專利名稱：利用微生物燃料電池去除重金屬或回收貴金屬的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及的是利用微生物燃料電池從含有貴金屬或重金屬的廢水中去除重金屬或回收貴金屬，并同時產電。
背景技術：
汞是重金屬中導致環(huán)境污染的最主要原因。汞主要以三種形式存在:單質汞，無機汞化合物和有機汞化合物。這三類汞的復合物被稱為總汞。無機汞復合物包括亞汞鹽Hg+和汞鹽Hg2+及汞齊，有機汞主要是烷基汞復合物。所有形式的汞都有很強的毒性，但每種類型對人體的健康有不同的影響，特別是甲基汞和Hg2Cl2有可能會致癌癥。汞及其復合物被廣泛用于生產油漆、紙漿、造紙、石油煉制、電池制造及制藥過程。如果排放的污水中含有汞離子會對周圍的環(huán)境造成污染。汞會人為的直接或者通過食物鏈間接的排入水中，對人體健康造成嚴重損害。處理含有汞等重金屬廢水的方法有:中和沉淀法、溶劑萃取法、膜分離法、吸附和離子交換法。中和沉淀法和溶劑萃取法由于會造成二次污染還需要進行后處理。離子交換法是常用的水處理方法但是他有個缺點就是會吸附水中的礦物質。(Suh Jeongho, SeoMyunggyojKwak Youngkyuj Kang ShinmookjNoh Jongsooj Lee Kookeuij and ChoiYoonchanj Korean Journal of Environmental Hygienic Society，1998，24 (I)，98).
為進一步完善廢水處理過程，人們開始利用生物吸附的方法從自來水、地下水及廢水中去除重金屬或回收稀有貴金屬，這種方法具有很高的技術發(fā)展?jié)摿?，并且有望成為一種很有前 途的從廢水中去除重金屬的方法(Choi, Ikwon, “The production andits effect of adsorption material of heavy metal using seaweeds,，，MasterThesis, Sooncheon University, 2004)。特別是隨著技術發(fā)展,利用藻類和細菌作為重金屬吸附材料，與傳統(tǒng)的吸附材料如活性炭相比，具有良好的選擇性和高效性。生物吸附材料的廣泛應用及全球市場化歸因于重金屬易于被由多糖、蛋白質和脂肪構成的微生物的細胞壁上的羧酸鹽、硫酸胲、磷酸鹽和氨基配體所吸附。并且生物吸附材料可以很容易從發(fā)酵過程或廢水處理中的廢棄生物質中獲得，由于不需要通過附加處理就可以獲得，所以非常經濟。微生物對重金屬特別的吸附選擇性取決于微生物的種類，這就使得利用他們處理工業(yè)廢水中的有毒重金屬或回收稀有貴金屬變?yōu)榭赡?Suh Jeongho, Seo Myunggyo, KangShinmook, Lee Kookeui, Choi Yoonchan, Cho Jeongkoo, and Kim Euiyong, Korean Journalof Environmental Hygienic Society,1997，23 (4)，21)。最近開始利用微生物燃料電池凈化廢水和沉積物，因為其中的微生物分解有機物過程中產生的電子將被傳送到陰極部位并產生電壓。例如，韓國公開號為10-200300038240(2003.05.16)的專利發(fā)表了利用低營養(yǎng)的電化學活性微生物測量生化需氧量，并且發(fā)布了用這種微生物測量低濃度的生化需氧量的方法。同時，韓國公開號為10-2008-0066460(2008.07.16)的專利發(fā)表了一種裝置，通過限制了利用微生物燃料電池反應器內部的微生物從廢水中的有機材料分解過程中傳送能量的微生物的生長來減少污泥產量。另一個專利號為10-2010-0137766 (2010.12.31)的韓國專利發(fā)表了通過在湖底部的沉積物安裝負極和湖表面安裝正極利用微生物間接氧化沉積物中的有機物的微生物燃料電池，同時還可以減少溫室效應。然而，還沒有利用微生物燃料電池去除重金屬和回收貴金屬的相關技術報道。