CN113694732A - 一种从混合发酵液中即时高效回收挥发性脂肪酸系统 - Google Patents

一种从混合发酵液中即时高效回收挥发性脂肪酸系统 Download PDF

Info

Publication number
CN113694732A
CN113694732A CN202111079584.2A CN202111079584A CN113694732A CN 113694732 A CN113694732 A CN 113694732A CN 202111079584 A CN202111079584 A CN 202111079584A CN 113694732 A CN113694732 A CN 113694732A
Authority
CN
China
Prior art keywords
acid
tank
volatile fatty
fermentation tank
mixed fermentation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202111079584.2A
Other languages
English (en)
Inventor
刘洪波
王兴康
关永年
方月英
张国旗
王露露
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Huayan Environment Industry Development Suzhou Co ltd
Suzhou Industrial Park Hua Yan Water Co ltd
University of Shanghai for Science and Technology
Original Assignee
Huayan Environment Industry Development Suzhou Co ltd
Suzhou Industrial Park Hua Yan Water Co ltd
University of Shanghai for Science and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Huayan Environment Industry Development Suzhou Co ltd, Suzhou Industrial Park Hua Yan Water Co ltd, University of Shanghai for Science and Technology filed Critical Huayan Environment Industry Development Suzhou Co ltd
Priority to CN202111079584.2A priority Critical patent/CN113694732A/zh
Publication of CN113694732A publication Critical patent/CN113694732A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • B01D61/42—Electrodialysis; Electro-osmosis ; Electro-ultrafiltration; Membrane capacitive deionization
    • B01D61/422—Electrodialysis
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • B01D61/42—Electrodialysis; Electro-osmosis ; Electro-ultrafiltration; Membrane capacitive deionization
    • B01D61/44—Ion-selective electrodialysis
    • B01D61/46—Apparatus therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • B01D61/42—Electrodialysis; Electro-osmosis ; Electro-ultrafiltration; Membrane capacitive deionization
    • B01D61/44—Ion-selective electrodialysis
    • B01D61/46—Apparatus therefor
    • B01D61/48—Apparatus therefor having one or more compartments filled with ion-exchange material, e.g. electrodeionisation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M27/00—Means for mixing, agitating or circulating fluids in the vessel
    • C12M27/02—Stirrer or mobile mixing elements
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M41/00—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation
    • C12M41/12—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation of temperature
    • C12M41/18—Heat exchange systems, e.g. heat jackets or outer envelopes
    • C12M41/22—Heat exchange systems, e.g. heat jackets or outer envelopes in contact with the bioreactor walls
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M41/00—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation
    • C12M41/26—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation of pH
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/16—Biochemical fuel cells, i.e. cells in which microorganisms function as catalysts
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Urology & Nephrology (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)

Abstract

本发明提供一种从混合发酵液中即时高效回收挥发性脂肪酸系统，包括：发酵罐，用于放置待发酵的物品，内部设置有用于搅拌待发酵物品的搅拌器；微生物燃料电池单元，设置于发酵罐内，用于对待发酵物品进行处理以得到含酸废液；电渗析单元，通过含酸废液导流管与微生物燃料电池单元连接，用于对含酸废液进行电渗析以得到含酸浓缩液；以及产品收集罐，与电渗析单元通过浓缩液导流管连接，用于收集含酸浓缩液。本发明将电渗析系统与微生物燃料电池耦合，在自供电的条件下，从混合发酵液中及时回收和浓缩挥发性脂肪酸的系统，贯彻以废治废的环保理念，实现能源的最大化利用。

