[發明專利]一種利用微生物電解池處理焦化廢水并產氫的方法及裝置

有效

• 申請號: 201610911731.0
• 申請日: 2016-10-19
• 公開（公告）號: CN106630177B
• 公開（公告）日: 2019-09-06
• 發明（設計）人: 趙煜;董志帥;王俊文;樊磊;衛國強;楊慧敏;鐘麗萍;劉益明
• 申請（專利權）人: 太原理工大學
• 主分類號: C02F3/34
• 分類號: C02F3/34;H01M8/16;C25B1/04;C25B11/08;C25B11/12
• 代理公司: 山西五維專利事務所(有限公司) 14105
• 代理人: 程園園

1.一種利用微生物電解池處理焦化廢水并產氫的方法，其特征在于：包括以下步驟：

1)焦化廢水菌的活化

取焦化廠好氧池及厭氧池的含細菌污泥按1：1-1.5的質量比混合，并將混合細菌污泥儲藏于冷凍室備用；使用時，先將混合細菌污泥置于冷藏室解凍，之后將微生物燃料電池陽極液加入混合細菌污泥中直至將混合細菌污泥浸沒，于25-35℃下活化培養72-120小時；

2)陽極電極碳氈的處理

其處理步驟如下：

①蒸餾水沖洗；②在0.5mol/L HCl中浸泡2h；③在0.5mol/L NaOH中浸泡2h；④在去離子水中浸泡5h；⑤將陽極電極碳氈置于HNO₃和H₂O₂體積比為1：0.5-2的混合溶液中，在60℃、90Hz的條件下超聲30min；⑥將陽極電極碳氈置于馬弗爐中，在450℃條件下燒30min；⑦取出后用蒸餾水沖洗至pH值為6.8～7.2；⑧在120℃溫度下干燥12h即可；

3)陰極電極載Pt碳布的處理

其處理步驟如下：

①蒸餾水沖洗；②在0.5mol/L HCl中浸泡2h；③在0.5mol/L NaOH中浸泡2h；④在去離子水中浸泡5h；

4)配制微生物燃料電池陽極液及陰極液；

5)配制微生物電解池陽極液及陰極液；

6)將活化后的混合細菌污泥和微生物燃料電池陽極液按照1:10的體積比加入陽極室中，將與混合細菌污泥和微生物燃料電池陽極液總量等體積的微生物燃料電池陰極液加入陰極室中；

7)啟動微生物燃料電池

監測電流，當電流小于0.1mA時，更換微生物燃料電池陽、陰極液，直至輸出電流達到0.6-0.7mA；

8)將陽極室中微生物燃料電池陽極液換成微生物電解池陽極液，將陰極室中的微生物燃料電池陰極液換成微生物電解池陰極液；

9)啟動微生物電解池

監測電流，若電流小于1mA時，更換微生物電解池陽、陰極液，直至輸出電流達到7-8mA；

10)微生物電解池生物膜稀釋法抗毒性馴化

將焦化廢水分別用水稀釋四倍、三倍、二倍、一倍及零倍加入陽極室，同時向陽極室中加入按照濃度梯度1g/L、0.5g/L、0.4g/L、0.2g/L和0g/L逐漸減小的葡萄糖量，并向陰極室中加入與陽極室等量的微生物電解池陰極液，進行焦化廢水的稀釋法馴化處理，具體操作步驟如下：

將焦化廢水儲液與自來水以1：4的進料比加入到陽極室中，同時向陽極室中加入1g/L的葡萄糖，監測該過程電流，當電流小于1mA時進行下一過程；

將焦化廢水儲液與自來水以1：3的進料比加入到陽極室中，同時向陽極室中加入0.5g/L的葡萄糖，監測該過程電流，當電流小于1mA時進行下一過程；

將焦化廢水儲液與自來水以1：2的進料比加入到陽極室中，同時向陽極室中加入0.4g/L的葡萄糖，監測該過程電流，當電流小于1mA時進行下一過程；

將焦化廢水儲液與自來水以1：1的進料比加入到陽極室中，同時向陽極室中加入0.2g/L的葡萄糖，監測該過程電流，當電流小于1mA時進行下一過程；

將焦化廢水儲液與自來水以1：0的進料比加入到陽極室中，同時向陽極室中加入0g/L的葡萄糖，監測該過程電流，當電流小于1mA時，重復焦化廢水儲液與自來水以1：0的進料比加入到陽極室中，直至輸出電流達到4-4.5mA，微生物電解池中已經形成穩定的抗毒性生物膜；

11)將待處理的焦化廢水通入陽極室進行處理，在處理焦化廢水的過程中，微生物電解池陰極可并產氫。

2.根據權利要求1所述的一種利用微生物電解池處理焦化廢水并產氫的方法，其特征在于：所述步驟1)中的混合物的解凍溫度為4-8℃。