前面所述的重金屬的去除方法有處理費用高，并且會產生有害副產物的缺點，相比較微生物燃料電池具有利用有機廢物去除重金屬或回收貴金屬并同時產電的優(yōu)點，它可以自然的從廢水中去除有機物。此外作為電化學方法，微生物燃料電池具有將污水中的重金屬離子降低到一個非常低的水平(PPb級)并且不會造成二次污染的能力。它是一種新的值的關注而且可持續(xù)發(fā)展的方法。微生物燃料電池技術在廢水處理和發(fā)電方面都是一種很有希望的技術。(Cheng, S.A., Dempsey, B.A., Logan, B.E., Environ SciTechnol.2007，4，8149)。

發(fā)明內容
技術問題考慮到過去的重金屬去除方法如從廢水中去除水銀成本高且會產生副產物。本發(fā)明提供一種利用微生物燃料電池經濟的從含有重金屬的廢水中去除重金屬或回收貴金屬，并且不會產生副產物還同時產電的方法。技術方案為了實現(xiàn)上述目標，本發(fā)明是提供一種微生物燃料電池的方法，可以從含有重金屬的廢水中去除重金屬，或從含有貴金屬的廢水中回收貴金屬，同時還可以產電。此微生物燃料電池是(MFC)由陽極，陰極構成的雙室微生物燃料電池，兩室之間由膜隔開。根據(jù)現(xiàn)階段的研究，此法可以用來去除 Hg2+，Hg+，Cr6+，Cr5+，Cr4+，Cr3+，Cr2+，As5+，As3+，Co2+，Co3+，Cu2+，Cu+，U6+，Mn7+，Mo6+，Cd2+，和 Pb2+ 等重金屬。還可以用來回收 Ag+，Au2+，Au+，Pd4+，Pd2+，Pt4+，Pt2+，Rh2+，Ir3+，Re3+ 等貴金屬。此外，可以應用于微生物燃料電池(MFC)厭氧微生物如下:α-變形菌，β -變形菌，δ -變形菌，變形桿菌，梭狀芽胞桿菌，希瓦氏菌oneidensis MR-1,希瓦氏菌oneidensisDSP-10，腐敗希瓦氏菌SR-21，IR-1，MR-1，地桿菌，地桿菌KN400，人蒼白桿菌YZ-1。芽孢桿菌PTH1，大腸桿菌K12HB101，棒狀桿菌，嗜水氣單胞菌MFC03，生盤纖發(fā)菌SP-6，地衣芽孢桿菌，自耐熱性芽孢桿菌，螺旋藻，枯草芽孢桿菌，鶉雞腸球菌，醋化醋桿菌，玫瑰葡萄球桿菌。就現(xiàn)階段對微生物燃料電池的研究，陽極和陰極都由碳材料構成。如碳氈，碳布，碳棒，碳紙，碳刷。兩電極之間用諸如陽離子交換膜(CEM)，復合膜，尼龍膜，陰離子交換膜(AEM)等此類膜隔開。并且可以連接兩個微生物燃料電池使用。雖然單室MFC在電壓充足的情況下可以直接去除重金屬或回收貴金屬。對于多個電池組成的MFC當后端電池沒有充足的電壓時，它可以通過利用前端MFC傳過來的電壓同時在兩端去除金屬離子。對于多個微生物燃料電池，即使前端電池要去除的金屬離子與后端電池去除的是不同價態(tài)的同種離子也可以在后端電池去除或回收不同中金屬離子。單室MFC由于缺乏電壓即使要除去的離子是不同種金屬也很難去除。
本發(fā)明提供了一種以金屬Hg，固體沉淀或Hg2CljX淀的形式從含汞廢水中去除Hg2+并同時產電的方法。這種方法中，最好將含汞廢水的初始pH調為2至4.8，并且其初始Hg2+的濃度最好為25 100mg/L，調整它的初始pH值是可使用稀鹽酸。本發(fā)明是利用MFC技術以固體沉淀物或沉淀物的形式從廢水中去除重金屬或回收貴金屬并同時發(fā)電。我們用下面以金屬Hg，固體沉淀或Hg2Cl2沉淀的形式去除Hg2+的例子來解釋MFC的工作原理。在一般的雙室(陽極和陰極)MFC中，陽極中生物降解有機物過程中產生的電子通過從陽極移動到陰極，在陰極與電子受體反應，最終產生電流。與此同時，離子和質子穿過兩個電極之間的膜以達到電中性(Kim, J.R., Cheng, S.A., Oh, S.E., Logan, B.E., Environ.Sc1.Technol.2007, 41，1004)。能夠作為MFC中電子受體的材料，其電勢應高于陽極微生物中NAD+/NADH的電勢，這樣才能在陰極和陽極產生電動勢(emf)。