CN110646485B - 一种填料、启动装置及其制备方法和微生物传感器系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种填料，包括有机质、微生物刺激素、零价铁颗粒、pH缓冲剂和胶粘剂。本发明还公开了一种微生物传感器的启动装置，包括外壳和填充在外壳内用于促进微生物生长的上述填料。本发明还公开了上述微生物传感器的启动装置的制备方法及其和传感器组成的系统。本发明提供的微生物传感器的启动装置，在填料中除了添加用于给微生物提供养分的有机质外，还添加了微生物刺激素，促进微生物在传感器中的繁殖生长，加快微生物覆盖整改整个电极；零价铁颗粒，用以与土壤中的氧气和氧化性物质反应，降低传感器入水的氧化还原电位，易于微生物生长；pH缓冲剂，用以防止土壤地下水中pH大幅度变化带来的微生物死亡。

Description

一种填料、启动装置及其制备方法和微生物传感器系统
技术领域
本发明涉及微生物传感器领域，具体涉及一种填料、启动装置及其制备方法和微生物传感器系统，特别涉及一种用于启动土壤中地下水的微生物传感器的填料、启动装置及其制备方法和微生物传感器系统。
背景技术
微生物电化学传感器由于其体积小、成本低、选择性好、灵敏度高、响应快等优势，已在水质预警中得到广泛使用。微生物电化学传感器是以活体微生物材料作为敏感元件，电极作为采集元件，以电流或电势为特征检测信号的传感器，具有高度选择性、可以直接并快速获取复杂体系组成信息的优势，具有广阔的应用前景。
微生物电化学传感器使用的第一步是启动传感器，即通过水流的作用，使微生物富集于传感器电极表面。而后微生物通过分解水中的有机质，经电极输出电子，产生电压和电流信号。为了给微生物提供养分，现有技术往往在传感器里面放入有机质成分，然而若将有机质放置于传感器内，则随着水穿过传感器，传感器中的有机质逐渐溶解，其溶解前所占体积逐渐消失，传感器水力流通界面的孔隙逐渐增大，可能导致导电介质间的接触面积减小，导致电阻增大。若填充导电介质为颗粒，则有机质溶剂后，导电介质向下迁移堆积，导致传感器部分空间出现真空，不利于水分均匀穿过。同时，现有的微生物传感器在土壤地下水环境中相对困难，其主要原因在于：1.微生物电化学传感器所使用产电微生物为厌氧微生物，土壤空隙中存在的氧气和本身的氧化还原电位会影响这类微生物的生长；2.土壤中有机质浓度和酸碱度等指标易受环境变化影响，而不断变化的有机质浓度和酸碱度不利于传感器启动。
因此，亟需一种解决微生物传感器在土壤地下水环境中应用问题的方法。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的微生物传感器易受到土壤中环境的影响的问题，从而提供一种填料、启动装置及其制备方法和微生物传感器系统。
本发明采用如下技术方案：
本发明公开一种填料，包括如下重量份的原料：
Figure BDA0002174090490000021
优选地，
所述有机质为腐植酸钾、糖蜜发酵粉、废弃氨基酸粉、木质素磺酸钠、聚谷氨酸、聚天门冬氨酸、蚯蚓粪、豆渣发酵粉和壳寡糖中的至少一种；
所述微生物刺激素为乙酰硫代脯氨酸、亚氨基二琥珀酸四钠、还原型谷胱甘肽、5-氨基乙酰丙酸、谷氨酸二乙酸和尿囊素中的至少一种；
所述零价铁颗粒为粒径2-5mm的含铁量90％以上的颗粒，颗粒可经直接采购获得；
所述pH缓冲剂为KHCO3和/或K2CO3；
所述胶粘剂为聚乳酸、聚羟基烷酸酯、淀粉胶、大豆蛋白粘胶、米糠胶粘剂和丙烯酸酯胶粘剂中的至少一种。
