[發明專利]一種生物輔助電強化降解含氯VOCs廢氣的方法

在審

• 申請號: 202310294297.6
• 申請日: 2023-03-24
• 公開（公告）號: CN116371186A
• 公開（公告）日: 2023-07-04
• 發明（設計）人: 楊百忍;李東祥;錢進;高陽;吳一凡;仇偉;崔彤;楊瑞麗;孫祝秋;王亮;路號祥
• 申請（專利權）人: 江蘇舜維環境工程有限公司;鹽城工學院
• 主分類號: B01D53/86
• 分類號: B01D53/86;B01D53/84;B01D53/44;B01D53/32
• 代理公司: 北京睿智保誠專利代理事務所(普通合伙) 11732
• 代理人: 韓迎之

本發明提供了一種生物輔助電強化降解含氯VOCs廢氣的方法，屬于生物電解池技術領域。本發明在弱電壓作用下對陽極接種微生物進行馴化培養；含氯VOCs廢氣通入陰極室緩沖溶液在陰極進行電催化降解；陰極室排出的廢氣通過外接管路進入陽極室，微生物在電化學強化作用下降解廢氣。本發明可實現電催化強化脫氯，降低含氯揮發性有機物的毒性，減小中間產物對陽極生物的毒害作用，加速含氯VOCs廢氣的生物降解進程。

技術領域

本發明涉及生物電解池技術領域，尤其涉及一種生物輔助電強化降解含氯VOCs廢氣的方法。

背景技術

含氯揮發性有機物(Cl-VOCs)被廣泛應用于工業、農業、農藥、醫藥、有機合成等領域。大多數的含氯VOCs毒性強、降解性差、水溶性差、易形成有毒副產物，對生態環境造成嚴重危害。含氯VOCs化學性質穩定，能夠在環境介質中長期存在，在生物體內積累，對人體具有具有很強的致癌、致畸、致突變的“三致”作用。從排放強度、OH消耗速率、臭氧生成勢和健康風險評價的角度來看，含氯VOCs作為一類普遍存在環境介質中的典型污染物在廢氣處理中應優先控制。

目前用于含氯揮發性有機物(Cl-VOCs)處理常見的技術主要包括吸收法、吸附法、焚燒法、催化燃燒法、化學氧化法、紫外光解法、催化還原法以及生物法等處理，但由于含氯揮發性有機物中氯原子的存在使得這些方法還未能實現對含氯有機廢氣的有效處理，即使采用焚燒法、催化燃燒法等高效技術處理時，也存在產生高毒害副產物的技術缺陷。相較于其他方法，生物凈化Cl-VOCs技術具有反應條件溫和、設備簡單、能耗低、二次污染小等獨特的優勢，被認為是具有發展前景的技術。生物法在應用于水溶性好、易生物降解的有機廢氣或惡臭氣體方面取得了比較好的效果。微生物的活性和適應性在生物法處理Cl-VOCs系統中起著決定性用，但含氯物質穩定的化學結構、對微生物的毒害作用，使得微生物菌群無法長期保持較高的活性，無法高效處理疏水性、高毒害難降解的含氯VOCs，因而亟需一種能高效去除Cl-VOCs的方法。

為了解決上述問題，本發明提供了一種生物輔助電強化降解含氯VOCs廢氣的方法，本發明可實現電催化強化脫氯，降低含氯揮發性有機物的毒性，減小中間產物對陽極生物的毒害作用，加速含氯VOCs廢氣的生物降解進程。

發明內容

本發明的目的在于提供一種生物輔助電強化降解含氯VOCs廢氣的方法，以解決疏水性、高毒害難降解的含氯VOCs的生物毒害作用，難以高效降解含氯VOCs的技術問題。

為了實現上述發明目的，本發明提供以下技術方案：

本發明提供了一種生物輔助電強化降解含氯VOCs廢氣的方法，包括以下步驟：

1)在弱電壓作用下對陽極接種微生物進行馴化培養；

2)含氯VOCs廢氣通入陰極室的緩沖溶液，被陰極電催化降解；

3)陰極室排出的廢氣通過外接管路進入陽極室被生物降解。

進一步的，所述步驟1)中，接種微生物進行馴化培養的具體步驟為：

在通電電壓為0.6～1.2V下，在陽極室內通入陽極底物和接種微生物，在25～30℃下進行微生物馴化培養；在馴化培養的前15d，隔天添加營養液底物和接種微生物，15d后，隔天更換營養液底物，檢測微生物電解池中的電流變化情況，當達到穩定期時，馴化培養完成。

進一步的，所述接種微生物包括地衣芽孢桿菌、枯草芽孢桿菌、鞘脂單胞菌、白腐真菌和扭脫甲基桿菌DM4中的一種或幾種。

進一步的，所述步驟2)中，緩沖溶液包含體積比為1～5：1的水和乙醇。

進一步的，所述步驟2)中，電催化降解采用的催化劑為二氧化鈦-氧化鈰復合催化劑，所述催化劑吸附于陰極材料上，所述催化劑和陰極材料的質量比為0.2～0.5：1。