[發明專利]透水性電化學微生物反應墻及其使用方法

有效

• 申請號: 201010260498.7
• 申請日: 2010-08-20
• 公開（公告）號: CN102267763A
• 公開（公告）日: 2011-12-07
• 發明（設計）人: 王永福;陳威吉;洪旭文;潘柏岑;鄭幸雄
• 申請（專利權）人: 國立成功大學
• 主分類號: C02F3/34
• 分類號: C02F3/34
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 趙蓉民;張全信

技術領域

本發明是一種透水性電化學微生物反應墻，尤其是一種無須添加任何化學藥劑，即能有效分解有機污染物，以避免污染地下水的透水性電化學微生物反應墻。

背景技術

所謂的反應墻，是防止污染物隨地下水流布的措施之一，其設置于加油站、煉油廠、甚至部份石化工業廠區，以避免受有機污染物污染的地下水擴散，其使用方式是在污染地下水的下游垂直方向設置此種裝置。

傳統的反應墻為一透水式反應墻，其原理在于當污染物流經該透水性反應墻時，會被該透水性反應墻所阻擋，再藉由物理方式(如沉淀等)、化學方式(如氧化、還原等)或生物性方式(如生物性降解等)除去污染物，以避免污染地下水擴散。

然而，以物理方式進行大多有成效不彰的問題，因為污染物的性質不盡相同，所以并非所有污染物皆能利用同樣的物理方式來去除，而且會耗費人力、物力來清除所留下的污染物。若以化學氧化機制降解有機污染物時，會有反應劑消耗殆盡而必須更換的問題。若以生物機制降解，則會有必須供給足量電子接受者的問題，必須耗費大量動力才能足量供應，同時容易造成質傳不均的現象。所以必須時常不斷補充或外加氧化劑(微生物的電子供應者)的問題，因此勢必會導致整治成本的增加。

發明內容

有鑒于既有反應墻皆有其問題存在，因此本發明人幾經研究思考后，發現利用高表面積、高通透性的導電性纖維，架構成一生物反應墻，相關分解微生物由原位(現地)土壤微生物直接附著生長，只要施加適當電壓，就能夠在不需額外加入微生物和傳統氧化劑的情況下，持續性地降解有機污染物，因此發明出此透水性電化學微生物反應墻。

本發明的目的在于提供一種無須添加任何化學藥劑，即能有效分解有機污染物，以避免污染地下水的透水性電化學微生物反應墻。

為達上述目的，本發明的透水性電化學微生物反應墻包括至少一導電性纖維層(即生物陽極)及至少一陰極。導電性纖維層是被施加適當電壓，且陰極設置于導電性纖維層的鄰邊。其中，陰極作為整體電荷平衡使用。

較佳的是，導電性纖維層由導電性碳纖維、金屬纖維或其組合所組成。

更佳的是，導電性碳纖維是導電性活性碳纖維。

本發明又關于一種透水性電化學微生物反應墻的使用方法，包括以下步驟：提供一透水性電化學微生物反應墻，其包括至少一導電性纖維層及至少一陰極；以及施加適當電壓于透水性電化學微生物反應墻。其中陰極作為整體電荷平衡使用。

較佳的是，導電性纖維層由導電性碳纖維、金屬纖維或其組合所組成。

更佳的是，導電性碳纖維是導電性活性碳纖維。

本發明利用原位土壤微生物的自然附著于該透水式電化學微生物反應墻上生長，而于實際操作時，僅需施加一適當電壓于導電性纖維上，作為微生物的電子接受者，無須再添加任何化學氧化劑，就能順利分解有機污染物，因此不僅可減少整治成本的支出，且可獲得極佳的地下水的污染防治效果。

附圖說明

圖1是本發明較佳實施例的透水式電化學微生物反應墻的示意圖；

圖2是圖1所示的透水式電化學微生物反應墻實施狀態的俯視示意圖；

圖3是圖2所示的實施狀態的部分放大示意圖；以及

圖4是顯示實施例中苯濃度與生物電流的數據關系圖。

主要組件符號說明

10：導電性活性碳纖維層

20：陰極

30：微生物

A：地下水的流向

a～d：箭頭

B：有機污染物分解的化學反應方向

實施方式

請參看圖1所示，本發明的一透水性電化學微生物反應墻包括：至少一導電性纖維層及至少一陰極。導電性纖維層被施加適當電壓。導電性纖維層的材料只要具有導電性者即可，并無特別限制，且較佳是由導電性碳纖維、金屬纖維或其組合所組成的。于本實施例中，導電性碳纖維為導電性活性碳纖維，而導電性纖維層例如為導電性活性碳纖維層10，透水性電化學微生物反應墻具有一層導電性活性碳纖維層10與陰極20。其中，導電性活性碳纖維層10的厚度較佳約15公分以內。陰極20材料可為其它金屬材質的棒狀物或網狀物，其設置于導電性活性碳纖維層10的鄰邊，導電性活性碳纖維層10(即陽極)與陰極20的安置距離為一適當距離，較佳為不大于20公尺，最佳為不大于1公尺，兩極不可直接接觸，以免造成短路現象。例如當導電性活性碳纖維層10與陰極20安置于海邊時，由于海水導電性佳，故兩者間的安置距離可遠至20公尺。