本发明公开一种微生物传感器的启动装置，包括外壳和填充在外壳内用于促进微生物生长的上述填料。
优选地，所述外壳包括相对设置的第一开口端和第二开口端，所述第二开口端的横截面积大于所述第一开口端；优选地，沿所述第二开口端至所述第一开口端的方向上，所述外壳的内腔的截面积变小；更优选地，所述外壳的形状为四棱台，从而让水流从较大的开口端进入启动装置，然后从较小的开口端离开启动装置进入传感器探头，用以聚集地下水，使流经传感器水流流速更快，流量更大。
优选地，还包括：
第一滤网，设置于所述第一开口端，并覆盖第一开口端；
第二滤网，设置于所述第二开口端，并覆盖第二开口端，所述第一滤网和第二滤网用于使水流通过启动装置内部的同时启动装置内部的填料不会随着水流流失；
连接机构，靠近所述第一开口端设置于所述外壳上，以将所述外壳连接于传感器上，所述外壳内腔与所述传感器的阳极腔连通。
优选地，所述外壳材料有机玻璃或聚四氟乙烯，厚度为10-20mm；
所述第一滤网和第二滤网为20-60目不锈钢网。
本发明还公开一种上述启动装置的制备方法，包括如下步骤：
S1：制作所述外壳；
S2：取所述有机质和微生物刺激素，添加部分胶粘剂后充分混合，造粒；
S3：取所述pH缓冲剂，添加剩余胶粘剂后充分混合，造粒；
S4：将S2和S3制得的颗粒与零价铁颗粒充分混合，填入所述外壳内，将所述第一滤网覆盖于所述第一开口端，将所述第二滤网覆盖于所述第二开口端。
优选地，步骤S2和S3中所述造粒方法为圆盘造粒，造粒温度为 20-50℃，造粒时间为5-15min，圆盘转速为10-30r/min，造粒得到的颗粒为 2-4mm；
步骤S2中所述部分胶粘剂的质量与所述有机质和微生物刺激素的质量和之比为(0.03-0.05):1；
步骤S3中所述剩余胶粘剂与所述pH缓冲剂的质量比为(0.03-0.05):1。
本发明还公开了一种微生物传感器系统，包括相互连接的启动装置和传感器，所述传感器包括彼此电连接的检测系统、传感器探头和直流电源，所述传感器探头还包括壳体及设置其内且将所述壳体分为阳极腔和阴极腔的第一隔膜，石墨粉填充于所述阳极腔内，所述阳极腔与所述启动装置的外壳内腔连通；
设置于阳极腔内的阳极电极，插入所述石墨粉中，所述阳极电极与所述直流电源的正极连接；设置于阴极腔内的阴极电极，所述阴极电极与所述直流电源的负极连接；
参比电极，设置于所述阳极腔内且一端插入所述石墨粉中，另一端与所述直流电源的正极连接。
优选地，所述阳极腔的侧壁设置第二隔膜，以使来自所述启动装置的外壳内的水流通过第二隔膜进入所述阳极腔内；
所述阴极腔的侧壁设置第三隔膜，以使来自所述阴极腔的水流通过第三隔膜进入外界；
所述启动装置通过连接结构固定在传感器探头阳极腔上；
所述检测系统包括外接电阻和电流采集器。
本发明技术方案，具有如下优点：
1.本发明提供的填料，除了添加用于给微生物提供养分的有机质外，还添加了微生物刺激素，促进微生物在传感器中的繁殖生长，加快微生物覆盖整改整个电极；零价铁颗粒，用以与土壤中的氧气和氧化性物质反应，降低传感器入水的氧化还原电位，易于微生物生长；pH缓冲剂，用以防止土壤地下水中pH大幅度变化带来的微生物死亡。
2.本发明提供的填料中的有机质，材料多为农业或工业有机废弃物，容易获得，成本低廉，有机质含量高，易于微生物降解。
3.本发明提供的微生物传感器的启动装置，将其横置是为垂直水流方向的漏斗型，水流从较大的开口端进入启动装置，然后从较小的开口端离开启动装置进入传感器探头，用以聚集地下水，使流经传感器水流流速更快，流量更大。
