基于微生物電解池技術(shù)在線測定生化需氧量的裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于微生物電解池技術(shù)在線測定生化需氧量的裝置，包括微生物電解池；恒電位儀；連接管；液體輸送泵；水力旋流器；樣品自動稀釋器；靜態(tài)混勻器；在線脫氣機；儲液罐；恒溫箱；計算機和控制系統(tǒng)；計算機和控制系統(tǒng)分別和微生物電解池傳感器連接；微生物電解池通過連接管與液體輸送泵、水力旋流器、樣品自動稀釋器、靜態(tài)混勻器、在線脫氣機和儲液罐連接。本發(fā)明裝置由于消除了氧氣的影響，因而具有靈敏度高、檢測時間短、線性范圍寬、檢測下限濃度低及操作簡單等優(yōu)點，可在線測定生化需氧量，大大提高了監(jiān)測水平。
【專利說明】基于微生物電解池技術(shù)在線測定生化需氧量的裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種生化需氧量測定裝置，具體涉及一種生化需氧量在線測定的裝 置。

【背景技術(shù)】
[0002] 生化需氧量（Biochemical Oxygen Demand, B0D)是衡量水質(zhì)最為重要的和使用最 廣泛的指標之一。
[0003] B0D測定中使用最廣泛的檢測方法是五日生化需氧量（5-day BOD，B0D5)。這種方 法具有一定的優(yōu)勢，如作為一個普遍適用的方法能測量大多數(shù)污水樣品，此外，不需要昂貴 的設(shè)備。然而它不僅耗時（5d)較長，而且要求有很好的經(jīng)驗和技術(shù)才能獲得重復結(jié)果。因 而，它不適合在線檢測B0D。
[0004] 因此，人們探索和研究了各種可以快速測量B0D的替代方法，特別是生物傳感器。
[0005] 大多數(shù)的B0D生物傳感器是依靠一個合適的轉(zhuǎn)換器來測量細胞的呼吸活動。最 近的報道包括使用溶解氧探頭、二氧化碳分析儀、光學傳感器、發(fā)光細菌及微生物燃料電池 等，其中將溶解氧探頭和生物膜(含生物識別元件）相結(jié)合基于溶解氧監(jiān)測的B0D生物傳感 器的研究和應(yīng)用最為廣泛。
[0006] 雖然基于溶解氧探頭B0D生物傳感器的響應(yīng)信號與B0D濃度之間具有良好的相關(guān) 性，但這類傳感器存在許多問題，如線性范圍窄、溶解氧探頭昂貴、膜污染造成穩(wěn)定性差及 需要對溶解氧探頭定期清洗和替換，從而在一定程度上限制了其使用。
[0007] 微生物燃料電池 （Microbial Fuel Cell，MFC)是一個以微生物作為催化劑氧化有 機物并產(chǎn)生電流的裝置。MFC產(chǎn)生的最大電流和庫侖量與樣品中B0D的濃度在一定范圍存 在較好的線性關(guān)系，因而可以作為B0D生物傳感器。
[0008] 目前已開發(fā)各種MFC型的B0D生物傳感器，并用于離線或在線測定BOD。MFC型 B0D生物傳感器擁有許多優(yōu)點，包括穩(wěn)定周期長、維護要求低、抗重金屬及廣泛的特異性等。 然而，該系統(tǒng)的缺點是在運行過程中需要不斷地向陰極提供氧氣，因為氧氣可以從陰極室 擴散進入陽極室，從而降低庫侖效率和抑制陽極厭氧微生物的生長，最終會導致傳感器的 靈敏度下降、線性范圍變窄及檢測限高。此外，氧氣在陰極的還原效率較低，不僅降低了傳 感器的靈敏度，而且也使傳感器的檢測時間較長。
[0009] 因此，有必要研究和開發(fā)B0D檢測的新方法。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 本發(fā)明需要解決的技術(shù)問題就在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種生化需氧量在 線測定裝置，本發(fā)明具有靈敏度高、線性范圍寬及檢測時間短等優(yōu)點，可用于在線測定污水 中的B0D值。
