[发明专利]漂浮型重金属在线监测仪

权利要求书

1.一种漂浮型重金属在线监测仪，包括微生物燃料电池、平衡装置、控制器和远程监控终端；

所述微生物燃料电池，包括阳极室、阴极室以及将阳极室和阴极室分隔开来的质子交换膜(PEM)；

所述平衡装置设置在微生物燃料电池外部，其至少包括配重块；

所述控制器包括外电阻、数据采集装置和无线收发器，其与微生物燃料电池和远程监控终端相连接；

所述远程监控终端通过无线收发器与所述控制器连接。

2.如权利要求1所述的监测仪，其中所述阳极室包括阳极、微生物和有机物；所述阴极室包括阴极、重金属阳离子和任选存在的阴极催化剂；

优选地，所述微生物燃料电池还包括液体室，所述液体室与阳极室连通，液体室用来储存上述有机物；

优选地，所述重金属包括但不限于选自下列的一种、两种或更多种：Fe、Ni、Zn、Hg、Cr、As、Co、Cu、U、Mn、Mo、Cd、Pb、Ag、Au、Pd、Pd、Pt、Rh、Ir、Re；

优选地，所述的重金属阳离子包括含有所述重金属元素的任何可能价态的阳离子，包括但不限于选自下列的一种、两种或更多种：Fe³⁺、Ni²⁺、Zn²⁺、Hg²⁺、Hg⁺、Cr⁶⁺、Cr⁵⁺、Cr⁴⁺、Cr³⁺、Cr²⁺、As⁵⁺、As³⁺、Co²⁺、Co³⁺、Cu²⁺、Cu⁺、UO₂²⁺、Mn²⁺、Mn⁷⁺、Mo⁶⁺、Cd²⁺、Pb²⁺、Ag⁺、Au²⁺、Au⁺、Pd⁴⁺、Pd²⁺、Pt⁴⁺、Pt²⁺、Rh²⁺、Ir³⁺、Re³⁺，或者这些元素的含氧阳离子形式。

3.如权利要求1或2所述的监测仪，其中所述外电阻的两端通过电路与所述阳极和阴极连接，并且所述数据采集装置连接在所述电路上；

优选地，外电阻连接阴极和阳极的两端分别与数据采集装置连接，例如两端分别与数据采集装置的直流输入和接地端口相连。

4.如权利要求3所述的监测仪，其中所述数据采集装置包括电压检测元件、数据记录元件，以及任选存在的数据分析元件和/或显示器。

5.如权利要求1-4任一项所述的监测仪，其中所述平衡装置包括平衡架和配重块，所述平衡架可拆卸安装在阴极室和阳极室的交界处，所述配重块可拆卸地连接在平衡架两侧。

6.如权利要求1-5任一项所述的监测仪，其中所述阳极室上设置出气孔，用于排出有机物在阳极经微生物催化氧化降解的二氧化碳。

7.如权利要求1-6任一项所述的监测仪，其还包括阳极生物传感器。所述生物传感器监测电解质条件，并在其发生变动时产生信号。

8.如权利要求1-7任一项所述的监测仪的使用方法，包括：

a)阳极室注入厌氧污泥，经驯化后阳极表面附着微生物膜；

b)将含葡萄糖、乳酸和乙酸中的一种或多种的培养液经由液体室连续注入阳极室，并由液体室出口排出；

c)重金属在线监测仪漂浮在水面上，待监测的含重金属的水经由入口连续注入阴极室，使碳布完全浸没；

d)重金属离子自发地被还原，并产生输出电压或电流信号，实时原位监测水中重金属离子的浓度。