一种利用太阳能的三维电极‑生物膜装置的制作方法

本公开涉及环境污染治理领域，特别涉及一种利用太阳能的三维电极-生物膜装置。

背景技术：

随着现代化的进程，我国的水体污染严重，水污染已经成为制约我国可持续发展的一大障碍。目前污水处理技术有物理法、化学法和生物法。

三维电极-生物膜是近年来发展起来的一种新型水处理技术，将生物处理技术和电化学方法结合起来，用于水处理。三维电极-生物膜法具有清洁无二次污染、费用低，去除率高、效果稳定、易控制等优点。

目前三维电极-生物膜法采用的都是直流电源供电，但是大多需要修复的水体周围供电条件并不完备。

技术实现要素：

基于此，本公开揭示了一种利用太阳能的三维电极-生物膜装置，所述装置包括太阳能供电单元、反应容器、阳极、阴极和第三电极；

所述太阳能供电单元为所述装置提供电能；

所述阳极固定在反应容器中心；

阴极沿反应器的侧壁放置；

所述阳极和阴极中间放置有第三电极。

本公开所述的装置由太阳能电池板(1)、太阳能控制器(2)和蓄电池(3)一起将太阳能转换成电能，构成供电装置，取代传统的直流电源。

本公开所述的装置充分利用太阳能供电，结构简单，能耗低，节能环保。

附图说明

图1是本公开一个实施例中利用太阳能的三维电极-生物膜装置示意图；

其中，1、太阳能电池板；2、太阳能控制器；3、蓄电池；4、反应容器；5、阳极；6、阴极；7、第三电极；

图2是本公开一个实施例中利用太阳能的三维电极-生物膜装置平面图；

其中R1为反应器半径，R2为第三电极外半径，R3为第三电极内半径。

具体实施方式

以下结合附图对本公开作进一步说明，实施例不作为本公开的限制说明。

在一个实施例中，本公开揭示了一种利用太阳能的三维电极-生物膜装置，所述装置包括太阳能供电单元、反应容器、阳极、阴极和第三电极；

所述太阳能供电单元为所述装置提供电能；

所述阳极固定在反应容器中心；

阴极沿反应器的侧壁放置；

所述阳极和阴极中间放置有第三电极。

在本实施例中，如图1和图2所示：所述三维电极-生物膜装置包括太阳能电池板(1)、太阳能控制器(2)、蓄电池(3)、反应容器(4)、阳极(5)、阴极(6)和第三电极(7)。本公开所述的三维电极-生物膜装置充分利用太阳能供电，结构简单，能耗低，节能环保。

在一个实施例中，所述太阳能供电单元包括太阳能电池板、太阳能控制器和蓄电池；

所述太阳能电池板、太阳能控制器和蓄电池依次相连接。

在本实施例中，所述的太阳能电池板(1)、太阳能控制器(2)和蓄电池(3)一起将太阳能转换成电能，构成供电装置，取代传统的直流电源。

在一个实施例中，所述反应容器为圆柱体。

更优的，所述反应容器的半径为500至1000mm，反应容器的径高比为1∶1至1∶3。

更优的，所述反应器的半径为760mm，反应器的径高比为1∶2.5。

在一个实施例中，所述阳极为石墨棒、碳棒、钛棒；阴极为碳纤维毡、石墨棒、活性炭棒。

在本实施例中，阳极和阴极采用如上材料制成，视为为了能够利用电解的同时在阴极和阳极上形成生物膜，耦合电化学作用和生物膜作用。

在一个实施例中，所述第三电极为规整空心圆柱体，由活性炭和玻璃珠构成。

更优的，第三电极外半径为400至900mm，第三电极内半径为200至700mm。

更优的，第三电极外半径为670mm，第三电极的内半径为450mm。

在本实施例中，将活性炭与玻璃珠按质量比为2∶1(其中活性炭90g，沸石45g)的比例放入已制好的导电胶中充分混合，制成第三电极。其中导电胶由环氧树脂、石墨粉、三乙醇胺、无水乙醇按1∶3∶1∶1的质量比混合而成，混匀后倒入自制模具(9cm×6cm×3cm)中，待固化后取出。

在本实施例中，所述活性炭导电，玻璃珠隔离短路，由这两者制成的三维电极，形成三维导电，并且不容易短路。所述玻璃珠可用其他不导电颗粒替换，如沸石等。

在一个实施例中，北京某公园水体，采用本公开的一种利用太阳能的三维电极-生物膜法。采用36片多晶硅太阳能电池进行串联以形成12V的组件，通过12V的太阳能控制器将电能存储在铅酸免维护蓄电池，阳极采用石墨棒，阴极采用碳纤维毡，第三电极由活性炭、玻璃珠和导电胶混合而成，比例为质量比2∶1∶3；所施加电流控制在1mA/cm²；停留时间1h，可将水体中总氮得到显著降低。

尽管以上结合附图对本公开的实施方案进行了描述，但本公开并不局限于上述的具体实施方案和应用领域，上述的具体实施方案仅仅是示意性的、指导性的，而不是限制性的。本领域的普通技术人员在本说明书的启示下和在不脱离本公开权利要求所保护的范围的情况下，还可以做出很多种的形式，这些均属于本公开保护之列。