根據(jù)發(fā)表的研究，電子受體的標準電極電勢越高，MFC產電越多(Li，Z.J.，Zhang, X.W.，Lei, L.C.，Proc.Biochem.2008, 43, 1352)。Hg2+由于其有較高的電極電勢(在用作電子受體的情況下河以在MFC中用作電子受體。其電化學方程式和25°C的氫標準電極電勢如下:2Hg2+ (aq) +2e-=Hg22+ (aq) E0=0.911V (I)Hg22+ (aq) +2e_=2Hg (I) E0=0.796V (2)在有Cl-的情況下，Hg22+會通過下面的反應沉淀出來，這個反應會和反應(2)競爭。Hg22++2Cl-=Hg2Cl2 (s) (3)
在使用乙酸鹽作為 電子供體的情況下，HCo3VCH3Coo-在PH為7時的還原電勢如下:HC03>8H++C02+8e=CH3C00>3H20 E0=-0.284V (4)如果Hg2+被用作電子受體，乙酸鹽作為電子供體，根據(jù)反應(I)和反應式(4)理論上我們可得到1.195V電流。正如上面討論的，有毒的Hg2+因為它的還原電勢高于乙酸根離子(E°=-0.284V在pH為7)的電勢，所以可以通過作為MFC中電子受體而被還原并從溶液中去除。除了 Hg2+，根據(jù)金屬的還原電極電勢，可以用此方法去除的金屬如下:Cr2O廣(aq)+14H.+6e-=2Cr3++7H20 E0=L 29VCr5+(aq) +e_=Cr4+E°=l.34VCr4+(aq)+e_=Cr3+E°=2.10VCr3+ (aq) +e^=Cr2+E°=-0.424V (需要兩個 MFC)Cr2+ (aq) +2e_=Cr (s) E0=-0.79V (2MFCs required)H3AsO4 (aq) +2H++2e_=HAs02 (aq) +2H20 E0=0.559VAsO2- (aq) +2H20+3e_=As ( a ) +40H-E°=-0.68V (需要兩個 MFC)Co3+(aq) +e_=Co2+E°=l.95VCo2+ (aq) +2e_=Co (s) E°=~0.287V (需要兩個 MFC)Cu2+ (aq) +2e_=Cu (s) E0=0.337VCu+ (aq) +e_=Cu (s) E0=0.521VUO22+ (aq) +4H.+2e-=U4++2H20 E0=0.269VU4++40r=U (OH) 4 (s)
MnO4- (aq) +4H.+3e-=Mn02 (s) +2H20 E0=L 69V
MnO4- (aq) +2H20+3e_=Mn02 (s) +40Η °=0.596VMnO廣(aq) +4H.+2e-=Mo02 (s) +2H20 E0=0.606VPb2+ (aq) +2e_=Pb (s) E0=-0.126VCd2+ (aq) +2e_=Cd (s) E0=-0.403V (需要兩個 MFC)并且，按照現(xiàn)有的研究，根據(jù)金屬的還原電極電勢，可以被回收的金屬入下:[Ag (NH3) 2] ^ (aq) +e_=Ag (s) +2NH3E°=0.373VAg2+(aq) +e_=Ag+E°=l.980VAg+ (aq) +e_=Ag (s) E0=0.799VAuI2_+e_=Au (s) +2Ι °=0.578V[Au (SCN) 2] >e_=Au (s) +2SCNT°=0.689V[AuCl2] >e_=Au (s) +2CFE°=1.154VAu3++3e_=Au(s)E°=l.50VAu++e_=Au (s) E0=L 68VPdCl廣(aq) +2e_=PdCl42_ (aq) +2C1_E°=1.29VPdCl42- (aq) +2e_=Pd (s) +4CFE°=0.59VPd2++2e_=Pd (s) E0=0.915V[PtCl4] 2>2e_=Pt (s) +40ΓΕ°=0.847V[PtCl6]2>2e-= [PtCl4](aq) +201 °=1.0llVPt2++2e_=Pt (s) E0=L 320VRh3++3e_=Rh (s) E0=0.758V Ir2O3 (s) +3H20+6e_=2Ir (s) +60Η °=0.098VIrCl63_+3e_=Ir (s) +6CFE°=0.86VIr3_+3e_=Ir (s) E0=L 16VReO2 (s) +4H++4e_=Re (s) +2H20 E0=0.260VRe3++3e_=Re (s) E0=0.300VRe04>4H++3e_=Re02 (s) +2H20 E0=0.510VRe04>2H++e_=Re02 (s) +H2O E0=0.768V圖1是一個說明去除重金屬或回收貴金屬機制的示意圖，就是金屬有比有機材料的還原電勢更高的正電勢。這樣可以通過在一個電池陰極安排具有更高正電勢的同種或不同金屬離子的方法提供電源來間接去除或回收具有多種價態(tài)而沒有正電勢的金屬離子。有益效果根據(jù)本發(fā)明，可以 利用MFC技術從廢水中去除重金屬或回收貴金屬并同時產電。特別是Hg2+可以很有效的以金屬汞或固體沉淀物或沉積物的形式被除去，此外，鉻和砷(As)離子也可以很好的被去除。銀，金，鈀，鉬，銠，銥和錸離子可以高效的回收。特別對于雙室MFC，如果后部電池不能提供足夠電壓的話，可由前段電池向后部電池提供電壓來去除或回收多種金屬離子。


圖1表示比有機物還原電勢更高的重金屬的去除或貴金屬的回收機制。圖2是本發(fā)明所述的去除Hg2+的MFC的示意圖。圖3表示本發(fā)明的MFC在不同初始PH下汞的發(fā)射濃度。圖4和5表示在不同Hg2+起始濃度下汞的發(fā)射濃度(圖4)，本發(fā)明的MFC能達到的最大功率密度(圖5)。圖6表示本發(fā)明的MFC最大功率密度與電流密度的關系。圖7表示安裝雙室MFC去除Cr6+，Cr3+離子。圖8至12表示本發(fā)明MFC將Cr3+以固體的形式出去的過程，以及此過程中電壓與時間的關系。圖13和圖14表示的是初始濃度分別為50ppm和IOOppm時，Cr3+的去除效率及剩余濃度。圖15是一個去除As5+和As3+的雙室MFC的安裝示意圖。

圖16至20表示本發(fā)明MFC去除As3+的過程，以及此過程中電流與時間的關系。

圖21表示在起始濃度為50ppm的As3+時，As3+去除效率及剩余濃度。圖22表示在起始濃度為IOOppm的As3+時，As3+去除效率及剩余濃度。圖23表示本發(fā)明MFC在不同Ag+起始濃度下(25，50，100，200ppm),電壓變化與時間的關系。圖24表示本發(fā)明MFC在不同Ag+起始濃度下(25，50，100，200ppm),銀的回收率與時間的關系。圖25表示本發(fā)明MFC在不同Au3+起始濃度下(25，50，100，200ppm),金的回收率與時間的關系。圖26表示本發(fā)明MFC在不同Pd2+起始濃度下(25，50，100，200ppm)，鉛的回收率與時間的關系。圖27表示本發(fā)明MFC在不同Pt4+起始濃度下(25，50，100，200ppm),鉬的回收率與時間的關系。圖28表示本發(fā)明MFC在不同Rh3+起始濃度下(25，50，100，200ppm)，銠的回收率與時間的關系。圖29表示本發(fā)明MFC在不同Ir3+起始濃度下(25，50，100，200ppm)，Ir的回收率與時間的關系。圖30表示本發(fā)明MFC在不同Re3+起始濃度下(25，50，100，200ppm)，Re的回收率與時間的關系。
具體實施例方式在下文中，會通過一個實例更具體地解釋該發(fā)明。下面是從廢水中去除汞，鉻，和砷等重金屬以及回收銀，金，鈀，鉬，銠，銥和錸等貴金屬的具體實例。這些僅僅是本發(fā)明實例，現(xiàn)階段的研究范圍并不局限于這些金屬。實施例1:去除廢水中的汞利用MFC技術去除含汞廢水(MWW)中的Hg2+離子，我們研究了起始濃度和起始PH等影響因素對Hg2+離子去除率的影響。
