一種利用甘薯燃料乙醇廢水產電的方法
2024-04-06 14:40:05
一種利用甘薯燃料乙醇廢水產電的方法
【專利摘要】本發明涉及一種利用甘薯燃料乙醇廢水產電的方法，它包含有1、原料：甘薯乙醇發酵廢醪及其他添加劑。2、微生物燃料電池裝置：陰陽兩個電極，主體由有機玻璃製成。3、操作：將原料投入到裝置中，在培養箱中進行掛膜。當輸出電壓＜50mV時，更換底物。微生物燃料電池掛膜啟動成功後，以不添加PBS濃度為5000mg/L的廢水為底物（pH調至7.3-7.5）運行產電。本發明的有益效果為：將微生物燃料電池技術用於甘薯燃料乙醇廢水的處理，可在處理廢水的同時回收其中的部分能量，從而降低工業廢水的處理成本，因此技術在汙水處理領域有很大的應用潛力。
【專利說明】一種利用甘薯燃料乙醇廢水產電的方法
【技術領域】[0001]本發明涉及能源領域，具體的說是一種利用甘薯燃料乙醇廢水產電的方法。
【背景技術】
[0002]甘薯燃料乙醇作為非糧生物質能源之一，在中國，尤其在長江流域具有很大的發展潛力。然而，在甘薯燃料乙醇生產過程中廢水排放量大，如何處理這些廢水成為其發展的技術障礙之一。甘薯燃料乙醇廢水具有COD高、酸度大等特點。常用的這些廢水的處理方法為生物法處理，但是這些工藝大多需要較高的能耗。
【發明內容】
[0003]為克服上述不足之處，本發明的目的是提供以微生物作為催化劑氧化有機物同時產生電流的一種方法。
[0004]本發明的技術方案是:一種利用甘薯燃料乙醇廢水產電的方法，它包含有
1、原料:甘薯乙醇發酵廢醪經過過濾，濾液去乙醇，抗菌處理；葡萄糖廢水溶液，葡萄糖溶液 l-2g/L, NH4Cl 0.2-0.5g/L ；NaH2PO4 ? H2O 2_5g/L ；Na2HPO4 4_6g/L ；KC1 0.l_2g/L ；維生素溶液5-1OmL ;微量元素溶液10-15mL。
[0005]2、微生物燃料電池裝置:主體由有機玻璃製成，兩極間距為10-15cm，裝置容積為IOOmL,在陰極電極催化劑面增加多層200-400目尼龍濾布一同固定在裝置上。
[0006]3、操作:將原料投入到裝置中，在培養箱中進行掛膜。當輸出電壓< 50mV時，更換底物。經過至少I次更換底物，再以含有50mmoL/LPBS濃度為5000mg/L的廢水為底物運行至少一次循環(實驗中外接電阻均為1000Q )。微生物燃料電池掛膜啟動成功後，以不添加PBS濃度為5000mg/L的廢水為底物(pH調至7.3-7.5)運行產電。
[0007]優選的是:所述催化劑的製備是，將一定量Pt/C與異丙醇混合，攪拌均勻後加入適當比例Nafion溶液超聲攪拌30min。
[0008]優選的是:所述陽極的製備方法是，採用石墨炭氈，背向溶液一側塗40-60%聚四氟乙烯(PTFE)乳液，並在370°C下高溫處理，重複至少I次，陽極投影面積為10-15cm2。
[0009]優選的是:所述陰極的製備方法是，將一定量炭黑和異丙醇混合，攪拌均勻後加入40-60%的PTFE溶液，100-200HZ下超聲攪拌10_20min，混合均勻，沉降物均勻塗抹到預先用5%PTFE乳液疏水化的炭布上，作為整平層。在其上繼續刷塗PTFE乳液，作為防滲層，以保證陰極在工作過程中不會漏液。烘乾後在壓力7.5MPa及250°C下熱壓10-15min。壓好的炭布置於馬弗爐中340°C燒結30min，除去PTFE中的粘結性成分。最後，在炭布上向溶液一面塗敷催化劑。陰極投影面積為10-15cm2。
[0010]本發明的有益效果為:將微生物燃料電池技術用於甘薯燃料乙醇廢水的處理，可在處理廢水的同時回收其中的部分能量，從而降低工業廢水的處理成本，因此技術在汙水處理領域有很大的應用潛力。【具體實施方式】
[0011]一種利用甘薯燃料乙醇廢水產電的方法，它包含有1、原料:甘薯乙醇發酵廢醪經過過濾，濾液去乙醇，抗菌處理；葡萄糖廢水溶液，葡萄糖l-2g/L，NH4Cl 0.2-0.5g/L ；NaH2PO4 ? H2O 2-5g/L ；Na2HPO4 4_6g/L ；KC1 0.l_2g/L ;維生素溶液 5-1OmL ;微量元素溶液10-15mL。2、微生物燃料電池裝置:主體由有機玻璃製成，兩極間距為10-15cm，裝置容積為IOOmL,在陰極電極催化劑面增加多層200-400目尼龍濾布一同固定在裝置上。3、操作:將原料投入到裝置中，在培養箱中進行掛膜。當輸出電壓< 50mV時，更換底物。經過至少I次更換底物，再以含有50mmoL/LPBS濃度為5000mg/L的廢水為底物運行至少一次循環(實驗中外接電阻均為1000 Q )。微生物燃料電池掛膜啟動成功後，以不添加PBS濃度為5000mg/L的廢水為底物(pH調至7.3-7.5)運行產電。
