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廚余廢油產(chǎn)電同步回收廢水中金屬技術(shù)

發(fā)布時(shí)間:2024-1-22 16:30:57  中國(guó)污水處理工程網(wǎng)

公布日:2023.06.23

申請(qǐng)日:2023.02.14

分類號(hào):C02F3/00(2023.01)I;C02F3/28(2023.01)I

摘要

本發(fā)明提供一種廚余廢油產(chǎn)電同步回收廢水中金屬的方法。本發(fā)明利用雙室微生物燃料電池進(jìn)行廚余廢油產(chǎn)電同步回收廢水中金屬,其中,向陽(yáng)極室接種厭氧污泥并加入預(yù)處理后的廚余廢油,向陰極室加入含金屬離子的廢水。本發(fā)明利用雙室微生物燃料電池處理廚余廢油能夠持續(xù)產(chǎn)生穩(wěn)定的電壓,同時(shí)回收廢水中金屬。本發(fā)明降低了廚余廢油中COD的同時(shí),并有效處理了含金屬離子的廢水,緩解了廚余廢油與含金屬離子廢水的處理壓力,降低了成本,同時(shí)也降低了二次污染的風(fēng)險(xiǎn)。本發(fā)明還具有安全環(huán)保、操作簡(jiǎn)單、產(chǎn)電周期長(zhǎng)等優(yōu)勢(shì)。

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權(quán)利要求書(shū)

1.一種廚余廢油產(chǎn)電同步回收廢水中金屬的方法,其特征在于,利用雙室微生物燃料電池進(jìn)行廚余廢油產(chǎn)電同步回收廢水中金屬,其中,向陽(yáng)極室接種厭氧污泥并加入預(yù)處理后的廚余廢油,向陰極室加入含金屬離子的廢水。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于,對(duì)所述廚余廢油進(jìn)行預(yù)處理的方法包括:對(duì)所述廚余廢油進(jìn)行加熱、冷卻和過(guò)濾。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于,對(duì)所述廚余廢油進(jìn)行預(yù)處理的方法包括:使所述廚余廢油與活性白土進(jìn)行吸附反應(yīng),之后對(duì)其進(jìn)行抽濾。

4.根據(jù)權(quán)利要求13中任一項(xiàng)所述的方法,其特征在于,對(duì)所述廚余廢油進(jìn)行預(yù)處理的方法為:對(duì)所述廚余廢油進(jìn)行加熱、冷卻和過(guò)濾得到預(yù)處理廢油,然后將所述預(yù)處理廢油與活性白土進(jìn)行吸附反應(yīng),之后對(duì)其進(jìn)行抽濾。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法,其特征在于,所述預(yù)處理廢油與所述活性白土的質(zhì)量比為(23)20。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法,其特征在于,所述吸附反應(yīng)的時(shí)間為40min50min;和/或,所述吸附反應(yīng)的溫度為100℃~120℃。

7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法,其特征在于,采用孔徑為0.30μm0.65μm的濾膜進(jìn)行所述抽濾。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于,在所述雙室微生物燃料電池運(yùn)行的同時(shí),所述預(yù)處理后的廚余廢油在所述陽(yáng)極室進(jìn)行水解酸化。

9.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法,其特征在于,所述陽(yáng)極室設(shè)有攪拌裝置。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于,所述含金屬離子的廢水為含銅離子的廢水。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種安全環(huán)保、整個(gè)過(guò)程操作簡(jiǎn)單且成本較低的廚余廢油產(chǎn)電同步回收廢水中金屬的方法。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題,本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:

本發(fā)明提供一種廚余廢油產(chǎn)電同步回收廢水中金屬的方法,利用雙室微生物燃料電池進(jìn)行廚余廢油產(chǎn)電同步回收廢水中離子,其中,向陽(yáng)極室接種厭氧污泥并加入預(yù)處理后的廚余廢油,向陰極室加入含金屬離子的廢水。

微生物燃料電池陽(yáng)極室通入廚余廢油并接種厭氧污泥,陰極室通入含金屬離子廢水,啟動(dòng)微生物燃料電池,厭氧污泥中的產(chǎn)電微生物通過(guò)自身代謝作用,將預(yù)處理后的廚余廢油氧化并釋放質(zhì)子和電子,電子被介體傳遞至陽(yáng)極表面,使陽(yáng)極接收電子發(fā)生還原反應(yīng),同時(shí)電子也通過(guò)外電路傳遞至陰極從而形成有效電流,質(zhì)子則通過(guò)微生物燃料電池中的質(zhì)子交換膜傳遞至陰極,陰極接收從陽(yáng)極傳遞過(guò)來(lái)的質(zhì)子和電子,使陰極表面發(fā)生還原反應(yīng),從而形成閉合回路,產(chǎn)生穩(wěn)定電壓,并且達(dá)到回收廢水中金屬的目的。

優(yōu)選地,所述預(yù)處理后的廚余廢油與厭氧污泥的投料體積比為1:0.81.2,優(yōu)選為1:0.91.1。

優(yōu)選地,所述厭氧污泥取自附近的污水處理廠,取回后將其依次經(jīng)過(guò)若干次沉淀和淘洗后得到濃縮污泥,將濃縮污泥投入陽(yáng)極室,并投入預(yù)處理后的廚余廢油對(duì)污泥進(jìn)行厭氧培養(yǎng)馴化1520d,獲得所述厭氧污泥。

