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本发明解决了现有技术中脱氮除磷方法需要消耗电能导致能耗较大，且电流不能实现连续稳定，本发明提供了一种无动力脱氮除磷原电池及其制备方法与应用，原电池包括疏水层、阴极层和阳极层；疏水层和阳极层分别涂覆在阴极层的上下表面；阳极层为镁粉和粘合胶的混合物，阳极层用于提供镁离子，该镁离子用于与铵根离子和磷酸根离子反应得到磷酸铵镁沉淀。本发明中的原电池用于脱氮除磷无需提供电能，且能高效地除去废水中的铵根离子和磷酸根离子。根据本发明的第一方面，提供了一种无动力脱氮除磷原电池，包括疏水层、阴极层和阳极层；所述疏水层涂覆在阴极层的下表面，所述阳极层涂覆在阴极层的上表面；所述阳极层为镁粉和粘合胶的混合物，所述阳极层用于提供镁离子，该镁离子用于与待处理体系中的铵根离子和磷酸根离子反应得到磷酸铵镁沉淀。

本发明涉及一种无动力脱氮除磷原电池及其制备方法与应用，属于环境工程水处理技术领域。原电池包括疏水层、阴极层和阳极层；所述疏水层涂覆在阴极层的下表面，所述阳极层涂覆在阴极层的上表面；所述阳极层为镁粉和粘合胶的混合物，所述阳极层用于提供镁离子，该镁离子用于与铵根离子和磷酸根离子反应得到磷酸铵镁沉淀。优选地，阴极层为疏水碳布，碳布的厚度约5mm?200mm，每平方米阳极上含有镁粉2?10g。本发明中的原电池充分发挥了无动力优势，在疏水层和碳布的作用下，形成了镁空气原电池且具有良好的稳定性，将极大地推进污废水脱氮除磷的发展，并改善生态环境。

传统脱氮除磷技术(如：A/O、A2/O、氧化沟等生物法，絮凝剂等药剂法，电解法等化学法)因处理速率慢、占地面积大、容易产生二次污染、成本高等问题制约了环保行业尤其是氮磷含量过多的畜禽养殖等行业生态环境的发展。因此，人们开始转向开发一种无动力、低能耗、高效率、简单易操作的脱氧除磷工艺方法。

现有利用电化学鸟粪石结晶沉淀法脱氮除磷技术因其反应时间短、处理速率快、可资源化回收氮磷已逐渐成为当前许多国内外专家学者研究的热点。鸟粪石法氮磷回收技术不仅兼具脱氮除磷功能，回收的鸟粪石还可作为缓释长效肥直接应用于农业生产，可缓解当前磷矿石资源短缺的危机，被认为是一种可部分替代传统生物、化学除磷的经济型技术，具有重要的应用前景。目前已在畜禽养殖行业、磷化工行业、污泥脱水后上清液处理等多种行业领域得到了广泛的应用。

华中科技大学（Huazhong University of Science and Technology），简称华中大、华科大 ，位于湖北省武汉市，是中华人民共和国教育部直属的综合性研究型全国重点大学、位列国家“双一流” “985工程”“211工程”、入选“强基计划”“111计划”、卓越工程师教育培养计划、卓越医生教育培养计划、国家大学生创新性实验计划、国家级大学生创新创业训练计划、国家建设高水平大学公派研究生项目、国家级新工科研究与实践项目、基础学科拔尖学生培养计划2.0，是学位授权自主审核单位、全国深化创新创业教育改革示范高校、一流网络安全学院建设示范项目高校、中国政府奖学金来华留学生接收院校、教育部来华留学示范基地，为中欧工程教育平台成员和医学“双一流”建设联盟 、国际应用科技开发协作网 、全球能源互联网大学联盟成员。

能够取得下列有益效果：

(1)本发明方法操作方便、制备方法简单且所需成本低；该方法制备的原电池充分发挥了无动力优势，阳极层镁金属粉发生自腐蚀反应释放镁离子；而阴极层碳布处发生析氢反应，且在疏水层和碳布的作用下，增强了镁金属粉作为阳极的氧化性，以及使得整个原电池系统具有良好的氧化还原性和稳定性，将极大地推进污废水脱氮除磷的发展，并改善生态环境。

(2)本发明通过疏水材料的选用，并通过控制其用量、混合比例以及涂覆次数，使疏水性材料与碳布形成更有效的疏水空间，减少了缝隙，并使得涂层表面减少开裂，同时使氧原子不易渗透进入疏水性材料与碳布的空间内部，阻碍了碳布表面的氧化副反应的发生，提高了碳布作为阴极原电池的活性以及稳定性。优选地，疏水材料为聚氨酯，疏水材料聚氨酯的比重为0.5-1.5，粘度为100-1000mPa.s，膨胀率为500-2000％；每平方米疏水层上含有聚氨酯2-10g；镁粉与粘合胶的质量比为1：(1-3)；涂覆的次数为5-20次，总涂覆厚度为50mm-100mm，可有助于镁粉与粘合胶的稳定有效的粘连。

本专利成果采用技术转让，技术入股，技术合作等成果转化方式，希望进一步实现该专利的有益效果，有兴趣皆可面议。