MFC按這種方式組裝:陽極(氧化物電極，正極)使用碳氈，陰極(還原電極，負極)使用碳紙，兩個電極室之間的膜使用陰離子交換膜。(I)MFC 的安裝本發(fā)明采用的是電極室由樹脂玻璃制成的雙室MFC，電極室體積為137ml (長度:7cm，直徑5cm)，每個電極室的有效容積是120ml，兩個電極室之間用陰離子交換摸隔開(AEM, AM1-7001, Membrane International Inc., USA)，陰離子交換膜面積是 19.6cm2 (直徑=5cm)。陰離子交換膜在使用前用NaCl溶液浸泡并用蒸餾水洗滌。(Kim，J.R.，Cheng，S.A., Oh, S.E., Logan, B.E., Environ.Sc1.Technol.2007, 41, 1004)。選作陽極的碳租的表面積為35.6cm2 (3.5cm x3cm,厚度 1.12cm, AlfaAesar, USA),用作陰極的碳紙的表面積為21cm2 (3cm x3.5cm)。和Wang 等人(Wang，X.，Cheng，S.A.，F(xiàn)eng, Y.J.，Merrill，Μ.D.，Saito, T.，Logan, B.E.，Environ.Sc1.Technol.2009，43，6870)報道的一樣，陽極和陰極均先在丙酮中浸潰24小時，再用蒸餾水洗滌，并用馬弗爐在450°C下加熱30分鐘。為了收集電流，電極由鈦線連接，并且用碳-環(huán)氧樹脂覆蓋在其接觸上，并在200°C加熱約2小時后將電極連接起來，外部連接一個500 Ω的電阻。因為使用了陰離子交換膜Hg2+不能直接移動，而且還可以防止對微生物生長致命的材料流入。ICP分析結果顯示，事實上，陽極室溶液中沒有檢出Hg2+，質子和Hg2+的情況相同。在本發(fā)明中，用磷酸鹽緩沖溶液調節(jié)PH。
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圖2是本發(fā)明中用來去除Hg2+的MFC的示意圖。(2)接種厭氧接種的微生物是從沃川縣的污水處理工廠里收集的。將90ml人工廢水(AW)和30ml污泥混合起來，混合液中注入氮氣以除去溶解的氧氣，并泵入陽極室。11 AW包含以下物質:作為電子供體的 CH3COONa H2Ol.36 克，1.05 克 NH4Cl, 1.5 克 KH2PO4, 2.2 克 K2HPO4和0.2克酵母提取物。每當電壓下降到25mv —下時，向陽極室中補充0.2克的電子給體。陽極室持續(xù)地用磁力攪拌器攪拌。陰極室中加入120ml蒸餾水，并不斷通入空氣，以溶解氧作為電子受體?，F(xiàn)階段研究的可以用于MFC的微生物有:α-變形菌，β -變形菌，δ-變形菌，變形桿菌，梭狀芽胞桿菌，希瓦氏菌oneidensis MR-1,希瓦氏菌oneidensis DSP-10,腐敗希瓦氏菌SR-21，IR-1，MR-1，地桿菌，地桿菌KN400，人蒼白桿菌YZ-1。芽孢桿菌PTHl，大腸桿菌K12HB101，棒狀桿菌，嗜水氣單胞菌MFC03，生盤纖發(fā)菌SP-6，地衣芽孢桿菌，自耐熱性芽孢桿菌，螺旋藻，枯草芽孢桿菌，鶉雞腸球菌，醋化醋桿菌，玫瑰葡萄球桿菌。(3)操作在成功啟動MFC后，更換新的人工廢水(AW)。陰極室重新加入MWW (含汞廢水)。MWff是將HgCl2溶解于蒸餾水中并配制成200mg/L Hg2+的溶液并用蒸餾水稀釋制成。并使用稀鹽酸調節(jié) PH (Yardim, M.F., Budinova, T., Ekinci, E., Petrov, N., Razvigorova, M., Minkova, V., Chemosphere2003, 52, 835)。通過使用Hg2Cl2提供的Cl-離子有助于去除萊離子。陰極室中通入氮氣(6ml/min)，以防止溶解的氧消耗電力，并在實驗中起到混合的作用。通過批次實驗評估了 PH和Hg2+初始濃度對Hg2+去除的影響。為獲得最大功率密度，陰極室從批次狀態(tài)改為連續(xù)狀態(tài)使在通入氮氣的條件下含汞廢水中Hg2+濃度保持恒定。此外，外部電阻從4000 Ω改變至50 Ω。所有實驗在30°C的內部進行恒溫培養(yǎng)箱中30°C下進行。