[發明專利]固定廢氣中二氧化碳生成有機物產品同時處理污水的微生物電化學反應器及方法

有效

• 申請號: 201510520210.8
• 申請日: 2015-08-21
• 公開（公告）號: CN105214476B
• 公開（公告）日: 2018-04-27
• 發明（設計）人: 顧源;應賢斌;馮華軍;周玉央;李娜;梁禹翔;王炎峰;沈東升
• 申請（專利權）人: 浙江工商大學
• 主分類號: B01D53/84
• 分類號: B01D53/84;B01D53/62;C02F3/34;C12P7/16
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司33224
• 代理人: 黃平英

1.一種利用微生物電化學反應器同時處理工業廢氣和污水的方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)在CO₂固定室中裝配碳酸鈉溶液、微生物合成室內裝配電解液溶液、微生物產電室內裝配待處理污水，微生物產電室和微生物合成室內分別培養微生物；所述電解液配方為：1～1.5g/l(NH₄)₂SO₄，0.5～1g/l KH₂PO₄，6.8～7g/l NaHPO₄，0.2～0.3g/l MgSO₄-7H₂O，20～25mg/l FeSO₄-7H2O，4～6mg/l CaSO₄-2H2O，100～150ug/l鹽酸硫胺素，1～1.5ml/L SL7金屬溶液；

(2)向CO₂固定室中連續通入工業尾氣，同時將微生物產電室與CO₂固定室構成回路，外加電壓使Cu₂O電極上產生負電勢，持續5～10小時；

Cu₂O電極上所加的負電勢為-0.65～-0.85V；微生物合成電極上所加的負電勢為-0.9～-1.3V，工業尾氣的通入速率為1～2L/min·L；

(3)斷開微生物產電室與CO₂固定室所構成的回路，將微生物產電室與微生物合成室構成回路，外加電壓使微生物合成電極上產生負電勢，持續12-36h；

步驟(2)和(3)循環進行；

所述工業尾氣為焚燒廠尾氣、火電廠尾氣或煉鋼廠廢氣；所述微生物合成室內的掛膜微生物為Ralstonia eutropha H16工程菌；所述微生物產電室內的掛膜微生物為產電菌；

所述微生物電化學反應器包括反應室，所述反應室內由陽離子交換膜和陰離子交換膜依次分隔為微生物產電室、微生物合成室和CO₂固定室；所述微生物產電室、微生物合成室和CO₂固定室內分別對應設置微生物產電電極、微生物合成電極和Cu₂O電極，所述微生物產電電極與微生物合成電極之間及微生物產電電極與Cu₂O電極之間分別構成回路；所述CO₂固定室連接有氣泵和pH在線調控裝置；

所述微生物合成電極和微生物產電電極的材料均為石墨棒，石墨板，碳氈，碳刷或者石墨烯；

所述Cu₂O電極由如下方法制備：

(1)在磷酸溶液中以鈦電極為陰極、晶體銅薄片為陽極，電解拋光；

(2)拋光后的晶體銅薄片洗凈后在惰性氣體中干燥；

(3)干燥后的晶體銅薄片在空氣氛圍下加熱至300～500℃，持續10～18h，加熱完畢后，自然冷卻至室溫即得。