专利名称：一种用于还原溶液中Fe(Ⅲ)EDTA的生物电化学反应器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及环境污染治理领域，尤其涉及一种用于还原溶液中 Fe(III)EDTA的生物电化学反应器。
背景技术：
氮氧化物(NOx)的排放是导致酸雨、光化学烟雾等一系列严重空气 污染问题的主要原因之一 。随着近年来对氮氧化物污染的重一见和相关法律 法规的出台及实施，我国对氮氧化物排放的控制将日趋严格。燃煤烟气中 的NOx， 95%以上为NO, N02为少量，因此，烟气脱氮实质为NO的去 除。由于NO基本不溶于水，常用的湿法脱疏装置中，脱疏的同时无法将 NO去除。若能发现一种化学添加剂，加入到现有的湿法脱硫过程中，在 脱疏的同时将NO脱除将是一种非常经济理想的方法。
为此，以Fe(II)EDTA (乙二胺四乙酸亚铁)为络合吸收剂的NO络合 吸收技术，在美国、日本等地被深入地进行了实验室及中试研究(Shi Y,
《Environ. Prog.》,1997， 16,301-306;李伟，《中国环境科学》，2005,25, 306-309)。络合吸收法利用液相络合吸收剂直接同NO反应，增大NO在 水中的溶解性，从而使NO易于从气相转入液相，该法特别适用于处理主 要含NO的燃煤烟气，在实验装置中可以达到90。/。或更高的NO脱除率。 亚铁络合吸收剂可以作为添加剂直接加入石灰石膏法烟气脱辟b的浆液中， 只需在原有的脱^5克设备上稍加改造，就可以实现同时脱除S02和NOx
(Sada E，《Ind. Eng. Chem. Process Des. Dev.》，1982， 21, 771-774 )，节省 高额的固定投资。
但是，利用Fe(II)EDTA作为吸收剂络合吸收处理NOx同时有以下的 缺点(SadaE,《Ind. Eng. Chem. Res》，1987， 26， 1468-1472; Zang V，《Inorg. Chem.》，1990， 29(9), 1705-1711 ): ( 1 )吸收的NO与溶解的S02反应成为 N20、 N2和其他一些N-S化合物，然而，这些副产的N-S化合物由于其较 高的水溶性，难以从溶液中分离。(2)由于烟气中一般含有3%~8%的02,此类吸收剂中的Fe(n)容易被02氧化成Fe(III)而失去对NO的络合能 力，从而降低对NO的吸收率。针对这些问题，国内外学者对亚铁络合吸 收剂的再生情况进行了相应的研究。Na2S204、维生素C、 S032\ HS(V、 乙二醛等还原剂能够将氧化的吸收剂再生，但是高成本、低再生速率或难 处理的副产物的生成；Tsai等人研究了采用电化学方法把Fe(III)EDTA还 原为Fe(II)EDTA的可行性，连续运行过程中NO脱除率可以稳定在70% 80% ( Tsai SS，《Environ. Prog.》，1989, 8, 126-129 ), ^f旦是这种方法应用 于工业生产是不经济的，因为需要高额的电能去还原溶液中存在的比 Fe(III)具有更低的还原势能像溶解氧之类的其他成分；致使单一的 Fe(II)EDTA络合吸收法无法在工业中得到应用。
发明内容
本实用新型提供了 一种能耗小、结构简单的用于还原溶液中 Fe(III)EDTA的生物电化学反应器。
一种用于还原溶液中Fe(III)EDTA的生物电化学反应器，包括反应容 器，反应容器内设有由多孔石赠材料制成的正电极和负电极。
正电极为1根，负电极为6 ~ 12根。
反应容器为圆柱形，正电极置于反应容器中心，负电极围绕正电极均 匀分布于反应容器边缘。
反应容器顶部设有采样口和出气口 ，侧壁上设有进水口和出水口 。 将负电极进行铁还原菌挂膜处理，铁还原菌就会附着在负电极上，将 含Fe(m)EDTA溶液倒入反应容器内，然后加入还原剂和培养基，可通过 铁还原菌直接将Fe(III)EDTA还原成Fe(II)EDTA ，其反应原理如下
C+2H2 O ~> C02+4H+; 2H2 O ~> H2+20H-.
2Fe(III)EDTA+H2 铁还原菌> 2Fe(II)EDTA+2H+ . 24Fe(m)EDTA+C6H1206+240H- 铁还原菌>24Fe(II)EDTA+18H2Q+6C02本实用新型生物电化学反应器的负电极上可附着铁还原菌，通过铁还
原菌还原Fe(m)EDTA，能耗小，而且结构简单，制造成本低廉。
图1为本实用新型生物电化学反应器的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，一种用于还原溶液中Fe(III)EDTA的生物电化学反应器， 包括反应容器1,反应容器1为圆柱形，直径120mm，高度200mm,有 效容积1.5L。
反应容器1顶部设有采样口 8和排气口 6,可以及时掌握内部反应情况。
四周侧壁上设有进水口 4和出水口 5,当反应结束时，可自动替换内 部的溶液，或添加反应所需的物质，如培养基等。
反应容器1中心设有1根正电极2、四周边缘设有6 ~ 12根均匀分布 并围绕着正电极2的负电极3。
正电极2和负电极3均由石墨制成，也可由其它多孔石錯材料制成， 长度均为200mm，直径均为6mm。
工作时，将正电极2和负电极3分别接于电源7的正极和负极。
上述实施例的生物电化学反应器工作原理如下 (1 )将负电极3进行铁还原菌的挂膜处理，铁还原菌附着在负电极3 的表面。
(2) 往反应容器1内倒入待处理的含Fe(III)EDTA的溶液，然后加入 电子供体及碳源(如葡萄糖等)和培养基。
(3) 最后将反应容器1进行水浴加热，接通电源，直至反应结束。 培养基(mg/L):碳源(葡萄糖)2500， K2HP04.3H20 1000， KH2P04
625, Na2S03 70， MgS04 100， CaCl2 2， MnS04 0.5, Na2Mo04 0.1， CuSO4.5H2O0.1。
权利要求1. 一种用于还原溶液中Fe(III)EDTA的生物电化学反应器，包括反应容器(1)，其特征在于所述的反应容器(1)内设有由多孔碳质材料制成的正电极(2)和负电极(3)。
2. 根据权利要求1所述的生物电化学反应器，其特征在于所述的正 电极(2 )为1根，负电极(3 )为6 ~ 12根。
3. 根据权利要求2所述的生物电化学反应器，其特征在于所述的反 应容器(l)为圆柱形，正电极(2)置于反应容器中心，负电极(3)围 绕正电极(2)均匀分布于反应容器(1)边缘。
4. 根据权利要求1所述的生物电化学反应器，其特征在于所述反应 容器的顶部设有采样口 (8)和出气口 (6)。
5. 根据权利要求1所述的生物电化学反应器，其特征在于所述反应 容器的侧壁上设有进水口 (4)和出水口 (5)。
专利摘要本实用新型公开了一种用于还原溶液中Fe(III)EDTA的生物电化学反应器，包括反应容器，反应容器内设有由多孔碳质材料制成的正电极和负电极。本实用新型生物电化学反应器的负电极上可附着铁还原菌，通过铁还原菌还原Fe(III)EDTA，能耗小，而且结构简单，制造成本低廉。
文档编号C12M1/42GK201224732SQ200820085809
公开日2009年4月22日 申请日期2008年4月23日 优先权日2008年4月23日
发明者张士汉, 伟 李, 糜徐红, 琳 高 申请人:浙江大学