極室和所述陽極室由質(zhì)子交換膜分隔，所述陰 極室和所述陽極室分別設(shè)有無催化碳?xì)株帢O電極和無催化碳?xì)株枠O電極，并在所述陽極室 內(nèi)加入石墨顆粒；所述陽極室注入?yún)捬蹙N混合液和陽極培養(yǎng)液；所述陰極室于系統(tǒng)啟動 階段注入自來水，于系統(tǒng)運(yùn)行階段更換為待處理水溶液與電解質(zhì)混合溶液，且所述陰極室 與曝氣裝置連通；所述無催化碳?xì)株枠O電極和無催化碳?xì)株帢O電極兩端接可變電阻而形成 外電路，所述可變電阻電壓變化情況通過數(shù)據(jù)采集裝置獲得傳至PC端顯示。
[0042] 優(yōu)選地，所述無催化碳?xì)株帢O電極采用兩片石墨碳?xì)纸M合、由金屬絲連接而成。
[0043] 優(yōu)選地，所述數(shù)據(jù)采集裝置采用數(shù)據(jù)采集器ADAM4017,具有八個通道，用于記錄所 述可變電阻兩端的電壓值，并將數(shù)據(jù)傳至PC中存儲；
[0044] 所述曝氣裝置采用隔膜式氣栗，由轉(zhuǎn)子流量計控制曝氣流量。
[0045] 本發(fā)明提供的水中微囊藻毒素的去除裝置，結(jié)構(gòu)簡單，處置速率較快，裝置中采用 的無催化碳?xì)蛛姌O成本低，導(dǎo)電性能強(qiáng)，有利于電子的傳輸；同時通過陰極室與曝氣裝置連 通，可使陰極電極中電子受體中的氧氣易于獲取，還原反應(yīng)快，氧化能力強(qiáng)。而且，本發(fā)明裝 置不需要額外的電能輸入，陽極室產(chǎn)生的電子從微生物細(xì)胞傳遞至陽極電極表面經(jīng)由外電 路到達(dá)陰極電極，電子可不斷地產(chǎn)生、傳遞、流動形成電流，完成產(chǎn)電過程，簡易高效，微囊 藻毒素的去除效果好，產(chǎn)泥量低，系統(tǒng)運(yùn)行成本低。
【附圖說明】
[0046] 圖1是本發(fā)明提供的去除水中微囊藻毒素裝置實施例結(jié)構(gòu)示意圖。
[0047] 為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案，下面將對實施例中所需要使用的 附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng) 域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附 圖。
【具體實施方式】
[0048] 為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對 本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并 不用于限定本發(fā)明。
[0049] 本發(fā)明首先提供了 一種水中微囊藻毒素的去除方法，是將無催化碳?xì)蛛姌O引入生 物電化學(xué)系統(tǒng)，通過生物電化學(xué)系統(tǒng)，利用微生物在無催化碳?xì)蛛姌O表面實現(xiàn)氧化還原反 應(yīng)，在陽極室厭氧環(huán)境下，可生物降解的有機(jī)底質(zhì)在微生物作用下分解并釋放出電子和質(zhì) 子，電子依靠陽極室中傳遞介質(zhì)（電解質(zhì)溶液中介質(zhì)和石墨顆粒）在生物組分和無催化碳 氈陽極電極之間進(jìn)行有效傳遞，并通過外電路傳遞到無催化碳?xì)株帢O電極而形成電流，而 質(zhì)子通過質(zhì)子交換膜擴(kuò)散傳遞到陰極室，陰極室中溶解的氧氣在無催化碳?xì)株帢O電極表面 得到電子而發(fā)生還原反應(yīng)生成過氧化氫H2O2，再經(jīng)無催化碳?xì)株帢O電極中自由基的催化生 成活性氧成分如'0H，從而氧化去除水中的微囊藻毒素。
[0050] 作為本發(fā)明一種優(yōu)選的實施例，所述無催化碳?xì)蛛姌O采用石墨碳?xì)植牧现瞥?，?將石墨碳?xì)植牧现糜贖Cl溶液里浸泡18-30h，取出清洗后更換HCl溶液，再重復(fù)3-5次而 成。這種方式制得的電極，可具有較高的比表面積，多次酸洗充分去除了電極表面的雜質(zhì)， 減少了使用過程中的電阻，提高了電極的電子收集能力，有利于電子的傳輸，導(dǎo)電性能強(qiáng)， 且由于碳?xì)质欠浅Ｈ菀撰@得的材料，故而其制作成本非常低廉。
[0051] 作為上述方法的具體實現(xiàn)，本發(fā)明方法包括：
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