Description

一种从混合发酵液中即时高效回收挥发性脂肪酸系统
技术领域
本发明属于高浓度固液废物处理和新能源技术领域，具体涉及一种从混合发酵液中即时高效回收挥发性脂肪酸系统。
背景技术
随着经济的不断发展，人们的生活水平逐渐提高，这不仅使得对各种能源的消耗量增加，也对生活环境提出了更大的挑战。厌氧消化技术是目前固体有机废弃物的主流处置方式之一，被大量的投入到实际应用中。厌氧发酵技术是以固体废弃物为原料，在厌氧环境下，由甲烷发酵菌产生甲烷、二氧化碳等气体，伴有少量水的可再生能源朝气生产技术工艺。利用厌氧发酵技术可以将多种有机废物转化为能源物质。
挥发性脂肪酸(VFA)是在厌氧发酵过程——酸生成和产乙酸步骤中产生的重要中间体。有机物质在厌氧酸化阶段的主要产物就是VFA,且其是甲烷菌生成甲烷的主要底物之一。但是，较高的VFA浓度不仅对甲烷菌有抑制作用，而且还会对有机质的降解产生反馈抑制作用。因此，有效的控制厌氧发酵反应体系中的VFA浓度，具有一定的现实意义。
VFA是潜在的可再生碳源，具有广阔的应用空间，例如生物脱氮，作原料生产可生物降解塑料、甲烷和生物柴油、合成PHA和产电等。目前，VFA及其衍生物广泛用于食品，纺织，制药，皮革和塑料行业。除VFA以外，在酸生成过程中也会产生氢气，这是一种理想的，清洁和可再生的能源，因为氧化燃烧后只产生水。与天然气相比，VFA的存储和运输更加轻松，安全。此外，VFA的生产值为50-130$/吨高于甲烷的0.72$/m3。因此，VFA是从厌氧发酵液中回收的更具吸引力的产品。
然而，现在VFA主要通过化学合成途径从化石燃料中制取，大大消耗了不可再生资源，且使得制酸成本高昂。当前市场上有几种方法可以有效地从厌氧发酵液中回收和浓缩VFA，例如液/液萃取，离子交换，渗透汽化，膜分离和电渗析(ED)。其中离子交换，吸附和膜分离可将发酵废水中的VFA快速去除至低浓度。但是，在这些过程中，需要大量的能源和化学物质消耗，以进行材料再生或驱动过滤过程，成本颇高。同时还需要控制膜结垢现象的产生，后期的运行维护程序复杂。渗透蒸发可以产生非常高浓度的VFA溶液，但是能耗巨大，难以大规模投入到工程应用中。
ED工艺已被用于从各种发酵液中高效回收VFA(高达99％)。例如南威尔士大学Bing Tao教授带领的团队开发了一种新的工艺链--一系列厌氧发酵后，进行微滤和常规电渗析，将热水解的废料活性污泥转化为浓的挥发性脂肪酸和营养废水。微滤实现了VFA和铵的回收率超过80％。电渗析有效浓缩了微滤回收料流，其中92％的VFA和转移到浓缩液中，证明了电渗析回收和浓缩VFA的优势，但是，目前用电渗析方法从厨余垃圾联合剩余污泥发酵液中获取VFA的研究还很少。
另一方面，现今市场上所有的电渗析系统需要在外加电源的条件下才能运行，提高了运行成本，造成了能源的浪费。微生物燃料电池(MFC)可以在一定程度上缓解电渗析系统对能源的需求。MFC装置可以利用微生物的作用进行能量转换(如碳水化合物的代谢或光合作用等)，把呼吸作用产生的电子传递到电极上产电。MFC被认为是一种集污水净化和产电为一体的创新性污水处理与能源回收技术，具有燃料来源多样化、操作条件温和、无污染、无需能量输出等特点。符合当前国家可持续发展的战略需求。
基于此，需要设计一种能够解决上述问题的即时高效回收挥发性脂肪酸系统。
发明内容
本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种从混合发酵液中即时高效回收挥发性脂肪酸系统。
本发明提供了一种从混合发酵液中即时高效回收挥发性脂肪酸系统，具有这样的特征，包括：发酵罐，用于放置待发酵物品，内部设置有用于搅拌待发酵物品的搅拌器；微生物燃料电池单元，设置于发酵罐内，用于对待发酵液体进行处理以得到含酸废液；电渗析单元，通过含酸废液导流管与微生物燃料电池单元连接，用于对含酸废液进行电渗析以得到含酸浓缩液；以及产品收集罐，与电渗析单元通过浓缩液导流管连接，用于收集含酸浓缩液。
