[發明專利]基于電子傳遞耦合微生物電解池強化厭氧消化裝置與方法

有效

• 申請號: 202011184885.7
• 申請日: 2020-10-29
• 公開（公告）號: CN112441660B
• 公開（公告）日: 2021-11-19
• 發明（設計）人: 戴曉虎;李磊;高君;董濱;戴翎翎
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: C02F3/00
• 分類號: C02F3/00;C02F3/28
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 顧艷哲

1.一種基于電子傳遞耦合微生物電解池強化厭氧消化裝置，包括厭氧消化反應器，其特征在于，所述厭氧消化反應器中布置固定化的導體材料，

所述固定化的導體材料連接由電源、生物陽極及生物陰極組成的微生物電解池，所述生物陽極和生物陰極分別與所述固定化的導體材料充分接觸。

2.根據權利要求1所述的一種基于電子傳遞耦合微生物電解池強化厭氧消化裝置，其特征在于，所述固定化的導體材料是通過將導電性和生物相容性良好的導體材料設置在網狀結構上制作而成。

3.根據權利要求2所述的一種基于電子傳遞耦合微生物電解池強化厭氧消化裝置，其特征在于，所述導體材料包括石墨烯、碳納米管、石墨棒、石墨氈、碳布、碳刷、鉑碳、鐵電極中的一種或多種；

所述網狀結構包括鈦/鈦合金網、鐵/鐵合金網，網狀結構具備5～300目的網孔。

4.根據權利要求1所述的一種基于電子傳遞耦合微生物電解池強化厭氧消化裝置，其特征在于，所述電源為直流電源，電壓大小為0.1V-1.2V。

5.根據權利要求1所述的一種基于電子傳遞耦合微生物電解池強化厭氧消化裝置，其特征在于，所述厭氧消化反應器中部設有進料口(1)，底部設有出料口(2)，頂部設有出氣口(3)，所述固定化的導體材料以及微生物電解池的生物陽極及生物陰極設置在所述厭氧消化反應器的反應區，所述固定化的導體材料靠近所述厭氧消化反應器的進料口設置。

6.根據權利要求5所述的一種基于電子傳遞耦合微生物電解池強化厭氧消化裝置，其特征在于，所述厭氧消化反應器的反應區在所述固定化的導體材料的下部設置攪拌機構(10)。

7.根據權利要求6所述的一種基于電子傳遞耦合微生物電解池強化厭氧消化裝置，其特征在于，所述攪拌機構上錯落分布槳板(11)，所述槳板(11)中部表面進行粗糙多孔化處理，表面覆蓋導電涂層(12)。

8.根據權利要求6所述的一種基于電子傳遞耦合微生物電解池強化厭氧消化裝置，其特征在于，所述的攪拌機構轉速60-150rpm，每攪拌0.5-2分鐘，停止0.5-10分鐘。

9.根據權利要求5所述的一種基于電子傳遞耦合微生物電解池強化厭氧消化裝置，其特征在于，所述厭氧消化反應器的反應區內設有理化指標傳感器(9)，所述厭氧消化反應器在反應區上部的頂空區設有氣體傳感器(8)。

10.一種基于電子傳遞耦合微生物電解池強化厭氧消化的方法，其特征在于，在厭氧消化反應器的反應區布置固定化的導體材料，其中，所述的固定化的導體材料是通過將導電性和生物相容性良好的導體材料制備成網狀結構制得；

將固定化的導體材料連接由直流電源、生物陽極、生物陰極組成的微生物電解池，使生物陽極和生物陰極分別與固定化的導體材料充分接觸；

反應時，在生物陽極發生有機物的氧化分解，在生物陰極發生二氧化碳的還原形成閉環的電子通路，進入厭氧消化反應器的物料與固定化的導體材料充分接觸，在厭氧消化全過程中保證種間電子傳遞高效進行。