[發明專利]一種生物異位降解甲醛的方法

在審

• 申請號: 201811323344.0
• 申請日: 2018-11-08
• 公開（公告）號: CN109647154A
• 公開（公告）日: 2019-04-19
• 發明（設計）人: 李楠;趙倩;安敬昆;王舒
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: B01D53/75
• 分類號: B01D53/75;B01D53/85;B01D53/86;B01D53/72
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 程小艷

1.一種生物異位降解甲醛的方法，其特征在于，采用微生物電化學/高級氧化耦合降解甲醛體系，且該體系由合成H₂O₂的微生物電化學系統和UV/H₂O₂高級氧化系統組成。

2.根據權利要求1所述的一種生物異位降解甲醛的方法，其特征在于，具體包括如下步驟

1)用于合成H₂O₂的微生物電化學系統的構建：

(1)由陽極室和陰極室組成，中間由陽離子交換膜隔開；

(2)微生物電化學系統陽極的馴化；

(3)將上述碳刷和石墨-炭黑混合輥壓空氣陰極運用于H₂O₂的合成；

2)用于降解甲醛的UV/H₂O₂高級氧化體系的構建。

3.根據權利要求2所述的一種生物異位降解甲醛的方法，其特征在于，所述步驟1)中(1)分別采用碳刷和石墨-炭黑混合輥壓空氣陰極作為陽極和陰極，碳刷需要先用丙酮浸泡，然后用無水乙醇浸泡兩個小時，最后用蒸餾水沖洗干凈；

石墨-炭黑混合輥壓空氣陰極由催化層、擴散層和不銹鋼網組成：

催化層是由質量比5：1的石墨和炭黑，用無水乙醇溶解，經超聲攪拌、滴加聚四氟乙烯懸浮液、超聲攪拌，最后水浴蒸發多余無水乙醇成面團狀，經輥壓機層層輥壓制成的；

擴散層是由炭黑同樣經以上步驟制成，煅燒后，與催化層分別輥壓在鋼網的兩面，最后制成石墨-炭黑混合輥壓空氣陰極。

4.根據權利要求2所述的一種生物異位降解甲醛的方法，其特征在于，所述步驟1)中(1)馴化陽極微生物時，所述陰極為活性炭空氣陰極，由活性炭催化層、炭黑擴散層和不銹鋼網組成。

5.根據權利要求2所述的一種生物異位降解甲醛的方法，其特征在于，所述步驟1)中(2)具體如下：

(a)將碳刷裝入陽極室，活性炭空氣陰極裝入陰極室，形成單室BES；

(b)接種污水處理廠污水馴化并培養兩個月，當電壓漲到500mV時，換成培養液；

(c)當電壓降至50mV以下時為一個周期，更換培養液。

6.根據權利要求2所述的一種生物異位降解甲醛的方法，其特征在于，所述步驟1)中(3)具體如下：

(a)陽極接種成功后，把活性炭空氣陰極更換成石墨-炭黑混合輥壓空氣陰極裝入陰極室；

(b)兩室之間用陽離子交換膜隔開，形成雙室BES，陰極換成50mM Na₂SO₄溶液，培養兩個周期，使陽極生物適應環境；

(c)在陰、陽極之間施加0.6V偏壓，構建了石墨-炭黑混合輥壓空氣陰極微生物電化學系統，其中陰極室合成H₂O₂。

7.根據權利要求2所述的一種生物異位降解甲醛的方法，其特征在于，所述步驟2)具體如下：

(a)UV/H₂O₂體系主要是由反應容器、磁力攪拌器、高度可調的支撐架和一只正懸于反應器上方的低壓汞燈構成；

(b)UV/H₂O₂體系的H₂O₂來源于石墨-炭黑混合輥壓空氣陰極微生物電化學系統的陰極室，由水泵輸送至UV/H₂O₂體系的反應器內；

(c)低壓汞燈與反應液界面的距離設置為2-5cm，溶液的pH調整為3±0.5。

8.根據權利要求7所述的一種生物異位降解甲醛的方法，其特征在于，所述溶液的pH優選為3。

9.根據權利要求7所述的一種生物異位降解甲醛的方法，其特征在于，所述低壓汞燈與反應液界面的距離優選為2cm。