[0011] 為解決上述問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案： 本發(fā)明提供了一種生化需氧量在線測定裝置，其特征在于：包括微生物電解池，用于測 定生化需氧量的生物傳感器；連接管；液體輸送泵；水力旋流器；樣品自動稀釋器；靜態(tài)混 勻器；在線脫氣機；恒電位儀；儲液罐；恒溫箱；電阻；數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，用于采集微生物電解 池的輸出信號；計算機和控制系統(tǒng)，用于控制整個裝置的運行；計算機和控制系統(tǒng)分別和 微生物電解池、液體輸送泵、樣品自動稀釋器、在線脫氣機、恒溫箱及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)連接；數(shù) 據(jù)采集系統(tǒng)與電阻并聯(lián)。
[0012] 微生物電解池通過連接管與液體輸送泵、水力旋流器、樣品自動稀釋器、靜態(tài)混勻 器、在線脫氣機及緩沖液儲液罐連接。
[0013] 優(yōu)選地，本發(fā)明微生物電解池為雙室微生物電解池，包括陽極室和陰極室，陽極室 和陰極室之間設(shè)置有分隔膜，所述分隔膜為質(zhì)子交換膜、陽離子交換膜或雙極膜；陽極室和 陰極室內(nèi)分別放置陽極電極和陰極電極；所述微生物電解池以惰性鍍鉬導電材料或鉬材料 為陰極電極、導電惰性材料(碳布、碳紙、石墨氈、網(wǎng)狀玻璃碳或碳纖維刷）為陽極電極；陽極 電極和陰極電極間通過鈦絲、導線、恒電位儀及電阻連接；微生物電解池陽極室的陽極電極 表面附著有電活性微生物。
[0014] 陽極室通過連接管與液體輸送泵、樣品自動稀釋器、靜態(tài)混勻器、在線脫氣機、儲 液罐及采樣泵連接。
[0015] 陰極室通過連接管及液體輸送泵和儲液罐連接。
[0016] 所述電活性微生物為異化金屬還原菌，包括 Geobacter melallireducens、Geobacter sulfurreducens、Geothrix fermentans、 Rhodoferax ferrireducens^ Shewanella algae ^ Shewanella putrefaciens ?Ν32Λ Thermoterrabacterium ferrireducens ^Shewanella oneidensis 物。
[0017] 所述電活性微生物可以以活性污泥、厭氧消化污泥、水底沉積物和/或污水為接 種物富集獲得。
[0018] 所述的電活性微生物包括富營養(yǎng)生物與貧營養(yǎng)生物兩大類；富營養(yǎng)功能微生物富 集時可以以活性污泥、厭氧消化污泥、水底沉積物及污水為接種物、高濃度B0D溶液（B0D濃 度大于10 mg/L)為培養(yǎng)基(如污水或人工配制的高濃度B0D模擬廢水)富集；貧營養(yǎng)功能微 生物富集時可以以活性污泥、厭氧消化污泥、水底沉積物和/或污水為接種物、低濃度B0D (B0D濃度小于10 mg/L)溶液為培養(yǎng)基(如地表水或人工配制的低濃度B0D模擬廢水)富集， 且在培養(yǎng)基或樣品中加入呼吸抑制劑疊氮化鈉。
[0019] 一種生化需氧量在線測定裝置，其特征在于：恒電位儀低電位端通過導線與電阻 相連，電阻通過鈦絲與陰極電極相連，恒電位儀的高電位端通過鈦絲與陽極電極相連，電阻 兩端連接一個用于測定電阻兩端電壓的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。
[0020] 所述的生化需氧量在線測定裝置，其特征在于：恒電位儀輸出的直流電壓范圍為 0· 2?3. 0 V。
[0021] 所述的生化需氧量在線測定裝置，其特征在于：進入微生物電解池陽極室的樣品 溶液的流量范圍為〇. 1~1〇〇 mL/min。
[0022] 所述的生化需氧量在線測定裝置，其特征在于：裝置上的所有輸送泵、采樣泵、樣 品自動稀釋器、在線脫氣機、恒溫箱及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)均和計算機控制系統(tǒng)連接；數(shù)據(jù)采集系 統(tǒng)和電阻并聯(lián)，用于采集電阻兩端的電壓。
