申请日2012.07.31
公开(公告)日2014.02.12
IPC分类号H01M8/16; C02F9/14; H01M8/06
摘要
本发明涉及一种利用甘薯燃料乙醇废水产电的方法，它包含有1、原料：甘薯乙醇发酵废醪及其他添加剂。2、微生物燃料电池装置：阴阳两个电极，主体由有机玻璃制成。3、操作：将原料投入到装置中，在培养箱中进行挂膜。当输出电压<50mV时，更换底物。微生物燃料电池挂膜启动成功后，以不添加PBS浓度为5000mg/L的废水为底物(pH调至7.3-7.5)运行产电。本发明的有益效果为：将微生物燃料电池技术用于甘薯燃料乙醇废水的处理，可在处理废水的同时回收其中的部分能量，从而降低工业废水的处理成本，因此技术在污水处理领域有很大的应用潜力。
权利要求书
1.一种利用甘薯燃料乙醇废水产电的方法，它包含有
A、原料：甘薯乙醇发酵废醪经过过滤，滤液去乙醇，抗菌处理;葡萄糖废水溶液，葡萄糖溶液1-2g/L，NH4Cl 0.2-0.5g/L;NaH2PO4·H2O 2-5g/L;Na2HPO4 4-6g/L;KCl 0.1-2g/L;维生素溶液5-10mL;微量元素溶液10-15mL;
B、微生物燃料电池装置：主体由有机玻璃制成，两极间距为10-15cm，装置容积为100mL，在阴极电极催化剂面增加多层200-400目尼龙滤布一同固定在装置上;
C、操作：将原料投入到装置中，在培养箱中进行挂膜，当输出电压<50mV时，更换底物。
2.经过至少1次更换底物，再以含有50mmoL/LPBS浓度为5000mg/L的废水为底物运行至少一次循环(实验中外接电阻均为1000Ω)，微生物燃料电池挂膜启动成功后，以不添加PBS浓度为5000mg/L的废水为底物(pH调至7.3-7.5)运行产电。
3.按照权利要求1所述的一种利用甘薯燃料乙醇废水产电的方法，其特征在于：所述催化剂的制备是，将一定量Pt/C与异丙醇混合，搅拌均匀后加入适当比例Nafion溶液超声搅拌30min。
4.按照权利要求1所述的一种利用甘薯燃料乙醇废水产电的方法，其特征在于：所述阳极的制备方法是，采用石墨炭毡，背向溶液一侧涂40-60%聚四氟乙烯(PTFE)乳液，并在370℃下高温处理，重复至少1次，阳极投影面积为10-15cm2。
5.按照权利要求1所述的一种利用甘薯燃料乙醇废水产电的方法，其特征在于：所述阴极的制备方法是，将一定量炭黑和异丙醇混合，搅拌均匀后加入40-60%的PTFE溶液，100-200Hz下超声搅拌10-20min，混合均匀，沉降物均匀涂抹到预先用5%(ω)PTFE乳液疏水化的炭布上，作为整平层，在其上继续刷涂PTFE乳液，作为防渗层，以保证阴极在工作过程中不会漏液，烘干后在压力7.5MPa及250℃下热压10-15min，压好的炭布置于马弗炉中340℃烧结30min，除去PTFE中的粘结性成分，最后，在炭布上向溶液一面涂敷催化剂，阴极投影面积为10-15cm2。
说明书
一种利用甘薯燃料乙醇废水产电的方法
技术领域
本发明涉及能源领域，具体的说是一种利用甘薯燃料乙醇废水产电的方法。
背景技术
甘薯燃料乙醇作为非粮生物质能源之一，在中国，尤其在长江流域具有很大的发展潜力。然而，在甘薯燃料乙醇生产过程中废水排放量大，如何处理这些废水成为其发展的技术障碍之一。甘薯燃料乙醇废水具有COD高、酸度大等特点。常用的这些废水的处理方法为生物法处理，但是这些工艺大多需要较高的能耗。
发明内容
为克服上述不足之处，本发明的目的是提供以微生物作为催化剂氧化有机物同时产生电流的一种方法。
本发明的技术方案是：一种利用甘薯燃料乙醇废水产电的方法，它包含有
1、原料：甘薯乙醇发酵废醪经过过滤，滤液去乙醇，抗菌处理;葡萄糖废水溶液，葡萄糖溶液1-2g/L，NH4Cl 0.2-0.5g/L;NaH2PO4·H2O 2-5g/L;Na2HPO4 4-6g/L;KCl 0.1-2g/L;维生素溶液5-10mL;微量元素溶液10-15mL。
2、微生物燃料电池装置：主体由有机玻璃制成，两极间距为10-15cm，装置容积为100mL，在阴极电极催化剂面增加多层200-400目尼龙滤布一同固定在装置上。
3、操作：将原料投入到装置中，在培养箱中进行挂膜。当输出电压<50mV时，更换底物。经过至少1次更换底物，再以含有50mmoL/LPBS浓度为5000mg/L的废水为底物运行至少一次循环(实验中外接电阻均为1000Ω)。微生物燃料电池挂膜启动成功后，以不添加PBS浓度为5000mg/L的废水为底物(pH调至7.3-7.5)运行产电。
优选的是：所述催化剂的制备是，将一定量Pt/C与异丙醇混合，搅拌均匀后加入适当比例Nafion溶液超声搅拌30min。
优选的是：所述阳极的制备方法是，采用石墨炭毡，背向溶液一侧涂40-60%聚四氟乙烯(PTFE)乳液，并在370℃下高温处理，重复至少1次，阳极投影面积为10-15cm2。
优选的是：所述阴极的制备方法是，将一定量炭黑和异丙醇混合，搅拌均匀后加入40-60%的PTFE溶液，100-200Hz下超声搅拌10-20min，混合均匀，沉降物均匀涂抹到预先用5%PTFE乳液疏水化的炭布上，作为整平层。在其上继续刷涂PTFE乳液，作为防渗层，以保证阴极在工作过程中不会漏液。烘干后在压力7.5MPa及250℃下热压10-15min。压好的炭布置于马弗炉中340℃烧结30min，除去PTFE中的粘结性成分。最后，在炭布上向溶液一面涂敷催化剂。阴极投影面积为10-15cm2。
本发明的有益效果为：将微生物燃料电池技术用于甘薯燃料乙醇废水的处理，可在处理废水的同时回收其中的部分能量，从而降低工业废水的处理成本，因此技术在污水处理领域有很大的应用潜力。