4.本发明提供的微生物传感器系统，利用前置的启动装置使得电极和有机质分开，即使有机质溶解也不会对传感器探头内渗透系数产生影响，且更有利于有机质充分与导电介质接触混合，为微生物提供养分。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明具体实施方式中提供的微生物传感器启动装置的结构示意图；
图2是图1中未添加填料前的启动装置的仰视图；
图3是图1中启动装置和传感器探头连接后的结构示意图；
图4是本发明试验例测试实施例1-2和对比例1-2的试验装置的结构示意图。
图5是本发明试验例测试无启动装置时的试验装置的结构示意图；
图6是本发明试验例1中安装实施例1的启动装置和未安装实施例1 启动装置的传感器启动后的电流密度曲线图；
图7是本发明试验例1中安装实施例2的启动装置和未安装实施例2 启动装置的传感器启动后的电流密度曲线图；
图8是本发明试验例1中安装实施例1的启动装置、安装对比例1的启动装置和未安装启动装置的传感器启动后的电流密度曲线图；
图9是本发明试验例2中安装实施例1的启动装置、安装对比例2的启动装置和未安装启动装置的传感器启动后的电流密度曲线图。
附图标记：
1-启动装置；11-外壳；12-填料；13-第一滤网；14-第二滤网；15-固定螺丝；16-连接扣；
2-传感器探头；21-阳极电极；22-阴极电极；23-石墨粉；
3-检测系统；31-电流采集器；32-外接电阻；
4-直流电源；5-试验沙箱；51-填砂层；6-进水槽；7-蠕动泵；8-注药孔； 9-出水槽。
具体实施方式
提供下述实施例是为了更好地进一步理解本发明，并不局限于所述最佳实施方式，不对本发明的内容和保护范围构成限制，任何人在本发明的启示下或是将本发明与其他现有技术的特征进行组合而得出的任何与本发明相同或相近似的产品，均落在本发明的保护范围之内。
实施例中未注明具体实验步骤或条件者，按照本领域内的文献所描述的常规实验步骤的操作或条件即可进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规试剂产品。
本发明实施例1-2以及对比例1-2的启动装置1如图1和图2所示，包括外壳11和填充在外壳11内用于促进微生物生长的填料12，所述外壳11 包括相互对应的第一开口端和第二开口端，所述第二开口端的横截面积大于所述第一开口端；具体地，沿所述第二开口端至所述第一开口端的方向上，所述外壳的内腔的截面积变小；在一可选实施例中，所述外壳的形状为四棱台，从而让水流从较大的开口端进入启动装置，然后从较小的开口端离开启动装置进入传感器探头，用以聚集地下水，使流经传感器水流流速更快，流量更大。
还包括：
第一滤网13，固定在所述第一开口端顶部，并包覆第一开口端；
第二滤网14，固定在所述第二开口端顶部，并包覆第二开口端，所述第一滤网13和第二滤网14用于使水流通过启动装置1内部的同时启动装置1内部的填料12不会随着水流流失；
连接机构，靠近所述第一开口端设置于所述外壳11上，以将所述外壳11连接于传感器上，所述外壳内腔与所述传感器的阳极腔连通；具体地，连接机构安装在第一开口端侧壁，用于连接传感器以使得所述启动装置1 可拆卸安装在传感器上；在一可选实施例中，连接机构，由若干组固定螺丝15和连接扣16组成，所述连接扣16的两端均设置有固定螺丝15，一端的固定螺丝15安装在第一开口端侧壁上，另一端的固定螺丝15用于连接微生物传感器以使得所述启动装置1固定在微生物传感器上；在另一可选实施例中，省略连接机构，外壳11与微生物传感器探头2一体成型。
