[发明专利]一种铁碳阳极微生物燃料电池强化净化底泥的方法

说明书

本发明涉及铁碳阳极微生物燃料电池强化净化底泥的方法，可有效解决去除底泥中污染物，结合在线监测技术利用微生物燃料电池产电监测水质情况，方便后续水质的监测与处理的问题，其解决的技术方案是，利用微生物燃料电池系统，将铁碳微电解填料和生物阴极飘带相耦合，无需河道清淤，适用于各种水质条件，结构简单易建造，对水中有机物的去除，脱氮等效果好，适用于河道治理，减少底泥带来二次污染，是底泥污染治理方法上的创新。

技术领域

本发明涉及生态与环保领域，特别是一种铁碳阳极微生物燃料电池强化净化底泥的方法。

背景技术

我国面临水污染严重及水资源短缺等问题，水中有机物，氨氮等污染物，特别是一些难降解的持久性污染物，其在环境当中可生化性差且存在时间长，可通过沉淀或颗粒物吸附而蓄存在底泥中，适当条件下重新释放，成为二次污染源，造成水体“久治不愈”。我国目前存在大量河流湖泊持久污染，底泥难以治理，底泥二次污染水体等的问题。

在河流湖泊污染治理过程中，底泥污染整治是主要的难点之一。水体和底泥之间存在着吸收和释放的动态平衡，当水体存在较严重污染时，一部分污染物能够通过沉淀、吸附等作用进入底泥中；当外源造成的污染得到控制后，累积于底泥中的各种有机和无机污染物通过与上覆水体间的物理、化学、生物交换作用，重新进入到上覆水体中，成为影响水体水质的二次污染源。特别地，沉积、吸附到底泥当中的有机污染物具有难降解、持久性的特点，是水体如河流、湖泊的重要内源污染。目前，对于水体底泥处理的效果并不显著，大部分采用控源截污、内源污染控制、生态恢复等技术，其中内源污染控制的主要手段是清淤疏浚，对河道底泥进行处理。如专利,CN201720956360.8,CN201610677325.2以及CN201721033076.X等，但由于清淤疏浚等手段工程量较大，难以去除再次污染以及去除污染物效果不明显等限制，故发明一种有效的原位底泥污染治理方法势在必行。

发明内容

针对上述情况，为解决现有技术之缺陷，本发明之目的就是提供一种铁碳阳极微生物燃料电池强化净化底泥的方法，可有效解决去除底泥中污染物，结合在线监测技术利用微生物燃料电池产电监测水质情况，方便后续水质的监测与处理的问题。

本发明解决的技术方案是，利用微生物燃料电池系统，然后按以下步骤进行：

1）由铺设于底泥中的沉积阳极和浮在水面上的生物阴极，连接生物阴极和沉积阳极的外电路导线和电压表构成微生物燃料电池系统，在河道缓流段且底泥丰富区域设置微生物燃料电池系统；

2）底泥中均匀混合有铁碳微电解填料，底泥中的有机物在铁碳微电解填料强化降解作用下分解为小分子化合物，小分子化合物可生化降解有机物，在沉积阳极附近被微生物氧化分解产生电子，部分难降解内源污染物在其作用下，产生大量新生态的[H]和[O]，使得难降解内源污染物大分子发生断链降解；

3）步骤2）中沉积阳极产生的电子经碳棒传导至生物阴极，在反硝化细菌的作用下完成电化学反硝化进程，氧化态的N得到去除，同时生物阴极在水流过程中附着生成生物膜，实现同时硝化及反硝化，进一步去除水中有机物及氮；

4）沉积阳极和生物阴极通过碳棒、外电路导线经电压表连接起来构成闭合电路，微生物燃料电池系统产生的电能可通过电压表显示，结合在线监测仪进行水质监测。

本发明将铁碳微电解填料和生物阴极飘带相耦合，无需河道清淤，适用于各种水质条件，结构简单易建造，对水中有机物的去除，脱氮等效果好，适用于河道治理，减少底泥带来二次污染，是底泥污染治理方法上的创新。

附图说明

图1为本发明的微生物燃料电池系统原理示意图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。

由图1给出，本发明利用微生物燃料电池系统，然后按以下步骤进行：