[0023] 所述的生化需氧量在線測定裝置，其特征在于：所述微生物電解池安裝于一個恒 溫箱內(nèi)。
[0024] -種生化需氧量在線測定裝置，其特征在于：測定生化需氧量時，將含生化需氧量 的樣品脫氧氣后連續(xù)不斷地輸入到微生物電解池陽極室中，測定由微生物電解池產(chǎn)生的最 大電流，再根據(jù)微生物電解池產(chǎn)生的最大電流大小與生化需氧量濃度之間的相關(guān)性來確定 樣品中生化需氧量值。
[0025] 本發(fā)明由于消除了氧氣的影響，因而具有靈敏度高、檢測下限濃度低、檢測時間 短、線性范圍寬、檢測下限濃度低及操作簡單等優(yōu)點，可在線測定生化需氧量。本發(fā)明方法 具有快捷靈敏，檢測時間短，大大提高了監(jiān)測水平，并且具有較大的社會效益，是常規(guī)監(jiān)測 手段所無法達到的。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0026] 圖1為生化需氧量在線測定裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027] 圖2為實施例1的結(jié)果圖。
[0028] 圖3為實施例1的結(jié)果圖。
[0029] 通過下面的詳細說明并結(jié)合附圖，可以更清楚地理解本發(fā)明的上面的及其他的目 的、特征和優(yōu)點。

【具體實施方式】
[0030] 實施例1 1.用于在線測定生化需氧量裝置的結(jié)構(gòu)及微生物電解池感應(yīng)器的設(shè)計與組裝 圖1是用于生化需氧量在線測定裝置的一個圖解說明，所述裝置包括：連接管1、采樣 泵2、連接管3、水力旋流器4、水力旋流器溢流管5、連接管6、蠕動泵7、連接管8、樣品自動 稀釋器9、連接管10、儲液罐11、連接管12、蠕動泵13、連接管14、靜態(tài)混勻器15、連接管16、 在線脫氣機17、連接管18、微生物電解池19、排液管20、導氣管21、導氣管22、恒溫箱23、 儲液罐24、連接管25、蠕動泵26、連接管27、排液管28、鈦絲29、電阻30、導線31、恒電位儀 32、鈦絲33、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)34及計算機和控制部分35。
[0031] 以下對具有上述結(jié)構(gòu)的用微生物電解池來在線測定生化需氧量裝置的工作原理 進行說明。
[0032] 裝置中恒電位儀32的高電位端通過鈦絲31與微生物電解池19的陽極電極相連， 低電位端通過導線31、電阻30及鈦絲29與微生物電解池19的陰極電極相連，恒電位儀32 的直流輸出電壓設(shè)為〇. 9 V，從而促使在微生物電解池19陽極室中發(fā)生有效的生物電化學 反應(yīng)。
[0033] 計算機和控制部分35分別對采樣泵2、蠕動泵7、樣品自動稀釋器9、蠕動泵13、在 線脫氣機17、恒溫箱23、蠕動泵26及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)34進行控制。
[0034] 待測樣品通過連接管1、采樣泵2、連接管3、水力旋流器4、水力旋流器溢流管5、連 接管6、蠕動泵7、連接管8、樣品自動稀釋器9、連接管10進入靜態(tài)混勻器15 ;同時儲液罐 11中的磷酸鹽緩沖液經(jīng)連接管12、蠕動泵13及連接管14也進入靜態(tài)混勻器15 ;待測樣品 和磷酸鹽緩沖液經(jīng)靜態(tài)混勻器15混勻后經(jīng)連接管16、在線脫氣機17及連接管18從微生物 電解池19的陽極室的側(cè)底部進入陽極室，流經(jīng)陽極室后通過排液管20從陽極室的側(cè)頂部 排出；與此同時，純N2分別通過導氣管21和導氣管22分別進入微生物電解池19的陽極室 和陰極室。陽極室里有陽極電極及附著在陽極電極表面能代謝有機物產(chǎn)生電子和質(zhì)子的電 活性微生物(微生物催化劑)。