在本发明提供的从混合发酵液中即时高效回收挥发性脂肪酸系统中，还可以具有这样的特征：其中，微生物燃料电池单元包括：位于发酵罐底部的厌氧池、设置于厌氧池内通过导线连接的阴极和阳极、设置于阴极和阳极之间的负载、连接于发酵罐上的温控探头和清渣口以及设置于发酵罐同一侧壁上的酸碱投加口、填料口和第一气体收集口。
在本发明提供的从混合发酵液中即时高效回收挥发性脂肪酸系统中，还可以具有这样的特征：其中，阴极采用多孔导电材质的电极，阳极采用碳材料、导电聚合物、碳纳米管或导电聚合物/碳纳米管复合材料的电极，酸碱投加口用于投加酸或碱以控制发酵罐内的pH稳定在6.0～6.5，温控探头用于实时监测发酵罐内的温度，并水浴控制发酵罐内的温度，使其保持在30℃～35℃。
在本发明提供的从混合发酵液中即时高效回收挥发性脂肪酸系统中，还可以具有这样的特征：其中，电渗析单元包括：罐体、从上往下依次设置于罐体内的钛网阴极、阴离子交换膜、阳离子交换膜和钛网阳极以及开设于罐体侧面的电极液出口。
在本发明提供的从混合发酵液中即时高效回收挥发性脂肪酸系统中，还可以具有这样的特征：其中，钛网阴极通过导线与阴极连接，钛网阳极通过导线与阳极连接，阴离子交换膜和阳离子交换膜均采用单极膜。
在本发明提供的从混合发酵液中即时高效回收挥发性脂肪酸系统中，还可以具有这样的特征：其中，钛网阴极与钛网阳极之间加有作为电极液的氯化钠溶液。
在本发明提供的从混合发酵液中即时高效回收挥发性脂肪酸系统中，还可以具有这样的特征：其中，产品收集罐的顶部设置有第二气体收集口，侧面设置有产品出口。
发明的作用与效果
本发明的从混合发酵液中即时高效回收挥发性脂肪酸系统可同时处理市政污泥、厨余垃圾高有机废料，能够承受较高的有机负荷；还利用了电渗析系统及时从发酵罐中回收和浓缩挥发性脂肪酸，减少了酸积累对发酵罐内反应的抑制，并因此能使这个系统保持较高的运行效率；此外，微生物燃料电池持续为电渗析单元供电，虽然电压低，但由于使用双排的且具有高选择透过性的阴、阳离子交换膜，所以仍然可以取得不错的回收率。
因此，本发明的从混合发酵液中即时高效回收挥发性脂肪酸系统，将电渗析单元与微生物燃料电池单元耦合即利用传统厌氧发酵技术耦合微生物燃料电池对电渗析单元供电，使其在自供电的条件下，成为能够从混合发酵液中及时回收和浓缩挥发性脂肪酸的系统，贯彻以废治废的环保理念，实现能源的最大化利用。
综上，本发明的从混合发酵液中即时高效回收挥发性脂肪酸系统在整体上增强了有机废物的水解，提高了挥发性脂肪酸的产量，实现了废物废料稳定化、资源化利用的目标。
附图说明
图1是本发明的实施例中从混合发酵液中即时高效回收挥发性脂肪酸系统的立体结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段与功效易于明白了解，以下结合实施例及附图对本发明作具体阐述。
实施例：
如图1所示，本实施例提供一种从混合发酵液中即时高效回收挥发性脂肪酸系统100，包括：发酵罐10、微生物燃料电池单元20、电渗析单元30以及产品收集罐40。
发酵罐10用于放置待发酵物品，内部设置有用于搅拌待发酵物品的搅拌器11。
微生物燃料电池单元20设置于发酵罐10内，用于对待发酵物品进行处理以得到含酸废液，包括：位于发酵罐底部的厌氧池21、设置于厌氧池21内通过导线连接的阴极22和阳极23、设置于阴极22和阳极23之间的负载24、连接于发酵罐10上的温控探头25和清渣口26以及设置于发酵罐10同一侧壁上的酸碱投加口27、填料口28和第一气体收集口29。
本实施例中，阴极22采用多孔导电材质的电极，阳极23采用碳材料、导电聚合物、碳纳米管或导电聚合物/碳纳米管复合材料的电极，导线采用钛导线或铜导线，并进行连接点的绝缘密封处理，形成闭合的微生物燃料电池，该微生物燃料电池产生的电压范围为0.1-0.6V。另外，酸碱投加口27用于投加酸或碱以控制发酵罐10内的pH稳定在6.0～6.5，温控探头25用于实时监测发酵罐10内的温度，并水浴控制发酵罐10内的温度，使其保持在30℃～35℃。
