本發(fā)明公開了一種利用微生物電解池技術在線監(jiān)測氨態(tài)氮濃度的裝置，其包括微生物電解池，用于測定不同水體中的氨態(tài)氮濃度；恒電位儀；水力旋流器；硝化反應器；樣品自動稀釋器、靜態(tài)混勻器、在線脫氣機；儲液罐；恒溫箱；數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，用于采集微生物電解池的輸出信號；計算機和控制系統(tǒng)，用于控制整個裝置的運行。本發(fā)明裝置具有靈敏度高、檢測時間短、線性范圍寬及操作簡單等優(yōu)點，可在線測定硝酸根離子，大大提高了監(jiān)測水平，此外，本發(fā)明裝置在功能微生物培養(yǎng)過程中不需要添加葡萄糖等有機物，從而極大地提高了裝置的可操作性，并降低了裝置的維護要求。

1.一種利用微生物電解池技術在線監(jiān)測氨態(tài)氮濃度的裝置，其特征在于：包括微生物電解池，用于測定硝酸根離子濃度的生物傳感器；連接管；液體輸送泵；水力旋流器；樣品自動稀釋器；硝化反應器；靜態(tài)混勻器；在線脫氣機；恒電位儀；儲液罐；恒溫箱；電阻；數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，用于采集微生物電解池的輸出信號；計算機和控制系統(tǒng)，用于控制整個裝置的運行；計算機和控制系統(tǒng)分別和微生物電解池、液體輸送泵、樣品自動稀釋器、在線脫氣機、恒溫箱及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)連接；數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)與電阻并聯(lián)；微生物電解池通過連接管與液體輸送泵、水力旋流器、樣品自動稀釋器、硝化反應器、靜態(tài)混勻器、在線脫氣機及儲液罐連接；所述裝置在運行過程中只需要磷酸鹽緩沖液與微量元素基本無機培養(yǎng)基，而不需要添加有機物；所述微生物電解池陰極室的陰極電極表面附著有電活性反硝化細菌；所述電活性反硝化細菌能夠以活性污泥、厭氧消化污泥、水底沉積物、污水為接種物富集獲得；其中，在陽極室的陽極電極上電解水產(chǎn)生質子和電子，產(chǎn)生的質子和電子遷移到陰極室為硝酸根離子的還原提供質子和電子。2.根據(jù)權利要求1所述的利用微生物電解池技術在線監(jiān)測氨態(tài)氮濃度的裝置，其特征在于：所述電活性反硝化細菌的培養(yǎng)基組成為：每升蒸餾水中含4.4 g KH₂PO₄、3.4 g K₂HPO₄、2 g NaHCO₃、0.5 g NaCl、0.2 g MgSO₄?7H₂O、0.0146 g CaCl₂、2 g Na₂CO₃、20 g KNO₃及1 mL微量元素溶液；所述微量元素溶液組成：每升蒸餾水中含1 g FeSO₄?7H₂O、70 mg ZnCl₂、100 mg MnCl₂?4H₂O、6 mg H₃BO₃、130 mg CaCl₂?6H₂O、2 mg CuCl₂?2H₂O、24 mg NiCl₂?6H₂O、36 mg Na₂MoO₄?2H₂O、238 mg CoCl₂?6H₂O。3.根據(jù)權利要求1所述的利用微生物電解池技術在線監(jiān)測氨態(tài)氮濃度的裝置，其特征在于：所述硝化反應器中固定有硝化細菌，可以將待測樣品的氨態(tài)氮轉化為硝酸根離子。4.根據(jù)權利要求1所述的利用微生物電解池技術在線監(jiān)測氨態(tài)氮濃度的裝置，其特征在于：所述微生物電解池為雙室微生物電解池，包括陽極室和陰極室，陽極室和陰極室之間設置有分隔膜，所述分隔膜為質子交換膜、陽離子交換膜或雙極膜；陽極室和陰極室內(nèi)分別放置陽極電極和陰極電極；所述微生物電解池以惰性鍍鉑導電材料或鉑材料為陽極電極、導電惰性材料為陰極電極；陽極電極和陰極電極間通過鈦絲、恒電位儀及電阻連接；所述導電惰性材料為碳布、碳紙、石墨氈、網(wǎng)狀玻璃碳或碳纖維刷；陰極室通過連接管與液體輸送泵、樣品自動稀釋器、硝化反應器、靜態(tài)混勻器、在線脫氣機、儲液罐及采樣泵連接；陽極室通過連接管及液體輸送泵和陽極儲液罐連接。5.根據(jù)權利要求1所述的利用微生物電解池技術在線監(jiān)測氨態(tài)氮濃度的裝置，其特征在于：恒電位儀高電位端通過導線與電阻相連，電阻通過鈦絲與陽極電極相連，恒電位儀的低電位端通過鈦絲與陰極電極相連，電阻兩端連接一個用于測定電阻兩端電壓的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。6.根據(jù)權利要求1所述的利用微生物電解池技術在線監(jiān)測氨態(tài)氮濃度的裝置，其特征在于：裝置上的所有輸送泵、采樣泵、樣品自動稀釋器、在線脫氣機、恒溫箱及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)均和計算機控制系統(tǒng)連接；數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和電阻并聯(lián)，用于采集電阻兩端的電壓；所述微生物電解池安裝于一個恒溫箱內(nèi)。7.根據(jù)權利要求1所述的利用微生物電解池技術在線監(jiān)測氨態(tài)氮濃度的裝置，其特征在于：恒電位儀輸出的直流電壓范圍為0.0~3.0 V。8.根據(jù)權利要求1所述的利用微生物電解池技術在線監(jiān)測氨態(tài)氮濃度的裝置，其特征在于：進入微生物電解池陰極室的樣品溶液的流量范圍為0.1~100 mL/min。9.一種利用微生物電解池技術在線監(jiān)測氨態(tài)氮濃度的方法，其特征在于：先將含氨態(tài)氮的待測樣品輸入到硝化反應器中，借助硝化反應器中的硝化細菌將氨態(tài)氮轉化為硝酸根離子；然后將含硝酸根離子的溶液除氧后加入到微生物電解池的陰極室中，陰極電極表面附著的電活性反硝化細菌利用陰極電極提供的電子和從陽極室擴散到陰極室的質子將硝酸根離子還原為N₂的同時產(chǎn)生電流；測定由微生物電解池產(chǎn)生的最大電流，再根據(jù)微生物電解池產(chǎn)生的最大電流大小與硝酸根離子濃度之間的相關性來確定硝酸根離子濃度，從而確定樣品中氨態(tài)氮的濃度；其中，在陽極室的陽極電極上電解水產(chǎn)生質子和電子，產(chǎn)生的質子和電子遷移到陰極室為硝酸根離子的還原提供質子和電子。