以下5-lOcm。
[0018]作为上述技术方案的优选，所述石墨盘阴极置于上覆水体离底泥表层5-10cm。
[0019]与现有技术相比，本发明具有以下有益效果:
[0020]本发明以黑臭河涌底泥或城市污泥为底质、以炭毡做阳极、石墨盘为阴极，构建SMFC ;然后引入浮床植物，利用浮体种植于上覆水体中，构成浮床植物-沉积物微生物燃料电池(P-SMFC)水质净化系统，结合浮床植物的根系分泌特征，其根系分泌物为根际微生物提供养料；同时根系径向泌氧使得根际区形成很多好氧区，植物根区分泌的氧气可扩散至SMFC阴极，增加阴极区溶解氧浓度，提高SMFC对沉积物污染及上覆水污染的修复性能。
[0021]本发明提供的浮床植物耦合沉积物微生物燃料电池的水质净化系统能成功启动产电，稳定电压分别达到0.300?0.346V，功率密度分别为4.65?7.53mff.m_2 ;内阻较大，分别达到1136Ω。在P-SMFC系统中，底泥或污泥中有机质含量显著降低，其去除率达到
10.40±1.40%，上覆水中COD的去除能达到90%以上。底泥其水中氨氮、硝态氮得到明显去除，重金属被稳定/固定化，减少了对上覆水的污染。
【附图说明】
:
[0022]图1浮床植物-沉积物微生物燃料电池的水质净化模拟系统
[0023]图2 P-SMFC的产电性能
[0024]图3底质中有机质含量的变化
[0025]图4与阳极不同距离处有机质去除率
[0026]图5各处理组中底泥铵态氮含量的变化
[0027]图6各处理组中硝态氮含量的变化
[0028]图7各处理组中全磷含量的变化
[0029]图8底质中重金属含量的变化
[0030]图9 P-SMFC启动期间对COD的去除效果[0031 ] 图1O P-SMFC启动期间对NH4+-N的去除效果
[0032]图11 P-SMFC启动期间对TP的去除效果
【具体实施方式】
:
[0033]下面通过实施例对本发明进一步说明，实施例只用于解释本发明，不会对本发明构成任何的限定。
[0034]浮生植物-沉积物微生物燃料电池的水质净化系统的具体制备方法为:
[0035]在一总容积约为39L的PE白色圆桶(底部直径30cm，顶部直径40cm，高40cm)底部装入1cm厚的底质，约7.7L，占总体积的19.7% ;在底泥上方加入15cm深的人工废水，约13.9L，占总体积的35.6%，模拟受污染水体。在距离圆桶底部5cm高处钻一直径为1_的小孔，以便于连接在阳极的导线穿出。电极阳极由两片1cmX 10cmX2_的活性碳纤维毡和一片1cmX 1cmX0.5mm的铜箔组成。将铜箔平铺置于两片碳毡中间，重叠后分别从四个角引出一根细铜丝，然后以“纳鞋底”的方式将四根铜丝引向碳毡中央，将重遇后的铜丝扭成一股，形成连接阳极的导线，该导线从圆桶底部的小孔穿出。电极阴极是一个石墨圆盘(直径10cm，厚Icm)，连接阴极的导线将从石墨盘中央穿出。在阴阳极之间连接外接电阻，以铜导线作为电子导流体，形成闭合回路。
[0036]本系统所采用的底质为河涌污染底泥或城市污泥，将底泥或城市污泥采集回来之后均匀混合，拣出塑料、败叶、石块等杂物，然后密闭遮光储存于PVC桶内，并10:1的比例加入沼渣。人工废水为lg/L葡萄糖模拟人工废水。
[0037]以泡沫塑料做浮体，中间加种植篮，种植挺水植物风车草与美人蕉等，将其置于圆桶水面之上，构成浮床植物-沉积物微生物燃料电池产电水质净化模拟系统(P-SMFC)。如图1所示。
[0038]下面通过测试具体的浮床植物-沉积物微生物燃料电池的水质净化系统的性能，从而对其进行进一步说明。
[0039]实施例1 P-SMFC的产电性能
