[发明专利]在土壤中建立的微生物燃料电池去除重金属的系统和方法

权利要求书

1.一种在土壤中建立的微生物燃料电池去除重金属的系统，其特征在于该系统自下至上分布有阴极单元(5)、阴极单元导电材料(6)、待处理的目标土壤(2)、阳极单元导电材料(3)、阳极单元(4)；外接电路电阻(1)的两端分别通过连接导线接阴极单元导电材料(6)和阳极单元导电材料(3)。

其中阴阳极材料中包埋钛丝网或碳布等增强导电性，分别由导线导出与外接电路连接。

2.按权利要求1所述的在土壤中建立的微生物燃料电池去除重金属的系统，其特征在于所述阳极单元(4)、阴极单元(5)，其中的颗粒活性炭直径为3-5mm，填充密度为0.45-0.55g/cm³。

3.按权利要求1所述的一种在土壤中建立的微生物燃料电池去除重金属的系统，其特征在于所述阳极单元导电材料(3)和阴极单元导电材料(6)的导电材料采用颗粒活性炭、不锈钢材质、碳布、石墨颗粒或石墨毡。

4.按权利要求1所述的一种在土壤中建立的微生物燃料电池去除重金属的系统，其特征在于所述的连接导线为钛导线，或同材质导线，并进行连接点的绝缘密封处理。

5.按权利要求1所述的一种在土壤中建立的微生物燃料电池去除重金属的系统，其特征在于所述的待处理的目标土壤(2)中，目标土壤需接种厌氧污泥。厌氧污泥和目标土壤的质量比为1：10，最终待处理的目标土壤(2)需加入营养液至土壤处于饱和水状态。

6.按权利要求5所述的一种在土壤中建立的微生物燃料电池去除重金属的系统，其特征在于所述的营养液中含有重金属螯合剂或表面活性剂，为乙二胺四乙酸、柠檬酸、鼠李糖脂或皂角苷。

7.一种如权利要求1所述的在土壤中建立的微生物燃料电池去除重金属的系统去除重金属的方法，其特征在于在所述的待处理的目标土壤(2)处于饱和水状态，处于严格的厌氧环境中，土壤中的有机质、营养液中的有机物质，附着微生物的厌氧消化过程，营养物质被消耗；此时接种厌氧污泥中产电菌的活性促成电流的产生，同时输出电压，使得土壤中的重金属在内部电场的作用下发生迁移，且方向为从阳极单元(4)向阴极单元(5)移动，并在阴极单元(5)及土壤顶层富集；颗粒活性炭和阳极导电材料(3)及阴极导电材料(6)分别构成MFC的阳极单元(4)、阴极单元(5)，顶层导电材料层构成MFC的阴极，阳极富集的产电菌降解有机物产生质子和电子，电子被导出产电菌胞外，经电极和外接电路导至阴极单元(5)，质子随反应器内溶液至阴极单元(5)，在氧气的参与下，发生电极反应生成水，完成了产电功能的全过程。