[0035] 與此同時，儲液罐24中的磷酸鹽緩沖液通過連接管25、蠕動泵26及連接管27從 微生物電解池19的陰極室的側(cè)底部進入陰極室，流經(jīng)陰極室后通過排液管28從陰極室的 側(cè)頂部排出。陰極室里有鉬陰極電極。也就是說，待測樣品與磷酸鹽緩沖液經(jīng)脫氧后同時進 入微生物電解池19的陽極室，而磷酸鹽緩沖液脫氧后進入微生物電解池19的陰極室。此 時，附著在微生物電解池19陽極電極表面的電活性微生物代謝有機質(zhì)產(chǎn)生電子和質(zhì)子；在 恒電位儀32提供的直流外加電壓的作用下，微生物代謝有機質(zhì)產(chǎn)生的電子傳遞到陽極電 極后經(jīng)鈦絲33、恒電位儀32、導線31、電阻30及鈦絲29傳遞到微生物電解池19的陰極電 極；微生物代謝有機質(zhì)產(chǎn)生的質(zhì)子經(jīng)分隔膜從微生物電解池19的陽極室遷移到微生物電 解池19陰極室的陰極電極表面附近，并與從陽極電極傳遞過來的電子在陰極電極表面結(jié) 合形成氫氣，從而產(chǎn)生電流。由數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)34采集電阻30兩端的電壓后輸入到計算機 和控制部分35。
[0036] 微生物電解池主要包括陽極室、陰極室、質(zhì)子交換膜、石墨氈陽極電極、鍍鉬鈦網(wǎng) 陰極電極、硅膠密封圈及不銹鋼螺絲(直徑5 mm)固定螺絲。微生物電解池的陽極室和陰極 室分別由一塊聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA)板（60 X 100X20 mm)構(gòu)成，每塊板中間雕刻形成 一個20 X 60 X 10 mm的空腔，且微生物電解池的陽極室和陰極室之間用質(zhì)子交換膜（30 X 70 mm，Nafion?l 17, Dupont Co.，USA)隔開。陽極室和陰極室都分別設(shè)有進水管及出水管(直徑3 mm)。陽極室中固定有石墨毯陽極電極（20X50X5 mm,GF series, Electro-synthesis Co., USA)，而陰極室中固定有鍍鉬鈦網(wǎng)陰極電極（18X50 X 2 mm，表面積約為25 cm2)。石墨氈陽 極電極在使用之前先用丙酮浸泡過夜，干燥后用1 mol/L的鹽酸浸泡24 h，然后再用蒸餾水 沖洗至中性后待用。質(zhì)子交換膜在使用之前依次用3% (w/w)的過氧化氫水溶液、1 mol/L 的硫酸水溶液及蒸餾水煮沸1 h，然后置于蒸餾水中待用。鍍鉬鈦網(wǎng)陰極電極使用前用0. 5 mol/L的硝酸溶液清洗。先將石墨氈陽極電極和鍍鉬鈦網(wǎng)陰極電極分別固定在陽極室和陰 極室內(nèi)，然后依次分別將硅膠密封圈、質(zhì)子交換膜、硅膠密封圈及陰極室置于陽極室上，再 用不銹鋼螺絲固定。鍍鉬鈦網(wǎng)陰極電極與石墨氈陽極電極之間通過鈦絲(直徑〇. 3 mm)與恒 電位儀和電阻（10. 1 Ω)相連，其中恒電位儀的高電位端與石墨氈陽極電極相連，恒電位儀 的低電位端與電阻相連，電阻與陰極電極相連，恒電位儀的直流輸出電壓設(shè)為〇. 9 V。電阻 兩端連接一個數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（myDAQ，上海恩艾儀器有限公司），用于測定電阻兩端的電壓。