电渗析单元30通过含酸废液导流管50与微生物燃料电池单元20连接，用于对含酸废液进行电渗析以得到含酸浓缩液，包括：罐体31、从上往下依次设置于罐体31内的钛网阴极32、阴离子交换膜33、阳离子交换膜34和钛网阳极35以及开设于罐体31侧面的电极液出口36。
本实施例中，钛网阴极32通过导线与阴极22连接，钛网阳极35通过导线与阳极23连接，对其进行供电，阴离子交换膜33和阳离子交换膜34均采用单极膜。其中，离子交换膜依照具体情况定期清洗，清洗方法如下：先用5％～10％的工业氯化钠浸泡，再分别用低浓度的酸碱溶液浸泡，阳膜用酸-碱-酸液浸泡，阴膜用碱-酸-碱液浸泡。
进一步地，钛网阴极32与钛网阳极35之间加有作为电极液的氯化钠溶液。
更进一步地，由于反应时，对罐体填料需要留出一定空间，一般为有效容积的2/3，因此将含酸废液导流管50设置在发酵罐10的2/3高处，使得由于重力的作用，可以在此处获得较为清澈的产品，还减少了含酸废液导流管50堵塞的风险。另外，通过控制反应时间，在此处形成含酸的上清液，开启阀门后，流入电渗析单元30，其中，流经电渗析单元30的含酸废液，经过阴离子交换膜33和阳离子交换膜34选择透过性的作用，在浓缩室即阴离子交换膜33和阳离子交换膜34之间的区域且与浓缩液导流管60连接的两个区域内进行浓缩，同时与浓缩液导流管60连接的两个区域中间的区域为淡化室且与电极液出口36连接。
产品收集罐40与电渗析单元30通过浓缩液导流管60连接，用于收集含酸浓缩液，该含酸浓缩液经浓缩液导流管60在重力作用下流入产品收集罐40中，经后续的鸟粪石沉淀法脱氨后，继续发酵为不同用途的产品。
本实施例中，产品收集罐40的顶部设置有第二气体收集口41，侧面设置有产品出口42。
本实施例的从混合发酵液中即时高效回收挥发性脂肪酸系统的具体操作步骤如下：
步骤1，按比例将预处理后的厨余垃圾、剩余污泥以及水混合均匀后加入发酵罐10进行厌氧消化处理，具体包括如下内容：
首先对厨余垃圾进行预处理，预处理后的物料按餐厨垃圾：剩余污泥＝1：1并加水稀释1.5倍后进入进料搅拌器11，混合均匀后通过填料口28对发酵罐10进行加料；
步骤2，通过监测每日电流(电流持续增高)，控制发酵罐10内的pH和温度，稳定运行8～10天(发酵罐10内厌氧反应8～10天达到最大)，过程中产生的少量的气体经第一气体收集口29收集；
步骤3，开启阀门，含酸的上清液即含酸废液通过含酸废液导流管50在重力作用下流入到电渗析单元30；
步骤4，含酸的上清液在电渗析单元30中浓缩，浓缩液在重力作用下进入到产品收集罐40中，以供后续使用，淡化液、电极液经电极液出口36流出；
步骤5，定期对电渗析单元30的交换膜进行清洗，并及时补充新鲜的氯化钠电极液。
本实施例中，步骤1中的有机废物进料时的预处理具体包括：厨余垃圾的破碎、分选、筛选、碱性预处理等工序，预处理后混匀的固液有机物含固率在20％以上。
本实施例的从混合发酵液中即时高效回收挥发性脂肪酸系统的工作原理：
本实施例的从混合发酵液中即时高效回收挥发性脂肪酸系统100在正常运行情况下，在发酵罐10反应时间在第8天时，罐内挥发性脂肪酸达到最大积累量，同时微生物燃料电池的电压也达到最大范围，开启阀门含酸废液通过含酸废液导流管50流过电渗析单元30，含酸废碱液中的挥发性脂肪酸因为电渗析单元30中离子交换膜的存在，在浓缩室进一步浓缩，在重力作用下，最终流入产品收集罐40。流入产品收集罐40的产品可经后续的鸟粪石沉淀法脱氨后进一步发酵，变成所需要的产品。
实施例的作用与效果