[0012]下面結合具體實施例 對本發明做進一步說明。
[0013]實施例1
陽極採用石墨炭氈，背向溶液一側塗40%聚四氟乙烯(PTFE)乳液，並在370°C下高溫處理，重複2次，陽極投影面積為12cm2。陰極採用一定量炭黑和異丙醇混合，攪拌均勻後加入40%的PTFE溶液，120Hz下超聲攪拌lOmin，混合均勻，沉降物均勻塗抹到預先用5%PTFE乳液疏水化的炭布上，作為整平層。在其上繼續刷塗PTFE乳液，作為防滲層，以保證陰極在工作過程中不會漏液。烘乾後在壓力7.5MPa及250°C下熱壓lOmin。壓好的炭布置於馬弗爐中340°C燒結30min，除去PTFE中的粘結性成分。最後，在炭布上向溶液一面塗敷催化劑。陰極投影面積為12cm2。將製備好的陰陽兩極裝入微生物燃料電池裝置內，兩極間距為10cm，在陰極電極催化劑面增加4層300目尼龍濾布一同固定在裝置上。在裝置中加入過濾後的甘薯乙醇發酵廢醪，葡萄糖溶液lg/L，NH4Cl 0.35g/L ；NaH2P04 ? H2O 3.5g/L ；Na2HPO4 4.5g/L ；KC1 0.lg/L ;維生素溶液5mL ;微量元素溶液12mL。當輸出電壓< 50mV時，更換底物。經過3次更換底物，再以含有50mmoL/LPBS濃度為5000mg/L的廢水為底物運行3次循環(實驗中外接電阻均為1000Q )。微生物燃料電池掛膜啟動成功後，以不添加PBS濃度為5000mg/L的廢水為底物(pH調至7.3-7.5)運行產電。
【權利要求】
1.一種利用甘薯燃料乙醇廢水產電的方法，它包含有 A、原料:甘薯乙醇發酵廢醪經過過濾，濾液去乙醇，抗菌處理；葡萄糖廢水溶液，葡萄糖溶液 l-2g/L, NH4Cl 0.2-0.5g/L ；NaH2PO4 ? H2O 2_5g/L ；Na2HPO4 4_6g/L ；KC1 0.l_2g/L ；維生素溶液5-1OmL ;微量元素溶液10-15mL ； B、微生物燃料電池裝置:主體由有機玻璃製成，兩極間距為10-15cm，裝置容積為IOOmL,在陰極電極催化劑面增加多層200-400目尼龍濾布一同固定在裝置上； C、操作:將原料投入到裝置中，在培養箱中進行掛膜，當輸出電壓<50mV時，更換底物。
2.經過至少I次更換底物，再以含有50mmoL/LPBS濃度為5000mg/L的廢水為底物運行至少一次循環(實驗中外接電阻均為1000Q )，微生物燃料電池掛膜啟動成功後，以不添加PBS濃度為5000mg/L的廢水為底物(pH調至7.3-7.5)運行產電。
3.按照權利要求1所述的一種利用甘薯燃料乙醇廢水產電的方法，其特徵在於:所述催化劑的製備是，將一定量Pt/C與異丙醇混合，攪拌均勻後加入適當比例Nafion溶液超聲攪拌30min。
4.按照權利要求1所述的一種利用甘薯燃料乙醇廢水產電的方法，其特徵在於:所述陽極的製備方法是，採用石墨炭租，背向溶液一側塗40-60%聚四氟乙烯(PTFE)乳液，並在370°C下高溫處理，重複 至少I次，陽極投影面積為10-15cm2。
5.按照權利要求1所述的一種利用甘薯燃料乙醇廢水產電的方法，其特徵在於:所述陰極的製備方法是，將一定量炭黑和異丙醇混合，攪拌均勻後加入40-60%的PTFE溶液，100-200HZ下超聲攪拌10-20min，混合均勻，沉降物均勻塗抹到預先用5%(?)PTFE乳液疏水化的炭布上，作為整平層，在其上繼續刷塗PTFE乳液，作為防滲層，以保證陰極在工作過程中不會漏液，烘乾後在壓力7.5MPa及250°C下熱壓10_15min，壓好的炭布置於馬弗爐中340°C燒結30min，除去PTFE中的粘結性成分，最後，在炭布上向溶液一面塗敷催化劑，陰極投影面積為10-15cm2。
【文檔編號】H01M8/06GK103579656SQ201210267948
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2012年7月31日 優先權日:2012年7月31日
【發明者】於政欽 申請人:青島嘉能節能環保技術有限公司