[0037] 2.微生物電解池陽極電極表面富營養(yǎng)電活性微生物的富集 以污水處理廠的活性污泥為接種物、葡萄糖-谷氨酸模擬人工廢水為營養(yǎng)液接種微生 物電解池19的陽極室富集產(chǎn)電微生物。模擬人工廢水（B0D=200 mg/L，50 mmol/L磷酸鈉緩 沖液，pH=7. 0)通過連接管1、采樣泵2、連接管3、水力旋流器4、水力旋流器溢流管5、連接 管6、蠕動泵7、連接管8、樣品自動稀釋器9及連接管10以1. 8 mL/min的流量進入靜態(tài)混 勻器15 ;與此同時，儲存罐11中磷酸鈉緩沖液（0. 5 mol/L，pH=7. 0)以0. 2 mL/min的流量 經(jīng)連接管12、蠕動泵13、連接管14及連接管10進入靜態(tài)混勻器15,并與待測樣品在在靜 態(tài)混勻器15中混合后經(jīng)連接管16、在線脫氣機17及連接管18從微生物電解池19的陽極 室的側(cè)底部進入陽極室，流經(jīng)陽極室后經(jīng)排液管20排出。純N2分別通過導氣管21和導氣 管22以20 mL/min的流量分別進入微生物電解池19的陽極室和陰極室。與此同時，儲液罐 24中的磷酸鈉緩沖液（50 mmol/L，pH=7. 0)以0. 5 mL/min的流量連續(xù)不斷地經(jīng)連接管25、 蠕動泵26及連接管27輸入到微生物電解池19的陰極室。同時每隔5 s用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) 34 (myDAQ，上海恩艾儀器有限公司）測定電阻30兩端的電壓，并將其保存到計算機和控制 部分35。微生物電解池置于35°C的恒溫箱中保持溫度恒定。經(jīng)過5周的連續(xù)操作后，電 阻30兩端的電壓穩(wěn)定，說明在微生物電解池的陽極電極表面充分富集了電活性微生物，此 時微生物電解池可以用來在線測定樣品中的B0D。
[0038] 3.中高B0D濃度樣品中B0D濃度測定 分別配制一系列不同B0D濃度的模擬人工廢水（10 mg/L、25 mg/L、50 mg/L、100 mg/L、 200 mg/L)，并讓樣品依次通過連接管1、采樣泵2、連接管3、水力旋流器4、水力旋流器溢流 管5、連接管6、蠕動泵7、連接管8、樣品自動稀釋器9、連接管10、靜態(tài)混勻器15、連接管16、 在線脫氣機17及連接管18,以1. 8 mL/min的流量進入微生物電解池19的陽極室；與此同 時，儲液罐11中磷酸鈉緩沖液（0. 5 mol/L，pH=7. 0)以0. 2 mL/min的流量經(jīng)連接管12、蠕動 泵13、連接管14及連接管10進入靜態(tài)混勻器15,并與待測樣品在在靜態(tài)混勻器15中混合 后經(jīng)連接管16、在線脫氣機17及連接管18從微生物電解池17的陽極室的側(cè)底部進入陽極 室。與此同時，儲液罐24中的磷酸鈉緩沖液（50 mmol/L，pH=7. 0)以0. 5 mL/min的流量連 續(xù)不斷地經(jīng)連接管25、蠕動泵26及連接27輸入到微生物電解池19的陰極室。同時每隔5 s用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)34 (myDAQ，上海恩艾儀器有限公司）測定電阻30兩端的電壓，并將其保 存到計算機和控制部分35。實驗結(jié)果如圖2和圖3所示，B0D濃度與最大電流在(Γ100 mg/ L的范圍內(nèi)呈線性關(guān)系，測定時間小于15 min。
[0039] 實施例2 1.用于在線測定生化需氧量裝置的結(jié)構(gòu)及微生物電解池感應(yīng)器的設(shè)計與組裝 實施例2的裝置同實施例1。
[0040] 2.微生物電解池陽極電極表面貧營養(yǎng)電活性微生物的富集 葡萄糖-谷氨酸模擬人工廢水培養(yǎng)基（B0D=5. 0 mg/L，pH=7. 0)配制同實施例1，然后 在配好的模擬人工廢水培養(yǎng)基中加入疊氮化鈉至lmm〇l/L (最終疊氮化鈉溶液濃度)。
[0041] 以河底沉積物為接種物、葡萄糖-谷氨酸模擬人工廢水為營養(yǎng)液接種微生物電解 池19的陽極室富集產(chǎn)電微生物。模擬人工廢水通過連接管1、采樣泵2、連接管3、水力旋 流器4、水力旋流器溢流管5、連接管6、蠕動泵7、連接管8、樣品自動稀釋器9及連接管10 以4 mL/min的流量進入靜態(tài)混勻器15 ;與此同時，儲存罐11中磷酸鉀緩沖液（0. 5 mol/L， pH=7. 0)以0. 