[發(fā)明專利]固定廢氣中二氧化碳生成有機(jī)物產(chǎn)品同時(shí)處理污水的微生物電化學(xué)反應(yīng)器及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510520210.8
• 申請(qǐng)日: 2015-08-21
• 公開（公告）號(hào): CN105214476B
• 公開（公告）日: 2018-04-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 顧源;應(yīng)賢斌;馮華軍;周玉央;李娜;梁禹翔;王炎峰;沈東升
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江工商大學(xué)
• 主分類號(hào): B01D53/84
• 分類號(hào): B01D53/84;B01D53/62;C02F3/34;C12P7/16
• 代理公司: 杭州天勤知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司33224
• 代理人: 黃平英

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電化學(xué)合成技術(shù)，微生物合成技術(shù)及廢棄物、廢水資源化能源化利用，具體涉及一種利用微生物電化學(xué)反應(yīng)器固定工業(yè)廢氣中的二氧化碳生成異丁醇和3-甲基-1-丁醇同時(shí)降解污水的方法。

背景技術(shù)

目前由于工業(yè)生產(chǎn)，大量化石燃料使用等原因，CO₂作為溫室氣體被大量的排放。并在過去的兩個(gè)世紀(jì)中，引起了巨大的氣候變化，因此研究安全環(huán)保的CO₂固定技術(shù)是刻不容緩的。在另一方面，由于化石能源面臨枯竭，而CO₂是一種潛在的碳資源，對(duì)CO₂的利用也是一種發(fā)展可持續(xù)型社會(huì)的方法。

公開號(hào)為CN102343199A的專利提供了一種強(qiáng)化礦物碳酸化固定工業(yè)尾氣中CO₂的方法及其裝置，由填料塔吸收器、礦物浸取槽、碳酸化反應(yīng)器、帶式過濾機(jī)組成。其方法于含CO₂工業(yè)尾氣先進(jìn)入裝填有固定化碳酸酐酶的填料塔吸收器，在碳酸酐酶的催化作用下將CO₂迅速轉(zhuǎn)化為HCO^3-；以含HCO^3-的弱酸性溶液作為礦物浸取劑，在超聲波作用下在礦物浸取槽中將鈣離子從礦物中有效浸出形成富Ca²⁺漿液；富Ca²⁺漿液引入碳酸化反應(yīng)器，添加含鈣堿性物質(zhì)，調(diào)節(jié)漿液的pH＝7～9，使HCO^3-轉(zhuǎn)化為CO₃^2-，并在超聲波的作用下與從礦物中浸出的Ca²⁺發(fā)生碳酸化反應(yīng)生成CaCO₃。本發(fā)明即可促使CO₂迅速轉(zhuǎn)化為HCO₃^-，又可促進(jìn)鈣離子從礦物中浸出及其碳酸化反應(yīng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)在常壓下直接碳酸化固定工業(yè)尾氣中CO₂。但是該方法存在能耗大，產(chǎn)物經(jīng)濟(jì)價(jià)值低的問題。

公開號(hào)為CN103316583A的專利提供了一種利用水華藻固定CO₂的方法，將密閉半密閉環(huán)境中含有CO₂的氣體通入水華藻溶液中，加入一定量的鈣離子溶液，利用水華藻的生物鈣化作用，促進(jìn)水體中的Ca²⁺和CO₃^2-結(jié)合生成CaCO₃沉淀，從而固定氣體中的CO₂。但是該方法中部分CO₂將會(huì)被水華藻吸收，轉(zhuǎn)換為無法利用的水華藻生物質(zhì)，且產(chǎn)物經(jīng)濟(jì)價(jià)值低

公開號(hào)為CN103881905A專利提供了一種嵌入式生物電合成系統(tǒng)，通過外加電勢(shì)，把廢棄物、廢水厭氧氧化與生物還原合成進(jìn)行偶聯(lián)，厭氧氧化反應(yīng)器內(nèi)的廢棄物、廢水厭氧氧化產(chǎn)生的電子傳遞到作為導(dǎo)電器壁的陰極后，電子流通過器壁向電合成反應(yīng)器內(nèi)的微生物菌群傳遞，微生物菌群獲得電子后，將CO₂還原合成有機(jī)化學(xué)品。該方法利用微生物反應(yīng)器僅需少量電能便能有效固定CO₂，但是由于其只適用于厭氧環(huán)境下高濃度CO₂的固定，且產(chǎn)物為多種氣態(tài)液態(tài)有機(jī)物的混合物，因此實(shí)用性受到限制。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種固定廢氣中二氧化碳生成有機(jī)物產(chǎn)品同時(shí)處理污水的微生物電化學(xué)反應(yīng)器及方法，能夠固定工業(yè)尾氣中的二氧化碳生成有機(jī)物同時(shí)降解污水。

一種固定廢氣中二氧化碳生成有機(jī)物產(chǎn)品同時(shí)處理污水的微生物電化學(xué)反應(yīng)器，包括反應(yīng)室，所述反應(yīng)室內(nèi)由陽離子交換膜和陰離子交換膜依次分隔為微生物產(chǎn)電室、微生物合成室和CO₂固定室；所述微生物產(chǎn)電室、微生物合成室和CO₂固定室內(nèi)分別對(duì)應(yīng)設(shè)置微生物產(chǎn)電電極、微生物合成電極和Cu₂O電極，所述微生物產(chǎn)電電極與微生物合成電極之間及微生物產(chǎn)電電極與Cu₂O電極之間分別構(gòu)成回路；所述CO₂固定室連接有氣泵和pH在線調(diào)控裝置。

本發(fā)明的反應(yīng)室中依次分隔為微生物產(chǎn)電室、微生物合成室和CO₂固定室，微生物產(chǎn)電室和微生物合成室之間由陽離子交換膜隔開，微生物合成室和CO₂固定室之間由陰離子交換膜隔開；微生物產(chǎn)電室內(nèi)設(shè)置微生物產(chǎn)電電極，微生物合成室內(nèi)設(shè)置微生物合成電極，CO₂固定室內(nèi)設(shè)置Cu₂O電極。