(4)計算和分析每分鐘的電壓(V)由恒壓裝置測定(WMPG1000, Won-A Tech, Korea orLabView, USA)0功率密度根據(jù)P=V2/RA計算。這里，R是外部電阻，A是陽極面積。庫侖效率(CE)是根據(jù)下面的公式計算的。 tCE=8 / Idt/Fv Δ COD0這里，8用于表示電子數(shù)目及每摩爾COD被氧化需要交換的電子，M02=32是氧氣的摩爾分子質量。I是電流由I=V/R計算，t是時間間隔，F(xiàn)為法拉第常數(shù)(96485C/mol e_)，V是陽極有效容積的，Λ COD化學需氧量的變化量。內部電阻可以由1-V曲線線性部分的斜率確定。取樣間隔定位一或者兩個小時，從氮氣出口取出Iml樣品用ICP發(fā)光光譜法(ICPE-9000，Shimadzu，Japan)分析總汞量。陰極底部得沉積物通過用玻璃微纖維過濾器過濾收集起來。沉積物的化學式由EDS確定(Quantax200, Bruke, Germany)。(5)結果①pH值的影響初始狀態(tài)pH值過低會導致高濃度的汞排放。調整pH值從4.8至2會使離子電導率從13.2μ s/cm增加到5160μ s/cm，這可能會增加功率的還原反應率(反應式(I))。同時，與高PH值時相比，Hg2Cl2高溶解性(Ksp=3.5xl0_18at25° C)會導致較低的PH，雖然根據(jù)反應方程式(2)更多的Hg22+會被還原為金屬汞，他會增加溶液中Hg22+離子的濃度。因此，低PH條件下的汞排放總濃度要高于高PH時。隨著反應的進行，pH條件下的高。隨著反應的進行，大多數(shù)的Hg2+在低PH時被還原為金屬汞，在高PH時以Hg2Cl2的形式被去除。將陽極表面上和底部的沉淀物由EDS分析得出:在陽極的表面上只檢測到汞，陽極底部沉積物中檢測出汞和氯。這表明，Hg2+可按照反應方程式(I)和(2 )完全被還原，并且Hg2Cl2沉積物是由陽極溶液形成的。反應5小時 ，Hg2+濃度在pH分別為2，3，4和4.8時分別為2.08±0.07，
4.21±0.340.00 和 5.25±0.36mg/L。反應 10 小時，汞 Hg2+濃度為 0.44 0.69mg/L，這表明去除效率為98.22 99.54%。這樣的Hg2+去除效率與報道得用傳統(tǒng)方法獲得的去除效率相當。然而，MFC技術不但可以發(fā)電和不用更換諸如活性炭之類的吸附劑，還可利用微生物作為廢水處理中的電子供體，與其他技術相比，成為一個充滿希望的和可持續(xù)的技術。(Hutchison, A., Atwood, D., Santi 11 iann-Jiminez, Q.Ε., 2008, J.Hazard Mater., 156, 458)。下面的表I是本文的方法與常規(guī)方法在Hg2+去除效率方面的比較。表I
權利要求
1.一種利用具有陽極，陰極，且兩個電極之間用膜隔開的微生物燃料電池(MFC)中的厭氧微生物從含有重金屬的廢水中去除重金屬并同時產電的方法。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，用于去除Hg2+，Hg+，Cr6+，Cr5+，Cr4+，Cr3+，Cr2+，As5+，As3+，Co2+，Co3+，Cu2+，Cu+，U6+，Mn7+，Mo6+，Cd2+ 或 Pb2+ 等重金屬離子。
3.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所選擇的厭氧微生物至少包括以下幾種之一:α-變形菌，β-變形菌，δ-變形菌，變形桿菌，梭狀芽胞桿菌，希瓦氏菌oneidensisMR-1,希瓦氏菌oneidensis DSP-10,腐敗希瓦氏菌SR-21, IR-1, MR-1,地桿菌，地桿菌KN400,人蒼白桿菌YZ-1。芽孢桿菌PTH1，大腸桿菌K12HB101，棒狀桿菌，嗜水氣單胞菌MFC03,生盤纖發(fā)菌SP-6，地衣芽孢桿菌，自耐熱性芽孢桿菌，螺旋藻，枯草芽孢桿菌，鶉雞腸球菌，醋化醋桿菌，玫瑰葡萄球桿菌。
