[發(fā)明專利]一種微生物電催化降解亞硝基二甲胺的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010530975.0
• 申請(qǐng)日: 2020-06-11
• 公開（公告）號(hào): CN112830566B
• 公開（公告）日: 2023-03-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊明;楊燕;李俊華;徐麗娜;吳冬;周振寧
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 濰坊智善新能源科技有限公司
• 主分類號(hào): H01M8/16
• 分類號(hào): H01M8/16;C02F3/00;C02F101/38
• 代理公司: 北京知元同創(chuàng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11535
• 代理人: 劉元霞;黃海麗

本發(fā)明涉及的是一種微生物電催化降解亞硝基二甲胺的方法，屬于微生物電化學(xué)技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明利用電流值反饋反應(yīng)器對(duì)亞硝基二甲胺的降解能力，當(dāng)電流值經(jīng)過穩(wěn)定平臺(tái)后出現(xiàn)迅速降低現(xiàn)象時(shí)，即反映反應(yīng)器對(duì)亞硝基二甲胺的降解能力開始出現(xiàn)衰退。此時(shí)快速置換電解質(zhì)培養(yǎng)液可以將與電極附著作用弱的游離菌種篩除，并補(bǔ)充新鮮培養(yǎng)液，使反應(yīng)器保持高效降解能力，從而實(shí)現(xiàn)亞硝基二甲胺的快速微生物輔助電催化降解。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及的是一種微生物電催化降解亞硝基二甲胺的方法，屬于微生物 電化學(xué)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

亞硝基二甲胺是近年來引起學(xué)界廣泛關(guān)注的極度致癌物，是運(yùn)載火箭液態(tài) 燃料偏二甲肼的主要氧化產(chǎn)物之一，同時(shí)也是氯化消毒的副產(chǎn)物。亞硝基二甲 胺廣泛存在于工業(yè)制品、食品和污染大氣中，特別是在地下水及飲用水中的高 檢出使得目前對(duì)亞硝基二甲胺的研究逐漸成為熱點(diǎn)。環(huán)境中亞硝基二甲胺難于 通過物理法處理。亞硝基二甲胺分子非常小，除反滲透技術(shù)外，超濾與納濾等 膜處理方法基本對(duì)亞硝基二甲胺沒有去除效果。通過臭氧、過氧化物等的高級(jí) 氧化過程所產(chǎn)生的羥基自由基能用于降解亞硝基二甲胺。但是無論在水中還是 大氣中臭氧均不能直接與亞硝基二甲胺發(fā)生降解反應(yīng)，臭氧氧化以及其他高級(jí) 氧化過程的效率將會(huì)受到羥基自由基存在的限制并最終影響亞硝基二甲胺的降解效率。因此，降解效率不高一直是高級(jí)氧化降解法應(yīng)用的瓶頸。有研究報(bào)道 紫外光解可有效地降解亞硝基二甲胺，其在225-250nm紫外光條件下光解生成二 甲胺和亞硝酸。但是紫外光解法耗能巨大，降解一個(gè)數(shù)量級(jí)濃度的亞硝基二甲 胺所需能量為1J/cm²。因此，采用紫外光降解法去除亞硝基二甲胺并不經(jīng)濟(jì)， 無法實(shí)現(xiàn)廣泛應(yīng)用。

微生物降解是原位修復(fù)水中亞硝基二甲胺最具潛力的方法，研究發(fā)現(xiàn)土壤 中某種未鑒別的菌種能夠?qū)喯趸装返V化。但仍需要進(jìn)一步研究亞硝基二 甲胺降解菌種，以及其降解亞硝基二甲胺的性能和種間生長關(guān)系。微生物電化 學(xué)系統(tǒng)是利用產(chǎn)電微生物與電極之間的電子傳遞機(jī)制，以微生物作為電極催化 劑構(gòu)建形成的微生物電催化反應(yīng)系統(tǒng)。微生物電化學(xué)系統(tǒng)是一個(gè)嶄新且富有挑 戰(zhàn)性的領(lǐng)域，在資源和能源回收以及環(huán)境污染修復(fù)等方面已經(jīng)日漸展現(xiàn)出其獨(dú) 有的特色和吸引力。

發(fā)明內(nèi)容

為改善上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種微生物電催化降解亞硝基二甲胺的 方法，該方法在生物電極上可富集培養(yǎng)亞硝基二甲胺活性產(chǎn)電微生物菌群，從 而可以利用微生物輔助電催化作用，實(shí)現(xiàn)快速降解亞硝基二甲胺。

本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種微生物電催化降解亞硝基二甲胺的方法，包括如下步驟：

A)在反應(yīng)池內(nèi)固定生物陽極和化學(xué)陰極，注入含亞硝基二甲胺的電解質(zhì)培 養(yǎng)液，在生物陽極和化學(xué)陰極之間接入恒壓電源形成閉合電路，并連續(xù)監(jiān)測電 解電流值，此為第1培養(yǎng)周期；

B)當(dāng)電流監(jiān)控元件監(jiān)測第1培養(yǎng)周期的電解電流值達(dá)到穩(wěn)定平臺(tái)電流之后 并出現(xiàn)降低時(shí)，斷開電路并更換含亞硝基二甲胺的電解質(zhì)培養(yǎng)液，調(diào)節(jié)恒壓電 源的電壓，開始下一培養(yǎng)周期；

C)完成步驟B)后，根據(jù)所需的亞硝基二甲胺去除率，再重復(fù)操作步驟B) n次；其中n為1以上的數(shù)。