根據(jù)一種實(shí)施方式,對(duì)所述廚余廢油進(jìn)行預(yù)處理的方法包括:對(duì)所述廚余廢油進(jìn)行加熱、冷卻和過(guò)濾。

根據(jù)另一種實(shí)施方式,對(duì)所述廚余廢油進(jìn)行預(yù)處理的方法包括:使所述廚余廢油與活性白土進(jìn)行吸附反應(yīng),之后對(duì)其進(jìn)行抽濾。

根據(jù)一種具體且優(yōu)選實(shí)施方式,對(duì)所述廚余廢油進(jìn)行預(yù)處理的方法為:對(duì)所述廚余廢油進(jìn)行加熱、冷卻和過(guò)濾得到預(yù)處理廢油,然后將所述預(yù)處理廢油與活性白土進(jìn)行吸附反應(yīng),之后對(duì)其進(jìn)行抽濾。

優(yōu)選地,所述預(yù)處理廢油與所述活性白土的質(zhì)量比為(23)20,例如220、2.220、2.4202.620、2.820。

進(jìn)一步優(yōu)選地,所述預(yù)處理廢油與所述活動(dòng)白土的質(zhì)量比為(2.53)20。

優(yōu)選地,所述吸附反應(yīng)的時(shí)間為40min50min,例如42min、44min46min、48min。

進(jìn)一步優(yōu)選地,述吸附反應(yīng)的時(shí)間為45min50min。

優(yōu)選地,所述吸附反應(yīng)的溫度為100℃~120℃,例如105℃、108℃、110℃、115℃、118℃。

進(jìn)一步優(yōu)選地,所述吸附反應(yīng)的溫度為110℃~120℃。

優(yōu)選地,采用孔徑為0.30μm0.65μm的濾膜進(jìn)行所述抽濾。

進(jìn)一步優(yōu)選地,采用孔徑為0.45μm的濾膜進(jìn)行所述抽濾。

優(yōu)選地,所述預(yù)處理后的廚余廢油與緩沖組份混合后通入所述陽(yáng)極室。

優(yōu)選地,在所述雙室微生物燃料電池運(yùn)行同時(shí),所述預(yù)處理后的廚余廢油在所述陽(yáng)極室進(jìn)行水解酸化。

優(yōu)選地,所述陽(yáng)極室設(shè)有攪拌裝置。

進(jìn)一步優(yōu)選地,所述攪拌裝置的攪拌葉位于所述陽(yáng)極室的底部。

優(yōu)選地,所述含金屬離子的廢水為含銅離子的廢水。

進(jìn)一步優(yōu)選地,所述含銅離子的廢水中銅離子的含量為0.3g/L0.6g/L,例如0.4g/L,0.5g/L0.6g/L等。

優(yōu)選地,所述雙室微生物燃料電池(雙室MFC)的陽(yáng)極室內(nèi)的陽(yáng)極以及陰極室內(nèi)的陰極上分別裹有一層碳布,所述碳布處理過(guò)程如下:

A1、裁剪兩塊所需尺寸的碳布;

A2、采用去離子水將碳布沖洗干凈;

A3、將沖洗后的碳布浸入甲醇溶液中;

A4、浸泡后用去離子水進(jìn)行沖洗;

A5、將碳布放入440460℃馬弗爐灼燒2535min,取出后冷卻;

A6、將A型環(huán)氧樹(shù)脂膠和B型環(huán)氧樹(shù)脂膠按照體積比10.81.2的量混合均勻制得的環(huán)氧樹(shù)脂膠,然后采用環(huán)氧樹(shù)脂膠將陽(yáng)極和陰極分別與碳布粘合,最終進(jìn)行風(fēng)干固定。

優(yōu)選地,所述雙室MFC的陰極室與陽(yáng)極室采用質(zhì)子交換膜隔開(kāi),質(zhì)子交換膜的處理過(guò)程如下:

B1、將質(zhì)子交換膜在7585℃的24wt%過(guò)氧化氫溶液中浸泡12h;

B2、用7585℃的去離子水沖洗35次;

B3、再將質(zhì)子交換膜放入7585℃的硫酸溶液中浸泡12h

B4、用7585℃的去離子水沖洗35次;

B5、將質(zhì)子交換膜放在去離子水中密封保存,當(dāng)需要使用質(zhì)子交換膜時(shí),將封存的質(zhì)子交換膜取出并在空氣中自然風(fēng)干。

與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn):

本發(fā)明利用雙室微生物燃料電池處理廚余廢油能夠持續(xù)產(chǎn)電,且同時(shí)回收廢水中金屬。本發(fā)明降低了廚余廢油中COD的同時(shí),并有效處理了含金屬離子的廢水,緩解了廚余廢油與含金屬離子廢水的處理壓力,降低了成本,同時(shí)也降低了二次污染的風(fēng)險(xiǎn)。本發(fā)明還具有安全環(huán)保、操作簡(jiǎn)單、產(chǎn)電周期長(zhǎng)等優(yōu)勢(shì)。

(發(fā)明人:蘭華春;郭盛楠;鞠佳偉;劉會(huì)娟)

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