[發(fā)明專利]利用MFC處理廢棄稻殼的方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201810630180.X
• 申請日: 2018-06-19
• 公開（公告）號: CN108767302A
• 公開（公告）日: 2018-11-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 韓偉;劉彥旭;唐俊紅
• 申請（專利權(quán)）人: 杭州電子科技大學(xué)
• 主分類號: H01M8/16
• 分類號: H01M8/16
• 代理公司: 浙江永鼎律師事務(wù)所 33233
• 代理人: 雷仕榮

本發(fā)明屬于微生物燃料電池技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種利用MFC處理廢棄稻殼的方法。它解決了現(xiàn)有技術(shù)設(shè)計不合理等問題。本方法包括如下步驟：S1、將50g稻殼與5g纖維素酶在發(fā)酵罐中混合，加水至1L后水解；S2、將步驟S1得到的水解液稀釋3倍后冷凍備用；S3、將步驟S2得到的水解液取出和厭氧活性污泥混合加入MFC的陽極室中，稻殼水解液和活性污泥的體積比為2:1；S4、在陰極室加入硫酸銀溶液；S5、在陰極室與陽極室之間接入電阻，將電阻數(shù)值調(diào)節(jié)到1000Ω；S6、當(dāng)電壓降到0.05mV以下時，更換陰極室與陽極室內(nèi)的底液；S7、在產(chǎn)電性能穩(wěn)定后，改變電阻的值，作出極化曲線與功率密度曲線的圖像，觀察MFC產(chǎn)電性能。本發(fā)明的優(yōu)點在于：環(huán)保且節(jié)能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于微生物燃料電池技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種利用MFC處理廢棄稻殼的方法。

背景技術(shù)

我國是水稻種植的大國，大部分地區(qū)主要的食物是稻米，稻谷的產(chǎn)量在糧食總產(chǎn)量中也占據(jù)了很大的比例。根據(jù)中華人民共和國農(nóng)業(yè)部發(fā)布的數(shù)據(jù)，在2016年，我國水稻產(chǎn)量在2億噸以上。在水稻加工過程中，會產(chǎn)生稻殼，稻殼約占稻谷質(zhì)量的20％，按照這種方法計算，全國每年會產(chǎn)生約4000萬噸的稻殼。稻殼堆積密度小，流動性差。室內(nèi)堆放占地大，室外堆放又易隨風(fēng)飄散，污染環(huán)境。當(dāng)?shù)練ざ逊e含水量過大時，內(nèi)部會產(chǎn)生大量的熱量，甚至?xí)l(fā)生自燃。稻殼被雨水浸泡時間過長還會發(fā)酵。稻殼現(xiàn)已成為人類急需解決的一項污染問題。但其實稻殼是放錯了地方的資源。稻殼里含有纖維素、木質(zhì)素、半纖維素、二氧化硅和少量粗蛋白、粗脂肪等，有待人們加以利用。

微生物燃料電池(Microbial Fuel Cell，MFC)是一種新興的能源技術(shù)，利用細(xì)菌通過生物質(zhì)產(chǎn)生電能，可以將微生物代謝活動中儲存的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為電能的生物反應(yīng)裝置。其基本工作原理是：在陽極室厭氧環(huán)境下，有機(jī)物在微生物作用下分解并釋放出電子和質(zhì)子，電子依靠合適的電子傳遞介體在生物組分和陽極之間進(jìn)行有效傳遞，并通過外電路傳遞到陰極形成電流，而質(zhì)子通過質(zhì)子交換膜傳遞到陰極，具有發(fā)電效率高、環(huán)境污染少的特點。

MFC在實際應(yīng)用中，可以處理生活污水，焦化廢水，啤酒廢水，造紙廢水，印染廢水，煤熱解廢水和垃圾滲濾液等。

但是沒有人考慮將稻殼水解液加入陽極產(chǎn)電，近年來，如何將廢稻殼等農(nóng)業(yè)廢棄物，使之變廢為寶已經(jīng)成為了一個熱點，引起了各國的密切關(guān)注。如何處理稻殼該廢棄物，如何做到清潔且環(huán)保，是急需解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對上述問題，提供一種能夠?qū)⒌練ぷ儚U為寶，既清潔又環(huán)寶的利用MFC處理廢棄稻殼的方法。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用了下列技術(shù)方案：

本利用MFC處理廢棄稻殼的方法采用實驗系統(tǒng)進(jìn)行處理，該實驗系統(tǒng)包括陽極室和陰極室，在陽極室內(nèi)設(shè)有電極一，在陰極室內(nèi)設(shè)有電極二，電極一和電極二之間通過電阻連接，陽極室和陰極室之間設(shè)有通道，在通道內(nèi)設(shè)有將所述通道隔斷的質(zhì)子交換膜。

本方法包括如下步驟：

S1、將50g稻殼與5g纖維素酶在發(fā)酵罐中混合，加水至1L后水解；

S2、將步驟S1得到的水解液稀釋3倍后冷凍備用；

S3、將步驟S2得到的水解液取出和厭氧活性污泥混合加入MFC的陽極室中，稻殼水解液和活性污泥的體積比為2:1；