本实施例的从混合发酵液中即时高效回收挥发性脂肪酸系统可同时处理市政污泥、厨余垃圾高有机废料，能够承受较高的有机负荷；还利用了电渗析系统及时从发酵罐中回收和浓缩挥发性脂肪酸，减少了酸积累对发酵罐内反应的抑制，并因此能使这个系统保持较高的运行效率；此外，微生物燃料电池持续为电渗析单元供电，虽然电压低，但由于使用双排的且具有高选择透过性的阴、阳离子交换膜，所以仍然可以取得不错的回收率。
因此，本实施例的从混合发酵液中即时高效回收挥发性脂肪酸系统，将电渗析单元与微生物燃料电池单元耦合即利用传统厌氧发酵技术耦合微生物燃料电池对电渗析单元供电，使其在自供电的条件下，成为能够从混合发酵液中及时回收和浓缩挥发性脂肪酸的系统，贯彻以废治废的环保理念，实现能源的最大化利用。
综上，本实施例的从混合发酵液中即时高效回收挥发性脂肪酸系统在整体上增强了有机废物的水解，提高了挥发性脂肪酸的产量，实现了废物废料稳定化、资源化利用的目标。
上述实施方式为本发明的优选案例，并不用来限制本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种从混合发酵液中即时高效回收挥发性脂肪酸系统，其特征在于，包括：
发酵罐，用于放置待发酵物品，内部设置有用于搅拌所述待发酵物品的搅拌器；
微生物燃料电池单元，设置于所述发酵罐内，用于对所述待发酵物品进行处理以得到含酸废液；
电渗析单元，通过含酸废液导流管与所述微生物燃料电池单元连接，用于对所述含酸废液进行电渗析以得到含酸浓缩液；以及
产品收集罐，与所述电渗析单元通过浓缩液导流管连接，用于收集所述含酸浓缩液。
2.根据权利要求1所述的从混合发酵液中即时高效回收挥发性脂肪酸系统，其特征在于：
其中，所述微生物燃料电池单元包括：位于所述发酵罐底部的厌氧池、设置于所述厌氧池内通过导线连接的阴极和阳极、设置于所述阴极和阳极之间的负载、连接于所述发酵罐上的温控探头和清渣口以及设置于所述发酵罐同一侧壁上的酸碱投加口、填料口和第一气体收集口。
3.根据权利要求2所述的从混合发酵液中即时高效回收挥发性脂肪酸系统，其特征在于：
其中，所述阴极采用多孔导电材质的电极，
所述阳极采用碳材料、导电聚合物、碳纳米管或导电聚合物/碳纳米管复合材料的电极，
所述酸碱投加口用于投加酸或碱以控制所述发酵罐内的pH稳定在6.0～6.5，
所述温控探头用于实时监测所述发酵罐内的温度，并水浴控制所述发酵罐内的温度保持在30℃～35℃。
4.根据权利要求1所述的从混合发酵液中即时高效回收挥发性脂肪酸系统，其特征在于：
其中，所述电渗析单元包括：罐体、从上往下依次设置于罐体内的钛网阴极、阴离子交换膜、阳离子交换膜和钛网阳极以及开设于所述罐体侧面的电极液出口。
5.根据权利要求4所述的从混合发酵液中即时高效回收挥发性脂肪酸系统，其特征在于：
其中，所述钛网阴极通过导线与阴极连接，
所述钛网阳极通过导线与阳极连接，
所述阴离子交换膜和所述阳离子交换膜均采用单极膜。
6.根据权利要求4所述的从混合发酵液中即时高效回收挥发性脂肪酸系统，其特征在于：
其中，所述钛网阴极与所述钛网阳极之间加有作为电极液的氯化钠溶液。
7.根据权利要求1所述的从混合发酵液中即时高效回收挥发性脂肪酸系统，其特征在于：
其中，所述产品收集罐的顶部设置有第二气体收集口，侧面设置有产品出口。
CN202111079584.2A 2021-09-15 2021-09-15 一种从混合发酵液中即时高效回收挥发性脂肪酸系统 Pending CN113694732A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111079584.2A CN113694732A (zh) 2021-09-15 2021-09-15 一种从混合发酵液中即时高效回收挥发性脂肪酸系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111079584.2A CN113694732A (zh) 2021-09-15 2021-09-15 一种从混合发酵液中即时高效回收挥发性脂肪酸系统

