[發明專利]一種利用沉水植物耦合微生物燃料電池削減富營養化水體內源氮的方法及裝置

在審

• 申請號: 201810620758.3
• 申請日: 2018-06-15
• 公開（公告）號: CN108706732A
• 公開（公告）日: 2018-10-26
• 發明（設計）人: 肖恩榮;吳振斌;許鵬;龍憶年;武俊梅;魯汭;徐棟;周巧紅;賀鋒
• 申請（專利權）人: 中國科學院水生生物研究所
• 主分類號: C02F3/30
• 分類號: C02F3/30;C02F3/32;C02F3/00;C02F3/34;C02F101/16
• 代理公司: 武漢宇晨專利事務所 42001
• 代理人: 王敏鋒

1.一種利用微生物燃料電池-沉水植物削減富營養化水體內源氮的方法，其步驟是：

A、在富營養化水體沉積物中種植沉水植物；

B、在底泥層-水界面下3cm-10cm處、沉水植物根系附近埋設陽極板；

C、在水-空氣界面設置陰極板，使得陰極材料懸浮在水面中，陰極板有30％-50％的面積暴露在空氣中；

D、將陽極板和陰極板用導線和外電阻連接起來，形成電流回路；

所述沉水植物為苦草、金魚藻、狐尾藻、黑藻、菹草、篦齒眼子菜、海菜花其中的一種或一至七種的任意組合。

所述的陽極材料包括：石墨氈、石墨板、碳氈、不銹鋼網、不銹鋼板其中的一種。

所述的陰極材料包括：石墨氈片、碳氈片其中的一種。

所述的陰極板為石墨氈片或碳氈片；

所述的導線為銅絲導線或鈦絲導線；

所述的外電阻是50-2000歐姆的可調電阻或固定阻值電阻或用電器。

2.權利要求1所述的一種利用微生物燃料電池耦合沉水植物削減富營養化水體內源氮的裝置，該裝置由底泥層(1)、陽極板(2)、沉水植物(3)、上覆水層(4)、陰極板(5)、外導線(6)、外電阻(7)組成，其特征在于：陽極板(2)位于底泥(1)表層下3－10cm，沉水植物(3)的根穿過陽極板(2)的開孔處扎進底泥(1)中，陰極板(5)懸浮于上覆水層(4)中并30％-50％面積暴露在空氣中，外導線(6)的一端與陽極板(2)連接，外導線(6)的另一端分別與外電阻(7)、陰極板(5)相連。

3.根據權利要求2所述的一種利用微生物燃料電池耦合沉水植物削減富營養化水體內源氮的裝置，其特征在于：所述的底泥層(1)厚度為10-30cm，為富營養化的湖泊、河道、溝渠水體中的底泥。

4.根據權利要求2所述的一種利用微生物燃料電池耦合沉水植物削減富營養化水體內源氮的裝置，其特征在于：所述的陽極板(2)是以陣列形式開孔的電極板，陽極板(2)包括石墨氈、石墨板、碳氈、不銹鋼網、不銹鋼板其中的任一種。

5.根據權利要求2所述的一種利用微生物燃料電池耦合沉水植物削減富營養化水體內源氮的裝置，其特征在于：所述的沉水植物(3)為苦草、金魚藻、狐尾藻、黑藻、菹草、篦齒眼子菜、海菜花一種或一至七種的任意組合。

6.根據權利要求2所述的一種利用微生物燃料電池耦合沉水植物削減富營養化水體內源氮的裝置，其特征在于：所述的上覆水層(4)高度為45-100cm，為富營養化的湖泊、河道、溝渠中的水。

7.根據權利要求2所述的一種利用微生物燃料電池耦合沉水植物削減富營養化水體內源氮的裝置，其特征在于：所述的陰極板(5)包括石墨氈片、碳氈片其中的一種。