The invention discloses a method and a device for in-situ remediation of black and odorous water body by microbial fuel cell aquatic plants. The steps are: A, an anode plate is buried under the interface of black and odorous water body sediment water; B, the root of aquatic plants is penetrated through a circular hole on the anode plate and rooted in the sediment; C, a cathode plate is arranged at the interface of water and air. The cathode plate is suspended on the water surface and exposed to the air. D. The anode plate and the cathode plate are connected with external wires and resistors to form a current loop. The anode plate is located below the mud-water interface, and the anode plate has circular holes arranged in an equidistant array. The aquatic plant roots pass through the holes in the anode plate and plunge into the sediment. The cathode plate is suspended at the overlying water-air interface. The anode plate and the cathode are connected by the external conductor and the external resistance in turn to form a current path. The method is simple, easy to operate and simple in structure. It promotes the absorption of nutrients by aquatic plants, transforms them into plant biomass, and improves the black odor and eutrophication of water body.
【技术实现步骤摘要】
一种利用微生物燃料电池-水生植物原位修复黑臭水体的方法及装置
本专利技术属于湖泊、河道、沟渠等水体的生态修复
,更具体涉及一种利用沉积物燃料电池-水生植物协同治理和原位修复黑臭水体的方法,同时还涉及一种联合水生植物和微生物燃料电池原位修复黑臭水体的装置。
技术介绍
水体黑臭是水体有机污染的一种极端现象,是对水体极端污染状态的一种描述。所谓“黑臭”,在视觉感官上,水体呈现令人不悦的颜色(黑色或泛黑色)和(或)散发令人不适气味(H2S、NH3等刺激性气体);从形成机理上,水体发黑发臭主要是在缺氧或厌氧状况下,水体内有机污染物发生系列物理、化学、生物作用的结果。黑臭程度的判断可依据透明度、溶解氧、氧化还原电位及氨氮4项指标(《城市黑臭水体整治工作指南》)。一般来说,当水体中DO≤2mg·L-1、ORP<-100mg·L-1、NH4+-N≥8mg·L-1时,就开始黑臭了;当ORP<-200mg·L-1时,处于严重黑臭状态(程江等,平原河网地区水体黑臭预测评价关键指标研究,中国给水排,2006,22(9):18-22;吕佳佳等,黑臭水形成的水质和环境条件研究,华东师范大学学报:自然科学版,2014,48(5):711-716)。外源性有机污染物(主要包括有机碳污染源、有机氮污染物以及含磷化合物)的流入是造成水体黑臭现象的主要原因之一。这些污染物主要来自废水、污水中的糖类、蛋白质、氨基酸、油脂等有机物的分解,在分解过程中消耗大量的溶解氧,使得水体中耗氧速率>复氧速率,造成水体缺氧。在缺氧水体中,产臭过程会与致黑同步,有机物厌氧分解产生甲烷(CH4)、硫化氢(H2 ...
【技术保护点】
1.一种利用微生物燃料电池‑水生植物原位修复黑臭水体的方法,其步骤是:A、在黑臭水体底泥‑水界面下3‑10cm处埋设阳极板;B、将水生植物根系穿过阳极板上的圆孔,扎根底泥中;C、在水‑空气界面设置阴极板,使得阴极板悬浮在水面中,阴极板有30‑70%的面积暴露于空气中;D、将阳极板和阴极板用外导线和外电阻连接起来,形成电流回路,阳极附近逐渐富集大量产电菌群和铁氧化还原菌群,促进铁的氧化还原循环过程,利于黑臭底泥中大分子有机物降解成小分子有机酸,及小分子有机酸的氧化;所述的水生植物包括沉水植物和挺水植物:所述的沉水植物为苦草、金鱼藻、狐尾藻、黑藻、菹草、海菜花、篦齿眼子菜其中的一种或一至七种的任意组合;所述的挺水植物为鸢尾、茭白、菖蒲、香蒲、再力花、风车草其中的一种或一至六种的任意组合;所述的阳极板材料包括:石墨毡、石墨板、碳毡、不锈钢板、不锈钢网其中的任一种;所述的阴极板材料包括:石墨毡片、碳毡片其中的任一种;所述的导线为铜丝导线或钛丝导线;所述的外电阻是50‑2000欧姆的可调电阻或固定阻值电阻或用电器。
【技术特征摘要】
1.一种利用微生物燃料电池-水生植物原位修复黑臭水体的方法,其步骤是:A、在黑臭水体底泥-水界面下3-10cm处埋设阳极板;B、将水生植物根系穿过阳极板上的圆孔,扎根底泥中;C、在水-空气界面设置阴极板,使得阴极板悬浮在水面中,阴极板有30-70%的面积暴露于空气中;D、将阳极板和阴极板用外导线和外电阻连接起来,形成电流回路,阳极附近逐渐富集大量产电菌群和铁氧化还原菌群,促进铁的氧化还原循环过程,利于黑臭底泥中大分子有机物降解成小分子有机酸,及小分子有机酸的氧化;所述的水生植物包括沉水植物和挺水植物:所述的沉水植物为苦草、金鱼藻、狐尾藻、黑藻、菹草、海菜花、篦齿眼子菜其中的一种或一至七种的任意组合;所述的挺水植物为鸢尾、茭白、菖蒲、香蒲、再力花、风车草其中的一种或一至六种的任意组合;所述的阳极板材料包括:石墨毡、石墨板、碳毡、不锈钢板、不锈钢网其中的任一种;所述的阴极板材料包括:石墨毡片、碳毡片其中的任一种;所述的导线为铜丝导线或钛丝导线;所述的外电阻是50-2000欧姆的可调电阻或固定阻值电阻或用电器。2.权利要求1所述的一种利用微生物燃料电池和水生植物联合原位修复黑臭水体的装置,它由底泥层(1)、阳极板(2)、水生植物(3)、上覆水层(4)、阴极板(5)、外导线(6)、外电阻(7),其特征在于:阳极板(2)位于底泥层(1)表层下,深度为3-10cm,水生植物(3)的根系穿过阳极...
【专利技术属性】
技术研发人员:肖恩荣,吴振斌,武俊梅,王培,陈迪松,张丽萍,周巧红,徐栋,贺锋,
申请(专利权)人:中国科学院水生生物研究所,
类型:发明
国别省市:湖北,42
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