4 mL/min的流量經(jīng)連接管12、蠕動泵13、連接管14及連接管10進入靜態(tài)混 勻器15,并與待測樣品在在靜態(tài)混勻器15中混合后經(jīng)連接管16、在線脫氣機17及連接管 18從微生物電解池19的陽極室的側(cè)底部進入陽極室，流經(jīng)陽極室后經(jīng)排液管20排出。純 N2分別通過導氣管21和導氣管22以20 mL/min的流量分別進入微生物電解池19的陽極室 和陰極室。與此同時，儲液罐24中的磷酸鈉緩沖液（50 mmol/L，pH=7. 0)以0. 5 mL/min的 流量連續(xù)不斷地經(jīng)連接管25、蠕動泵26及連接管27輸入到微生物電解池19的陰極室。同 時每隔5 s用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)34 (myDAQ，上海恩艾儀器有限公司）測定電阻30兩端的電壓， 并將其保存到計算機和控制部分35。微生物電解池置于35°C的恒溫箱中保持溫度恒定。 經(jīng)過5周的連續(xù)操作后，電阻30兩端的電壓穩(wěn)定，說明在微生物電解池的陽極電極表面充 分富集了電活性微生物，此時微生物電解池可以用來在線測定樣品中的BOD。
[0042] 3.低濃度B0D (如地表水）樣品中B0D濃度測定 分別配制一系列不同B0D濃度的模擬人工廢水（0 mg/L、0. 5 mg/L、l mg/L、l. 5 mg/L、2. 5 mg/L、3. 5 mg/L、5. 0 mg/L、6. 5 mg/L、8. 0 mg/L、10 mg/L、12 mg/L 及 14 mg/L) (ρΗ=7· 0)，并讓 樣品依次通過連接管1、采樣泵2、連接管3、水力旋流器4、水力旋流器溢流管5、連接管6、 蠕動泵7、連接管8、樣品自動稀釋器9、連接管10、靜態(tài)混勻器15、連接管16、在線脫氣機17 及連接管18,以4. 0 mL/min的流量進入微生物電解池19的陽極室；與此同時，儲液罐11中 磷酸鉀緩沖液（0. 5 mol/L，pH=7. 0)和疊氮化鈉（11 mmol/L)混合溶液以0. 4 mL/min的流量 經(jīng)連接管12、蠕動泵13、連接管14及連接管10進入靜態(tài)混勻器15,并與待測樣品在在靜態(tài) 混勻器15中混合后經(jīng)連接管16、在線脫氣機17及連接管18從微生物電解池17的陽極室 的側(cè)底部進入陽極室。與此同時，儲液罐24中的磷酸鈉緩沖液（50 mmol/L，pH=7. 0)以0. 5 mL/min的流量連續(xù)不斷地經(jīng)連接管25、蠕動泵26及連接27輸入到微生物電解池19的陰 極室。同時每隔5 s用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)34 (myDAQ，上海恩艾儀器有限公司）測定電阻30兩 端的電壓，并將其保存到計算機和控制部分35。實驗結(jié)果表明B0D濃度與最大電流在(Γ10 mg/L的范圍內(nèi)呈線性關(guān)系，測定時間小于15 min。
【權(quán)利要求】
1. 一種生化需氧量在線測定裝置，其特征在于：包括微生物電解池，用于測定生化需 氧量的生物傳感器；連接管；液體輸送泵；水力旋流器；樣品自動稀釋器；靜態(tài)混勻器；在 線脫氣機；恒電位儀；儲液罐；恒溫箱；電阻；數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，用于采集微生物電解池的輸出 信號；計算機和控制系統(tǒng)，用于控制整個裝置的運行；計算機和控制系統(tǒng)分別和微生物電 解池、液體輸送泵、樣品自動稀釋器、在線脫氣機、恒溫箱及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)連接；數(shù)據(jù)采集系 統(tǒng)與電阻并聯(lián)； 微生物電解池通過連接管與液體輸送泵、水力旋流器、樣品自動稀釋器、靜態(tài)混勻器、 在線脫氣機及緩沖液儲液罐連接。
