[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

权利要求书

1.一种铁碳阳极微生物燃料电池强化净化底泥的方法，其特征在于，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(8)和浮在水面(3)上的生物阴极(6)，连接生物阴极和沉积阳极的外电路导线(5)和电压表(4)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(1)中均匀混合有铁碳微电解填料(2)，底泥(1)中的有机物在铁碳微电解填料(2)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(8)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(8)产生的电子经碳棒(7)传导至生物阴极(6)，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(6)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(8)和生物阴极(6)通过碳棒(7)、外电路导线(5)经电压表(4)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(4)显示，结合在线监测仪进行水质监测。

2.根据权利要求1所述的铁碳阳极微生物燃料电池强化净化底泥的方法，其特征在于，所述的微生物燃料电池系统包括浮在水面(3)上的可导电生物阴极(6)和铺设在底泥中的沉积阳极(8)，生物阴极(6)和沉积阳极(8)之间经碳棒(7)、外电路导线(5)相连接，碳棒(7)经外电路导线(5)连接电压表(4)形成闭合电路，铁碳微电解材料(2)均匀混合在底泥(1)中，改善底泥中难降解物质生化性能以及最终完成底泥有机质的去除。

3.根据权利要求1或2所述的铁碳阳极微生物燃料电池强化净化底泥的方法，其特征在于，所述的铁碳微电解填料(2)为新型不板结铁碳填料，每平方底泥中投加0.1~0.5kg的新型不板结铁碳填料，以湿法或干法的形式投加到底泥中，并利用人工或机械的形式使其充分混合。

4.根据权利要求1或2所述的铁碳阳极微生物燃料电池强化净化底泥的方法，其特征在于，所述的沉积阳极(8)为普通碳毡，铺设于河道缓流且底泥丰富区域的底泥(1)中，长为5米，宽与底泥宽度一致。

5.根据权利要求1或2所述的铁碳阳极微生物燃料电池强化净化底泥的方法，其特征在于，所述的生物阴极(6)为导电飘带，上部切割成带状，形成仿生水草形态，以利于生物膜与水流接触，导电飘带由编织层和泡沫层组成，编织层为导电碳毡，方便其表面藻菌共生的微生物体系接受电子，完成反硝化进程，去除氧化态N污染物，泡沫层置于编织层之上，可以使导电飘带具有浮力，在水中保持漂浮状态。

6.根据权利要求1或2所述的铁碳阳极微生物燃料电池强化净化底泥的方法，其特征在于，所述的外电路导线(5)为钛线，连接沉积阳极(8)和生物阴极(6)，用于传导电子。

7.根据权利要求5所述的铁碳阳极微生物燃料电池强化净化底泥的方法，其特征在于，所述的生物阴极利用导电飘带吸附的丰富微生物群落，外至内形成独特的微Ａ/Ｏ环境，适宜不同类型厌氧和好氧细菌的生长，好氧细菌完成硝化进程，厌氧细菌接收电子，河道底泥中的硝酸盐或亚硝酸盐作为受体，完成电化学反硝化过程，达到脱氮的效果。