本公開涉及環(huán)境污染治理領(lǐng)域，特別涉及一種利用太陽能的三維電極-生物膜裝置。

背景技術(shù)：

隨著現(xiàn)代化的進程，我國的水體污染嚴重，水污染已經(jīng)成為制約我國可持續(xù)發(fā)展的一大障礙。目前污水處理技術(shù)有物理法、化學(xué)法和生物法。

三維電極-生物膜是近年來發(fā)展起來的一種新型水處理技術(shù)，將生物處理技術(shù)和電化學(xué)方法結(jié)合起來，用于水處理。三維電極-生物膜法具有清潔無二次污染、費用低，去除率高、效果穩(wěn)定、易控制等優(yōu)點。

目前三維電極-生物膜法采用的都是直流電源供電，但是大多需要修復(fù)的水體周圍供電條件并不完備。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

基于此，本公開揭示了一種利用太陽能的三維電極-生物膜裝置，所述裝置包括太陽能供電單元、反應(yīng)容器、陽極、陰極和第三電極；

所述太陽能供電單元為所述裝置提供電能；

所述陽極固定在反應(yīng)容器中心；

陰極沿反應(yīng)器的側(cè)壁放置；

所述陽極和陰極中間放置有第三電極。

本公開所述的裝置由太陽能電池板(1)、太陽能控制器(2)和蓄電池(3)一起將太陽能轉(zhuǎn)換成電能，構(gòu)成供電裝置，取代傳統(tǒng)的直流電源。

本公開所述的裝置充分利用太陽能供電，結(jié)構(gòu)簡單，能耗低，節(jié)能環(huán)保。

附圖說明

圖1是本公開一個實施例中利用太陽能的三維電極-生物膜裝置示意圖；

其中，1、太陽能電池板；2、太陽能控制器；3、蓄電池；4、反應(yīng)容器；5、陽極；6、陰極；7、第三電極；

圖2是本公開一個實施例中利用太陽能的三維電極-生物膜裝置平面圖；

其中R1為反應(yīng)器半徑，R2為第三電極外半徑，R3為第三電極內(nèi)半徑。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本公開作進一步說明，實施例不作為本公開的限制說明。

在一個實施例中，本公開揭示了一種利用太陽能的三維電極-生物膜裝置，所述裝置包括太陽能供電單元、反應(yīng)容器、陽極、陰極和第三電極；

所述太陽能供電單元為所述裝置提供電能；

所述陽極固定在反應(yīng)容器中心；

陰極沿反應(yīng)器的側(cè)壁放置；

所述陽極和陰極中間放置有第三電極。

在本實施例中，如圖1和圖2所示：所述三維電極-生物膜裝置包括太陽能電池板(1)、太陽能控制器(2)、蓄電池(3)、反應(yīng)容器(4)、陽極(5)、陰極(6)和第三電極(7)。本公開所述的三維電極-生物膜裝置充分利用太陽能供電，結(jié)構(gòu)簡單，能耗低，節(jié)能環(huán)保。

在一個實施例中，所述太陽能供電單元包括太陽能電池板、太陽能控制器和蓄電池；

所述太陽能電池板、太陽能控制器和蓄電池依次相連接。

在本實施例中，所述的太陽能電池板(1)、太陽能控制器(2)和蓄電池(3)一起將太陽能轉(zhuǎn)換成電能，構(gòu)成供電裝置，取代傳統(tǒng)的直流電源。

在一個實施例中，所述反應(yīng)容器為圓柱體。

更優(yōu)的，所述反應(yīng)容器的半徑為500至1000mm，反應(yīng)容器的徑高比為1∶1至1∶3。

更優(yōu)的，所述反應(yīng)器的半徑為760mm，反應(yīng)器的徑高比為1∶2.5。

在一個實施例中，所述陽極為石墨棒、碳棒、鈦棒；陰極為碳纖維氈、石墨棒、活性炭棒。

在本實施例中，陽極和陰極采用如上材料制成，視為為了能夠利用電解的同時在陰極和陽極上形成生物膜，耦合電化學(xué)作用和生物膜作用。

在一個實施例中，所述第三電極為規(guī)整空心圓柱體，由活性炭和玻璃珠構(gòu)成。

更優(yōu)的，第三電極外半徑為400至900mm，第三電極內(nèi)半徑為200至700mm。

更優(yōu)的，第三電極外半徑為670mm，第三電極的內(nèi)半徑為450mm。

在本實施例中，將活性炭與玻璃珠按質(zhì)量比為2∶1(其中活性炭90g，沸石45g)的比例放入已制好的導(dǎo)電膠中充分混合，制成第三電極。其中導(dǎo)電膠由環(huán)氧樹脂、石墨粉、三乙醇胺、無水乙醇按1∶3∶1∶1的質(zhì)量比混合而成，混勻后倒入自制模具(9cm×6cm×3cm)中，待固化后取出。

在本實施例中，所述活性炭導(dǎo)電，玻璃珠隔離短路，由這兩者制成的三維電極，形成三維導(dǎo)電，并且不容易短路。所述玻璃珠可用其他不導(dǎo)電顆粒替換，如沸石等。

在一個實施例中，北京某公園水體，采用本公開的一種利用太陽能的三維電極-生物膜法。采用36片多晶硅太陽能電池進行串聯(lián)以形成12V的組件，通過12V的太陽能控制器將電能存儲在鉛酸免維護蓄電池，陽極采用石墨棒，陰極采用碳纖維氈，第三電極由活性炭、玻璃珠和導(dǎo)電膠混合而成，比例為質(zhì)量比2∶1∶3；所施加電流控制在1mA/cm²；停留時間1h，可將水體中總氮得到顯著降低。

盡管以上結(jié)合附圖對本公開的實施方案進行了描述，但本公開并不局限于上述的具體實施方案和應(yīng)用領(lǐng)域，上述的具體實施方案僅僅是示意性的、指導(dǎo)性的，而不是限制性的。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本說明書的啟示下和在不脫離本公開權(quán)利要求所保護的范圍的情況下，還可以做出很多種的形式，這些均屬于本公開保護之列。