[發明專利]導光導電纖維電極聯合光-電活性微生物原位修復底泥的裝置與方法

有效

• 申請號: 202110680903.9
• 申請日: 2021-06-18
• 公開（公告）號: CN113213719B
• 公開（公告）日: 2022-09-23
• 發明（設計）人: 孫健;張栩彬;喻崴倫;曾慶朗
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: C02F11/00
• 分類號: C02F11/00;C02F11/02;C02F11/15;C02F101/20;C02F101/30
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 黃忠

本申請屬于環保領域，尤其涉及導光導電纖維電極聯合光?電活性微生物原位修復底泥的裝置與方法。本申請的裝置，包括：兩個光電組件；光電組件包括陽極、陰極、太陽能聚光板、太陽能電池、太陽能光電容和計時繼電器；太陽能聚光板分別與陽極和陰極連接；太陽能電池通過計時繼電器分別與陽極和陰極連接；太陽能光電容通過計時繼電器分別與陽極和陰極連接；陽極和陰極均包括固定棒和導光導電纖維，導光導電纖維固定在固定棒的表面。本申請的導光導電纖維刺激底泥中光?電活性微生物生長和富集，強化降解底泥中有機污染物和去除重金屬。本申請的裝置，有效解決現有修復底泥方法中存在二次污染、修復效率低、無法從根本上去除底泥重金屬的技術問題。

技術領域

本申請屬于環保領域，尤其涉及導光導電纖維電極聯合光-電活性微生物原位修復底泥的裝置與方法。

背景技術

隨著社會經濟和工農業的快速發展，大量人工合成污染物進入城市內河道，如氮、磷、PPCPs、POPs和重金屬等，導致城市內河道水體成為各種污染物的匯集地，水體發黑發臭，對城市居民身體健康和生態安全造成巨大威脅。研究表明，進入河道的污染物，尤其是高生態風險的毒性有機污染物(PPCPs、POPs)和重金屬主要蓄存在底泥中，因此，城市黑臭水體的污染屬于底泥內源污染，去除底泥中污染物才能從根本上根治黑臭水體。目前，底泥修復技術主要有原位修復技術和異位修復技術。異位修復技術由于需要將底泥挖出運往他處處理，涉及較高的人力、物力和處理成本，同時有導致污染擴散的問題。相比之下，原位修復技術具有便捷、成本低和節省人力等優點。

目前，底泥的原位修復技術主要有物化法和生物法，其作用原理和存在問題如下：

(1)物化法：投加化學藥劑氧化降解底泥有機污染物；投加重金屬穩定劑鈍化底泥重金屬，但該方法存在二次污染、環境風險高、成本高和無法從根本上去除底泥重金屬存在污染隱患的問題；

(2)生物法：利用水生植物提取底泥中重金屬和利用植物根系微生物降解底泥有機污染物，但植物生長緩慢，重金屬提取和有機污染物降解效率低，且涉及植物提取重金屬后的后續處置問題；直接投加微生物菌劑主要對水中的污染物去除效果明顯，而難以降解底泥中的有機污染物。

綜上所述，以上兩種方法都不能同時快速和高效地去除底泥毒性有機物和重金屬、需要額外能耗或存在成本高和二次污染問題。

發明內容

有鑒于此，本申請提供了一種導光導電纖維電極聯合光-電活性微生物原位修復底泥的裝置與方法，有效解決現有修復底泥的物化法中存在二次污染、環境風險高、無法從根本上去除底泥重金屬，以及生物法中存在的修復效率低，費時費力的技術問題。

本申請第一方面提供了一種導光導電纖維電極聯合光-電活性微生物原位修復底泥的裝置，包括：

第一光電組件和第二光電組件；

所述第一光電組件包括外陽極、外陰極、第一太陽能聚光板、第一太陽能電池、第一太陽能光電容和第一計時繼電器；所述第一太陽能聚光板分別與所述外陽極和所述外陰極連接；所述第一太陽能電池通過所述第一計時繼電器分別與所述外陽極和所述外陰極連接；所述第一太陽能光電容通過所述第一計時繼電器分別與所述外陽極和所述外陰極連接；所述外陽極包括固定棒和導光導電纖維，所述導光導電纖維固定在所述固定棒的表面；所述外陰極包括固定棒和導光導電纖維，所述導光導電纖維固定在所述固定棒的表面；

所述第二光電組件包括內陽極、內陰極、第二太陽能聚光板、第二太陽能電池、第二太陽能光電容和第二計時繼電器；所述第二太陽能聚光板分別與所述內陽極和所述內陰極連接；所述第二太陽能電池通過所述第二計時繼電器分別與所述內陽極和所述內陰極連接；所述第二太陽能光電容通過所述第二計時繼電器分別與所述內陽極和所述內陰極連接；所述內陽極包括固定棒和導光導電纖維，所述導光導電纖維固定在所述固定棒的表面；所述內陰極包括固定棒和導光導電纖維，所述導光導電纖維固定在所述固定棒的表面。