[0040]分别构建风车草-沉积物微生物燃料电池(MFC-C.a)、美人蕉-沉积物微生物燃料电池(MFC-C.1)、沉积物微生物燃料电池(MFC-O)三种类型植物-沉积物微生物燃料电池水质净化系统，系统启动成功后继续添加人工废水以维持产电。电压值经过上升、平稳和下降三个阶段直至降至低于50mV为止可视为一个完整的周期。如下图2为三类系统在启动成功后一个周期以及24小时内电压随时间的变化。从图中可以看出MFC-0、MFC-C.1和MFC-C.a均能在一个产电周期内呈现大趋势上的上升、平稳和下降三个阶段，且MFC-C.a的产电性能要略高于MFC-C.1和MFC-0。
[0041 ] 实施例2 P-SMFC产电对底质中有机质的消耗
[0042]底泥及沼渣中含有丰富的微生物，这些微生物在有机物质的转化过程中起着重要的作用。它们主要通过氧化作用、还原作用以及水解作用等对有机质进行分解，然后通过其分泌的胞外酶降解有机物，或将有机物吸收到细胞内，由胞内酶降解。在MFC-0、MFC-C.1和MFC-C.a系统中，有机质的去除主要依靠这些微生物的作用，以及向上覆水中释放；除了这两种方式外，电极的加入将促进有机质的分解。
[0043]如图3，各系统底泥中有机质含量的变化。从图中可以看出，经过一个月之后，除C.1和C.a处理组(无电极回路)有机质含量变化不显著之外，MFC-O, MFC-C.1和MFC-C.a有机质含量均显著性降低，但三者之间无显著性差异(P>0.05)，有机质降低量分别为9.58±0.58%、9.89±2.79%和 10.40±1.40%。
[0044]由于电极的存在，MFC-O、MFC-C.1和MFC-C.a处理组中有机质伴随着微生物的产电过程而被去除。产电微生物富集在阳极表面，催化氧化有机质。然而，距离阳极越远，微生物利用有机质产电的过程就越弱，有机质的去除明显减弱。图4为电极表层、距离阳极O-1Ocm以及距离阳极10-20cm处三个区域内有机质含量的降低率。从图中可能看出，五个不同的处理组距离阳极同一区域内有机质含量的降低差异不显著(P>0.05)，但同一处理组在不同区域内有机质含量的降低有显著差异性(P〈0.05)，其中在电极表层降低量最大，随距离的增大而呈现出递减的趋势，如图4。
[0045]实施例3 P-SMFC中底质铵态氮含量的变化
[0046]图5为各处理组底泥中铵态氮的变化图。从中可以看出，各处理组中铵态氮含量相对于底泥均显著降低(p〈0.05)，其中MFC-C.1和MFC-C.a差异性不大(P>0.05)，但其铵态氮减少量均略低于MFC-O。在五个处理组中，纯植物系统C.1和C.a铵态氮的减少量显著高于MFC-O、MFC-C.1和MFC-C.a (Ρ〈0.05)，且C.1和C.a之间不存在显著差异(Ρ>0.05)，五者的降低量分别为 42.03±3.28%、47.07±2.58%,22.22±0.42%U3.33±2.21%和14.76±6.30%。基于风车草的处理组与基于美人蕉的处理组在有电极和无电极的情况下铵态氮含量的变化均不存在显著差异性(Ρ>0.05)。
[0047]在P-SMFC系统中，有机质的去除与铵态氮的去除呈现出相反的规律。通过底泥有机质降低率与铵态氮降低率之间的线性拟合，铵态氮的减少与有机质降低呈负线性相关关系，相关系数为0.883，说明有机质降解伴随氨的形成。
[0048]实施例4 P-SMFC中底质硝态氮含量的变化
[0049]在P-SMFC系统中，底泥硝态氮除了向上覆水释放之外，主要依靠反硝化作用而被去除。图6为各处理组中硝态氮含量的变化以及距离阳极不同区域内硝态氮降低量的变化图。
[0050]如图6所示，各系统中硝态氮含量均显著降低(Ρ〈0.05)，MFC-0, MFC-C.1、MFC-C.a、C.1和C.a五个处理组中硝态氮的降低量分别达到84.51 + 0.00%,78.89±6.63%,82.53±4.94%,75.55±3.14和76.67±1.74%，主要由于底泥中硝态氮向上覆水中的释放；彼此之间不存在显著差异(P>0.05)。产电系统中，硝态氮也可能作为电子受体被还原去除。