2. 如權(quán)利要求1所述的生化需氧量在線測定裝置，其特征在于：所述微生物電解池為 雙室微生物電解池，包括陽極室和陰極室，陽極室和陰極室之間設(shè)置有分隔膜，所述分隔膜 為質(zhì)子交換膜、陽離子交換膜或雙極膜；陽極室和陰極室內(nèi)分別放置陽極電極和陰極電極； 所述微生物電解池以惰性鍍鉬導電材料或鉬材料為陰極電極、導電惰性材料為陽極電極； 陽極電極和陰極電極間通過鈦絲、導線、恒電位儀及電阻連接；微生物電解池陽極室的陽極 電極表面附著有電活性微生物；所述導電惰性材料為碳布、碳紙、石墨氈、網(wǎng)狀玻璃碳或碳 纖維刷； 陽極室通過連接管與液體輸送泵、樣品自動稀釋器、靜態(tài)混勻器、在線脫氣機、儲液罐 及采樣泵連接； 陰極室通過連接管及液體輸送泵和儲液罐連接； 所述電活性微生物為異化金屬還原菌，包括 Geobacter melallireducens、 Geobacter sulfurreducens、 Geothrix fermentans、 Rhodoferax ferrireducens^ Shewanella algae^ Shewanella putrefaciens CN32> Thermoterrabacterium ferrireducensjk. Shewanella oneidensis^ 一f 中以上微生物的 t昆 合物； 所述電活性微生物可以以活性污泥、厭氧消化污泥、水底沉積物及污水為接種物富集 獲得； 所述的電活性微生物包括富營養(yǎng)生物與貧營養(yǎng)生物兩大類；富營養(yǎng)功能微生物富集時 可以以活性污泥、厭氧消化污泥、水底沉積物和/或污水為接種物、B0D濃度大于10 mg/L的 高濃度B0D溶液為培養(yǎng)基富集；貧營養(yǎng)功能微生物富集時可以以活性污泥、厭氧消化污泥、 水底沉積物和/或污水為接種物、B0D濃度小于10 mg/L的低濃度B0D溶液為培養(yǎng)基富集， 且在培養(yǎng)基或樣品中加入呼吸抑制劑疊氮化鈉。
3. 如權(quán)利要求1所述的生化需氧量在線測定裝置，其特征在于：恒電位儀低電位端通 過導線與電阻相連，電阻通過鈦絲與陰極電極相連，恒電位儀的高電位端通過鈦絲與陽極 電極相連，電阻兩端連接一個用于測定電阻兩端電壓的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。
4. 如權(quán)利要求1所述的生化需氧量在線測定裝置，其特征在于：恒電位儀輸出的直流 電壓范圍為0. 2~3. 0 V。
5. 如權(quán)利要求1所述的生化需氧量在線測定裝置，其特征在于：進入微生物電解池陽 極室的樣品溶液的流量范圍為0. 1~1〇〇 mL/min。
6. 如權(quán)利要求1所述的生化需氧量在線測定裝置，其特征在于：裝置上的所有輸送泵、 采樣泵、樣品自動稀釋器、在線脫氣機、恒溫箱及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)均和計算機控制系統(tǒng)連接； 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和電阻并聯(lián)，用于采集電阻兩端的電壓。
7. 如權(quán)利要求2所述的生化需氧量在線測定裝置，其特征在于：所述微生物電解池安 裝于一個恒溫箱內(nèi)。
8. -種生化需氧量在線測定裝置，其特征在于：測定生化需氧量時，將含生化需氧量 的樣品脫氧氣后連續(xù)不斷地輸入到微生物電解池陽極室中，測定由微生物電解池產(chǎn)生的最 大電流，再根據(jù)微生物電解池產(chǎn)生的最大電流大小與生化需氧量濃度之間的相關(guān)性來確定 樣品中生化需氧量值。
【文檔編號】G01N27/416GK104062345SQ201410298473
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2014年6月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月28日
【發(fā)明者】李俠, 蔣海明, 蘭孝文, 張金山 申請人:內(nèi)蒙古科技大學