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN113694732A true CN113694732A (zh) 2021-11-26

Family

ID=78660481

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202111079584.2A Pending CN113694732A (zh) 2021-09-15 2021-09-15 一种从混合发酵液中即时高效回收挥发性脂肪酸系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113694732A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114289454A (zh) * 2022-01-11 2022-04-08 浙江工商大学 一种易腐垃圾厌氧发酵装置及方法
WO2023122677A1 (en) * 2021-12-23 2023-06-29 Black & Veatch Holding Company Integrated waste reduction system

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5814498A (en) * 1996-04-29 1998-09-29 Archer Daniels Midland Company Process for the recovery of organic acids and ammonia from their salts
DE10315792A1 (de) * 2003-04-07 2004-11-04 Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg Gemeinnützige Stiftung Mikrobielle Brennstoffzelle und Verfahren zur Erzeugung von Strom unter Verwendung dieser
JP2005087979A (ja) * 2003-09-22 2005-04-07 National Institute Of Advanced Industrial & Technology メタン発酵プロセス、およびメタン発酵システム
CN101525285A (zh) * 2009-04-22 2009-09-09 哈尔滨工业大学 应用双极膜电渗析技术分离生物制氢发酵液中乙酸的方法
CN102492725A (zh) * 2011-10-26 2012-06-13 沈阳建筑大学 提高产氢发酵效能的发酵-分离耦合生物制氢方法
CN102976559A (zh) * 2012-12-10 2013-03-20 重庆大学 厌氧氨氧化微生物逆向电渗析污水处理同时发电的方法及装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5814498A (en) * 1996-04-29 1998-09-29 Archer Daniels Midland Company Process for the recovery of organic acids and ammonia from their salts
DE10315792A1 (de) * 2003-04-07 2004-11-04 Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg Gemeinnützige Stiftung Mikrobielle Brennstoffzelle und Verfahren zur Erzeugung von Strom unter Verwendung dieser
JP2005087979A (ja) * 2003-09-22 2005-04-07 National Institute Of Advanced Industrial & Technology メタン発酵プロセス、およびメタン発酵システム
CN101525285A (zh) * 2009-04-22 2009-09-09 哈尔滨工业大学 应用双极膜电渗析技术分离生物制氢发酵液中乙酸的方法
CN102492725A (zh) * 2011-10-26 2012-06-13 沈阳建筑大学 提高产氢发酵效能的发酵-分离耦合生物制氢方法
CN102976559A (zh) * 2012-12-10 2013-03-20 重庆大学 厌氧氨氧化微生物逆向电渗析污水处理同时发电的方法及装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
温俊丽: "高温微生物燃料电池产电性能的研究", 中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技Ⅰ辑 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023122677A1 (en) * 2021-12-23 2023-06-29 Black & Veatch Holding Company Integrated waste reduction system
CN114289454A (zh) * 2022-01-11 2022-04-08 浙江工商大学 一种易腐垃圾厌氧发酵装置及方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Bian et al. Microbial electrosynthesis from CO2: Challenges, opportunities and perspectives in the context of circular bioeconomy
Zou et al. Efficiently “pumping out” value-added resources from wastewater by bioelectrochemical systems: A review from energy perspectives
Kong et al. Overview of value-added products bioelectrosynthesized from waste materials in microbial electrosynthesis systems
Aryal et al. Microbial electrochemical approaches of carbon dioxide utilization for biogas upgrading
CN113694732A (zh) 一种从混合发酵液中即时高效回收挥发性脂肪酸系统
Hassan et al. Increasing 2-Bio-(H2 and CH4) production from food waste by combining two-stage anaerobic digestion and electrodialysis for continuous volatile fatty acids removal
CN109554399B (zh) 一种提高剩余活性污泥厌氧发酵产氢效率的预处理方法
CN103332831A (zh) 一种硫氰酸红霉素菌渣废水的综合处理系统及方法
AU2013220906B2 (en) Method and system for electro-assisted hydrogen production from organic material
CN105543282A (zh) 强化有机废水或废物厌氧生物产氢的方法
CN105601070A (zh) 有机废物厌氧消化-微生物电解耦合反应系统及其方法
Li et al. Low-grade heat energy driven microbial electrosynthesis for ethanol and acetate production from CO2 reduction
CN104176823B (zh) 集废水生物处理与促进甲烷回收于一体的微生物电解系统及方法
US20060272956A1 (en) Dual hydrogen production apparatus
CA2935618A1 (en) A method for the recovery of organic compounds from wastewater for generating electricity
Ye et al. Bio-membrane integrated systems for nitrogen recovery from wastewater in circular bioeconomy
Kadier et al. Microbial Electrolysis Cell (MEC) an innovative Waste to Bioenergy and Value‐added By‐product technology
CN104762635A (zh) 电辅助将乙醇转化为乙酸的同时产甲烷的方法与装置
CN105803001A (zh) 一种利用微生物电解池实现剩余污泥产氢的方法
CN107964552B (zh) 一种厌氧消化与mfc耦合提高甲烷合成效率的方法
CN213416792U (zh) 一种电刺激耦合暗发酵产氢微生物电化学系统
Lay et al. Continuous anaerobic hydrogen and methane production using water hyacinth feedstock
CN1776950A (zh) 从有机废水中发电空气阴极生物燃料电池
CN101413014A (zh) 微波法预处理污水厂剩余污泥发酵产氢的方法及其装置
WO2023094503A1 (en) A process to treat a carbon dioxide comprising gas

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination