[发明专利]一种原位脱除自然水体中硝酸盐的装置及方法

权利要求书

1.一种原位脱除自然水体中硝酸盐的装置，其特征在于：包括微生物阳极(1)、微生物 阴极(2)以及连接微生物阳极(1)和微生物阴极(2)的导线(3)。

2.如权利要求1所述的原位脱除自然水体中硝酸盐的装置，其特征在于：所述微生物阳 极(1)的材料为具有比表面积为800m²/m³平面型多孔导电碳毡材料，其制备方法如下：将平 面型多孔导电碳毡依次经丙酮浸泡和5％盐酸各浸泡半小时后，超声清洗20min后得到。

3.如权利要求1所述的原位脱除自然水体中硝酸盐的装置，其特征在于：所述微生物阳 极对应的阴极(2)其材料为具有比表面积为800m²/m³的导电碳毡或碳颗粒，其面积与微生物 阳极(1)一致，其制备方法如下：将导电碳毡或碳颗粒依次经丙酮浸泡和5％盐酸各浸泡半 小时后，超声清洗20min后得到。

4.如权利要求1所述的原位脱除自然水体中硝酸盐的装置，其特征在于：所述导线(3) 在微生物阴极(2)上穿插缠绕，均匀分布在微生物阴极(2)上。

5.如权利要求1或4任一所述的原位脱除自然水体中硝酸盐的装置，其特征在于：所述 导线(3)的材料为直径为0.4mm的钛丝。

6.如权利要求1所述的原位脱除自然水体中硝酸盐的装置，其特征在于：所述微生物阳 极(1)和微生物阴极(2)之间设置有负载电阻(4)。

7.一种利用权利要求1所述的装置进行原位脱除自然水体中硝酸盐的方法，其特征在 于：利用微生物-电化学方法构成沉积型微生物燃料电池完成底泥与污染水体中硝氮之间 的相互消耗，达到对氮污染水体精确除氮目的；步骤如下：(一)调节微生物阳极(1)和微生 物阴极(2)高度方向的距离并固定，所述微生物阳极(1)和微生物阴极(2)之间高度差为 0.2-0.4m；将调整好高度距离的微生物阳极(1)和微生物阴极(2)放入目标水体中，每周对 微生物阳极(1)和微生物阴极(2)之间的电位差进行测试，当电位差达到0.3以上时，即培养 生物膜成功；

(二)、将上述培养成功的装置的微生物阳极(1)浸没于底泥中，覆泥厚度为0.2-0.4cm， 微生物阴极位于微生物阳极(1)正上方的水域垂直距离0.2-0.4m并对其位置进行固定，即 可。

8.如权利要求7所述的进行原位脱除自然水体中硝酸盐的方法，其特征在于：所述微生 物阳极(1)的材料为具有比表面积为800m²/m³平面型多孔导电碳毡材料，其制备方法如下： 将平面型多孔导电碳毡依次经丙酮浸泡和5％盐酸各浸泡半小时后，超声清洗20min后得 到；

所述微生物阳极对应的阴极(2)，其材料为具有比表面积为800m²/m³的导电碳毡或碳颗 粒，其面积与微生物阳极(1)一致，其制备方法如下：将导电碳毡或碳颗粒依次经丙酮浸泡 和5％盐酸各浸泡半小时后，超声清洗20min后得到；

所述导线(3)在微生物阴极(2)上穿插缠绕，均匀分布在微生物阴极(2)上；

所述导线(3)的材料为直径为0.4mm的钛丝；

所述微生物阳极(1)和微生物阴极(2)之间设置有负载电阻(4)。