所述外壳11材料为聚四氟乙烯，厚度为20mm，所述外壳11的总纵深为100mm，所述四棱台顶部内壁尺寸为100mm*100mm，所四棱台底部内壁尺寸为200mm*200mm；
所述第一滤网13和第二滤网14为60目不锈钢网。
如图3和图4所示，用于和启动装置连接的所述传感器包括彼此电连接的检测系统3、传感器探头2和直流电源4，所述传感器探头2还包括壳体及设置其内且将所述壳体分为阳极腔和阴极腔的第一隔膜，石墨粉23填充于所述阳极腔内，所述阳极腔与所述启动装置1的外壳11内腔连通；
设置于阳极腔内的阳极电极21，插入所述石墨粉23中，所述阳极电极 21与所述直流电源4的正极连接；设置于阴极腔内的阴极电极22，所述阴极电极22与所述直流电源4的负极连接；
参比电极，设置于所述阳极腔内且一端插入所述石墨粉23中，另一端与所述直流电源4的正极连接。
所述阳极腔的侧壁设置第二隔膜，以使来自所述启动装置1的外壳11 内的水流通过第二隔膜进入所述阳极腔内；
所述阴极腔的侧壁设置第三隔膜，以使来自所述阴极腔的水流通过第三隔膜进入外界；
所述启动装置1通过连接结构固定在传感器探头2阳极腔上；具体地，所述启动装置1通过连接扣16和固定螺丝15固定在传感器探头2阳极腔外侧。
所述检测系统包括外接电阻32和电流采集器31。
所述传感器的壳体由两块内壁尺寸100mm*100mm、壁长10mm、壁厚10mm且没有左右两面的有机玻璃并排组成，所述阳极电极21和阴极电极22为厚度为1mm，尺寸为100mm*100mm的钛网，所述第一隔膜、第二隔膜和第三隔膜为厚度为0.2mm的玻璃纤维毡，所述石墨粉23选择20 目，所述外接电阻32为10Ω电阻，所述参比电极为3.5M的Ag/AgCl电极。
实施例1
本实施例提供一种微生物传感器的启动装置的制备方法，具体步骤如下：
S1：制作如图1和图2所示外壳11；
S2：取木质素磺酸钠15份、聚谷氨酸15份、聚天门冬氨酸13份、还原型谷胱甘肽2.5份、5-氨基乙酰丙酸2.5份充分混合，添加聚羟基烷酸酯 1.5份，混合后使用圆盘造粒，造粒温度为30℃，造粒时间为15min，圆盘转速为10r/min，造粒得到的颗粒为2-4mm的有机质和微生物刺激素颗粒；
S3：取工业级KHCO3和K2CO3药剂各10份，添加聚羟基烷酸酯0.8 份混合，使用圆盘造粒，造粒温度为30℃，造粒时间为15min，圆盘转速为10r/min，造粒得到的颗粒为2-4mm的pH缓冲剂颗粒；
S4：将S2和S3制得的颗粒与30份2-5mm的零价铁颗粒充分混合，填入所述外壳11内，将所述第一滤网13和第二滤网14固定在所述外壳 11的两端，即制得启动装置。
实施例2
本实施例提供一种微生物传感器的启动装置的制备方法，具体步骤如下：
S1：制作如图1和图2所示外壳11；
S2：取腐植酸钾16份、糖蜜发酵粉8份、废弃氨基酸粉7.2份、乙酰硫代脯氨酸4份、亚氨基二琥珀酸四钠2.8份充分混合，添加聚乳酸2份，混合后使用圆盘造粒，造粒温度为50℃，造粒时间为12min，圆盘转速为 30r/min，造粒得到的颗粒为2-4mm的有机质和微生物刺激素颗粒；
S3：取工业级KHCO3和K2CO3药剂各17.5份，添加聚乳酸1.8份，使用圆盘造粒，造粒温度为20℃，造粒时间为5min，圆盘转速为20r/min，造粒得到的颗粒为2-4mm的pH缓冲剂颗粒；
