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专利号: 2022100091096
申请人: 烟台大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-05-17
缴费截止日期: 暂无
联系人

摘要:

权利要求书:

1.一种光电生物芬顿反应装置,包括阴极室及阳极室,其特征在于:阴极室内使用S‑MFO电极作为阴极,阳极室内使用碳刷作为阳极,阳极室内还填充有用于提供微生物附着点的活性炭生物电极,阴极室及阳极室通过质子交换膜隔开,S‑MFO电极及碳刷由导线进行连接,并串联一个外接电阻,在阴极室上方设有用于模拟太阳光的氙灯,阴极室内设有用于提供氧气的曝气泵。

2.按照权利要求1所述的一种光电生物芬顿反应装置的制备工艺,其特征在于包括以下步骤:

1)制备S‑MFO颗粒

将1.69g的MnSO4·H2O、5.56g的FeSO4·7H2O、4.936g的Na2S2O3放入50ml去离子水中搅拌均匀后倒入含有3.78g的50mL草酸水溶液中,水浴60‑80℃加热20分钟,生成的橙色沉淀物洗涤后烘干;

2)制备S‑MFO阴极

将步骤1)制备好的S‑MFO颗粒,加入PVDF,PVP,DMF,其中S‑MFO颗粒、PVDF、PVP、DMF的质量比分别是20%:5%:3%:72%,将溶液搅拌均匀后得到S‑MFO溶液,将碳毡放入制备好的S‑MFO溶液中,碳毡充分吸收S‑MFO溶液后,将吸收充分的碳毡放入管式炉中,500℃烧制2小时,最终获得S‑MFO电极;

3)产电微生物阳极的培养

将厌氧污泥与活性炭混合培养一周,使微生物完全附着在活性炭表面,培养期间加入人工配置的营养基,得到活性炭生物电极;

4)微生物阳极的运行

将活性炭生物电极放入反应装置的阳极室中,并插入碳刷作为阳极,同时继续加入步骤3)的营养基;

5)用导线5连接S‑MFO电极及碳刷,并外接电阻形成闭合回路,S‑MFO电极下面放入曝气泵来提供芬顿反应中所需要的氧气,阴极室上方用氙灯照射模拟可见光。

3.按照权利要求1所述的一种光电生物芬顿反应装置的制备工艺,其特征在于步骤1)中所述生成的橙色沉淀物经去离子水和乙醇分别洗涤三遍,放入烘箱中60℃烘干。

4.按照权利要求1所述的一种光电生物芬顿反应装置的制备工艺,其特征在于步骤2)中所述溶液搅拌均匀是将溶液放置于磁力搅拌器上搅拌12小时。

5.采用权利要求1所述的光电生物芬顿反应器处理利巴韦林抗生素废水的工艺,其特征在于包括以下步骤:

1)利巴韦林废水从进水口通入调节池中,往调节池加入0.5mol/L H2SO4调节废水pH值至3,并投加0.5mol/L的Na2SO4作为光生物电芬顿反应的电解质,以提高利巴韦林废水的导电性能;

2)经步骤1)处理后的利巴韦林废水加入到光生物电芬顿反应装置的阴极室中,利巴韦林废水没过S‑MFO电极,并在光生物电芬顿反应装置的阴极室上方用氙灯模拟可见光照射,进行氧化还原反应;

3)在可见光照射下及微生物提供的电场作用情况下,阴极产生的H2O2与阴极溶液中的

2+

Fe 发生反应生成具有强氧化性能和非选择性的·OH,对利巴韦林进行开环和断裂作用,从而对利巴韦林废水进行有效处理和回收。