4.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，微生物燃料電池的陽極和陰極的碳材料包括碳氈，碳布，碳棒，碳紙和碳刷的，并且陽極和陰極之間的膜包括陽離子交換膜(CEM)，復合膜，尼龍膜，或陰離子交換膜(AEM)。
5.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，采用了兩個及以上微生物燃料電池。
6.根據(jù)權利要求1至5中的任意一種方法,其特征在于,用于去除Cr6+,Cr3+, As5+, As3+重金屬離子。
7.一種利用具有陽極，陰極，且兩個電極之間用膜隔開的微生物燃料電池(MFC)中的厭氧微生物從含有貴金屬的廢水中回收貴金屬并同時產電的方法。
8.根據(jù)權利要求7所述的方法， 其特征在于，用于回收Ag+，Au2+，Au+，Pd4+，Pd2+，Pt4+，Pt2+，Rh2+，Ir3+或Re3+等貴金屬離子。
9.根據(jù)權利要求7所述的方法，其特征在于，所選擇的厭氧微生物至少包括以下幾種之一:α-變形菌，β-變形菌，δ-變形菌，變形桿菌，梭狀芽胞桿菌，希瓦氏菌oneidensisMR-1,希瓦氏菌oneidensis DSP-10,腐敗希瓦氏菌SR-21, IR-1, MR-1,地桿菌，地桿菌KN400,人蒼白桿菌YZ-1。芽孢桿菌PTH1，大腸桿菌K12HB101，棒狀桿菌，嗜水氣單胞菌MFC03,生盤纖發(fā)菌SP-6，地衣芽孢桿菌，自耐熱性芽孢桿菌，螺旋藻，枯草芽孢桿菌，鶉雞腸球菌，醋化醋桿菌，玫瑰葡萄球桿菌。
10.根據(jù)權利要求7所述的方法，其特征在于，微生物燃料電池的陽極和陰極的碳材料包括碳氈，碳布，碳棒，碳紙和碳刷的，并且陽極和陰極之間的膜包括陽離子交換膜(CEM)，復合膜，尼龍膜，或陰離子交換膜(AEM)的。
11.根據(jù)權利要求7，該方法的特點在于采用了兩個及以上微生物燃料電池。
12.利用具有陰極和陽極，并且陰陽極間有膜隔開的微生物燃料電池(MFC)將Hg2+以金屬汞或Hg2Cl2的形式沉淀出來的方法去除Hg2+。
13.根據(jù)權利要求12，該方法的特點在于選擇的微生物至少包含以下其中之一:α -變形菌，變形菌，S-變形菌，變形桿菌，梭狀芽胞桿菌，希瓦氏菌oneidensis MR-1，希瓦氏菌oneidensis DSP-10，腐敗希瓦氏菌SR-21，IR-1，MR-1，地桿菌，地桿菌KN400，人蒼白桿菌YZ-1。芽孢桿菌PTHl，大腸桿菌K12HB101，棒狀桿菌，嗜水氣單胞菌MFC03，生盤纖發(fā)菌SP-6，地衣芽孢桿菌，自耐熱性芽孢桿菌，螺旋藻，枯草芽孢桿菌，鶉雞腸球菌，醋化醋桿菌，玫瑰葡萄球桿菌。
14.根據(jù)權利要求12，該方法的特點在于微生物燃料電池的陽極和陰極的碳材料包括碳氈，碳布，碳棒，碳紙和碳刷的，并且陽極和陰極之間的膜包括陽離子交換膜(CEM)，復合膜，尼龍膜，或陰離子交換膜(AEM)的。
15.根據(jù)權利要求12，該方法的特點在于采用了兩個及以上微生物燃料電池。
16.根據(jù)權利要求12，該方法的特點在于將含汞廢水的初始pH值調節(jié)到2 4.8。
17.根據(jù)權利要求12，該方法的特點在于用稀鹽酸調節(jié)pH值。
18.根據(jù)權利要求12，該方法的特點在于將含汞廢水中Hg2+初始濃度調節(jié)為25 100mg/L。`
全文摘要
本發(fā)明涉及一種利用微生物燃料電池(MFC)從含有重金屬或貴金屬的廢水中去除重金屬或回收貴金屬并同時產電的方法，尤其具有可利用金屬Hg或Hg2Cl2的固體沉淀物或沉淀物有效地去除Hg2+的同時，可以附帶地產生電，且副產物無害并有利于長期經濟性運轉等優(yōu)點。
文檔編號C02F3/28GK103153883SQ201180048711
公開日2013年6月12日 申請日期2011年7月13日 優(yōu)先權日2011年5月4日
發(fā)明者崔燦洙 申請人:Rm泰科株式會社