S4：将S2和S3制得的颗粒与25份2-5mm的零价铁颗粒充分混合，填入所述外壳11内，将所述第一滤网13和第二滤网14固定在所述外壳 11的两端，即制得启动装置。
对比例1
本对比例和实施例1唯一的区别在于，没有添加零价铁，改为使用石英砂颗粒代替，具体步骤如下：
S1：制作如图1和图2所示外壳11；
S2：取木质素磺酸钠15份、聚谷氨酸15份、聚天门冬氨酸13份、还原型谷胱甘肽2.5份、5-氨基乙酰丙酸2.5份充分混合，添加聚羟基烷酸酯 1.5份，混合后使用圆盘造粒，造粒温度为30℃，造粒时间为15min，圆盘转速为10r/min，造粒得到的颗粒为2-4mm的有机质和微生物刺激素颗粒；
S3：取工业级KHCO3和K2CO3药剂各10份，添加聚羟基烷酸酯0.8 份混合，使用圆盘造粒，造粒温度为30℃，造粒时间为15min，圆盘转速为10r/min，造粒得到的颗粒为2-4mm的pH缓冲剂颗粒；
S4：将S2和S3制得的颗粒与30份2-5mm的石英砂颗粒充分混合，填入所述外壳11内，将所述第一滤网13和第二滤网14固定在所述外壳 11的两端，即制得启动装置。
对比例2
本对比例是实施例1唯一的区别在于没有添加pH缓冲剂，改为石英砂颗粒代替，具体步骤如下：
S1：制作如图1和图2所示外壳11；
S2：取木质素磺酸钠15份、聚谷氨酸15份、聚天门冬氨酸13份、还原型谷胱甘肽2.5份、5-氨基乙酰丙酸2.5份充分混合，添加聚羟基烷酸酯 1.5份，混合后使用圆盘造粒，造粒温度为30℃，造粒时间为15min，圆盘转速为10r/min，造粒得到的颗粒为2-4mm的有机质和微生物刺激素颗粒；
S3：将S2和S3制得的颗粒与20份2-5mm的石英砂颗粒以及30份 2-5mm的零价铁颗粒充分混合，填入所述外壳11内，将所述第一滤网13 和第二滤网14固定在所述外壳11的两端，即制得启动装置。
试验例1
本试验例模拟土壤内地下水的环境测试实施例1-2和对比例1的启动情况。
首先测试无启动装置的传感器的电流密度，如图5所示，将微生物传感器连接完成后，将传感器探头2放入试验沙箱5内，埋入填砂层51内，试验沙箱5左侧和进水槽6通过管道连接，在试验沙箱5和进水槽6之间的管道上依次设置有蠕动泵7和注药孔8，试验沙箱5右侧和出水槽9通过管道连接。
所述试验沙箱5内壁尺寸设计为650mm*400mm*350mm，填砂层 51宽度设计为400mm。
试验装置连接完成后，向进水槽6中通水，由蠕动泵7向试验砂箱5 内泵入，泵入速度为4mL/min，通过电流采集器31采集的电流强度了解传感器启动情况。电流稳定即为启动完成。
如图6，图7，图8中所示，未安装启动装置的传感器在第4天左右出现电流，在第9天左右电流稳定。
如图3所示，分别将实施例1-2和对比例1制得的启动装置1通过连接扣16和固定螺丝15固定在传感器探头2上。如图4所示，连接好微生物传感器系统后，将启动装置和传感器探头放入试验沙箱5中，埋入填砂层 51内。
试验装置连接完成后，向进水槽6中通水，由蠕动泵7向试验砂箱5 内泵入，泵入速度为4mL/min，通过电流采集器31采集的电流强度了解传感器启动情况。电流稳定即为启动完成。
如图6所示，安装了实施例1的启动装置的传感器在第1天左右出现电流，且第3.5天电流达到最大，而后电流强度逐渐下降，并在第5天左右稳定。上述结果说明，安装启动装置后，传感器启动速度显著提升。
如图7所示，安装了实施例2的启动装置的传感器在第1天左右出现电流，且第3天电流达到最大，而后电流强度逐渐下降，并在第6天左右稳定。上述结果说明，安装启动装置后，传感器启动速度显著提升。
如图8所示，安装了对比例1的启动装置的传感器在第3天左右出现电流，且第7天电流达到最大，而后电流强度逐渐下降，并在第8天左右稳定，与为安装启动装置的传感器相比略有加速但结果相差不大，且和图中实施例1的曲线相比，启动过程中电流密度增速低于实施例1，说明添加了零价铁颗粒后，对启动装置的加速效果有明显提高。
试验例2
本试验例模拟土壤内地下水的环境测试pH值突变时实施例1和对比例 2的启动情况。
首先测试无启动装置的传感器的电流密度，如图5所示，将微生物传感器连接完成后，将传感器探头2放入试验沙箱5内，埋入填砂层51内，试验沙箱5左侧和进水槽6通过管道连接，在试验沙箱5和进水槽6之间的管道上依次设置有蠕动泵7和注药孔8，试验沙箱5右侧和出水槽9通过管道连接。
所述试验沙箱5内壁尺寸设计为650mm*400mm*350mm，填砂层 51宽度设计为400mm。
试验装置连接完成后，向进水槽6中通入不同pH值的水，由蠕动泵7 向试验砂箱5内泵入，泵入速度为4mL/min，泵入水的pH如下：
天 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
pH 4 7 10 4 7 10 4 7 10 7 7 7 7
通过电流采集器31采集的电流强度了解传感器启动情况。电流稳定即为启动完成。
如图3所示，分别将实施例1和对比例2制得的启动装置1通过连接扣16和固定螺丝15固定在传感器探头2上。如图4所示，连接好微生物传感器系统后，将启动装置和传感器探头放入试验沙箱5中，埋入填砂层 51内。
试验装置连接完成后，向进水槽6中通水，试验装置连接完成后，向进水槽6中通入不同pH值的水，由蠕动泵7向试验砂箱5内泵入，泵入速度为4mL/min，泵入水的pH如下：
天 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
pH 4 7 10 4 7 10 4 7 10 7 7 7 7
通过电流采集器31采集的电流强度了解传感器启动情况。电流稳定即为启动完成。
如图9中所示，安装了实施例1的启动装置的传感器，在第1天左右出现电流，且第3天电流达到最大，而后电流强度逐渐下降，并在第5天左右稳定，且电流密度存在一定波动变化。而安装了对比例2的启动装置的传感器在第1天左右出现电流，在第9天电流达到最大，而后电流强度逐渐下降，并在第11天左右平稳。未安装启动装置地传感器在第4天左右出现电流，在第13天左右电流稳定。由图9可以看出，安装了实施例1的启动装置的传感器其启动速度明显快于而安装了对比例2的启动装置的传感器和未安装启动装置的传感器，说明了填料中pH缓冲剂可以起到缓冲pH 使得微生物稳定成长的作用，而由未添加pH缓冲剂的对比例2可以看出，虽然有机质、零价铁和生物刺激素可以一定程度上缓解pH变化带来的影响，但与添加pH缓冲剂的实验例1处理仍有较大差距。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (9)

1.一种填料，包括如下重量份的原料：
有机质 31-43份；
微生物刺激素 4-8份；
零价铁颗粒 25-30份；
pH缓冲剂 20-35份；
胶粘剂 1.6-4.3份；
所述有机质为腐植酸钾、糖蜜发酵粉、废弃氨基酸粉、木质素磺酸钠、聚谷氨酸、聚天门冬氨酸、蚯蚓粪、豆渣发酵粉和壳寡糖中的至少一种；
所述微生物刺激素为乙酰硫代脯氨酸、亚氨基二琥珀酸四钠、还原型谷胱甘肽、5-氨基乙酰丙酸、谷氨酸二乙酸和尿囊素中的至少一种；
所述零价铁颗粒为粒径2-5 mm的含铁量90%以上的颗粒；
所述pH缓冲剂为KHCO3和/或K2CO3；
所述胶粘剂为聚乳酸、聚羟基烷酸酯、淀粉胶、大豆蛋白粘胶、米糠胶粘剂和丙烯酸酯胶粘剂中的至少一种。
2.一种微生物传感器的启动装置，其特征在于，包括外壳和填充在外壳内用于促进微生物生长的权利要求1所述的填料。
3.根据权利要求2所述的启动装置，其特征在于，所述外壳的形状为四棱台，所述外壳包括相对设置的第一开口端和第二开口端，所述第二开口端的横截面积大于所述第一开口端；沿所述第二开口端至所述第一开口端的方向上，所述外壳的内腔的截面积变小。
4.根据权利要求3所述的启动装置，其特征在于，还包括：
第一滤网，设置于所述第一开口端，并覆盖第一开口端；
第二滤网，设置于所述第二开口端，并覆盖第二开口端；
连接机构，靠近所述第一开口端设置于所述外壳上，以将所述外壳连接于传感器上，所述外壳内腔与所述传感器的阳极腔连通。
5.根据权利要求4所述的启动装置，其特征在于，所述外壳材料有机玻璃或聚四氟乙烯，厚度为10-20 mm；
所述第一滤网和第二滤网为20-60目不锈钢网。
6.一种权利要求5所述的启动装置的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：制作所述外壳；
S2：取所述有机质和微生物刺激素，添加部分胶粘剂后充分混合，造粒；
S3：取所述pH缓冲剂，添加剩余胶粘剂后充分混合，造粒；
S4：将S2和S3制得的颗粒与零价铁颗粒充分混合，填入所述外壳内，将所述第一滤网覆盖于所述第一开口端，将所述第二滤网覆盖于所述第二开口端。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤S2和S3中所述造粒方法为圆盘造粒，造粒温度为20-50℃，造粒时间为5-15min，圆盘转速为10-30r/min，造粒得到的颗粒为2-4mm；
步骤S2中所述部分胶粘剂的质量与所述有机质和微生物刺激素的质量和之比为（0.03-0.05）:1；
步骤S3中所述剩余胶粘剂与所述pH缓冲剂的质量比为（0.03-0.05）:1。
8.一种微生物传感器系统，包括相互连接的权利要求2-5任一项所述的启动装置和传感器，其特征在于，所述传感器包括彼此电连接的检测系统、传感器探头和直流电源，所述传感器探头还包括壳体及设置其内且将所述壳体分为阳极腔和阴极腔的第一隔膜，石墨粉填充于所述阳极腔内，所述阳极腔与所述启动装置的外壳内腔连通；
设置于阳极腔内的阳极电极，插入所述石墨粉中，所述阳极电极与所述直流电源的正极连接；设置于阴极腔内的阴极电极，所述阴极电极与所述直流电源的负极连接；
参比电极，设置于所述阳极腔内且一端插入所述石墨粉中，另一端与所述直流电源的正极连接。
9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述阳极腔的侧壁设置第二隔膜，以使来自所述启动装置的外壳内的水流通过第二隔膜进入所述阳极腔内；
所述阴极腔的侧壁设置第三隔膜，以使来自所述阴极腔的水流通过第三隔膜进入外界；
所述启动装置通过连接结构固定在传感器探头阳极腔上；
所述检测系统包括外接电阻和电流采集器。
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