一种从甲酸盐废水中回收甲酸的方法
【专利摘要】本发明公布了一种应用于处理含甲酸盐废水生产甲酸的方法，属于生物电化学领域。该方法使用微生物脱盐同步产酸碱池，主要包括采用四室结构，阳极由附着有产电微生物的碳刷组成，阴极采用炭黑、活性炭和乙醇制作，阴阳级间距在4-8cm之间。本发明使用的方法能够有效处理含甲酸盐废水并从中回收甲酸，甲酸盐的去除率达到70％，甲酸的回收率达到40％。在此过程中通过产电微生物将化学能转化为电能，具有制备成本低、内阻小、操作简便的特点，兼顾了经济效益与环保效益。
【专利说明】—种从甲酸盐废水中回收甲酸的方法
【技术领域】
[0001]本发明属于生物电化学领域，是一种将废水中的甲酸盐转化为甲酸，同时利用微生物产电降低能耗的方法。
【背景技术】
[0002]甲酸是一种重要的化工原料，广泛应用于纺织品印染、皮革加工、橡胶加工、青贮饲料和医药等生产中。甲酸市场供不应求，每年只能满足需求量的40%。目前回收甲酸的方法主要包括:萃取法、离子交换法和中和法。这些方法成本高、经济效益差，现在迫切需要一种能耗低、成本少的方法来解决这一难题。
[0003]微生物脱盐同步产酸碱池可以在阳极室中利用产电微生物分解有机物，直接将废水中有机物的化学能转化为电能，能耗小、成本低，兼顾了环境效益与经济效益。
[0004]该系统阳极微生物分解有机物产生电子和质子，电子通过外电路传递至阴极形成电场，双极膜产生的氢氧根离子进入阳极室，与质子结合使阳极室邱在整个运行周期稳定在6.8-7.2，中室的甲酸盐在电场力作用下，阴离子移动至酸室，与双极膜产生的氢离子结合生成盐酸；在碱室中，氧气、水与电子反应形成氢氧根，中室的阳离子移动至碱室与氢氧根结合生成氢氧化钠。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是微生物脱盐同步产酸碱池将废水中的甲酸盐转化为甲酸，在此过程中通过产电微生物将化学能转化为电能，可以降低产甲酸能耗。
[0006]阳极位于阳极室内，反应体系的阳极由附着有产电微生物的碳刷组成，阴极采用炭黑、活性炭和乙醇制作，阴阳级间距在4-8(^1之间
[0007]阳极室中的培养液是添加无机盐、微量元素、维生素的溶液，中室中加入0.2-0.611101的含甲酸盐的人工废水，操作条件为中性13?、室温、间歇式培养。
[0008]本发明具有的有益效果:⑴可利用的有机物种类多。⑵可处理的废水有机物浓度大。(3)能量消耗低。(4)可同时制备其他有经济效益的产品，在处理有机污水的同时还能冋步回收制备有机酸。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]附图1是微生物脱盐同步产酸碱池的结构示意图。
[0010]附图2是产电微生物产电曲线示意图。
[0011]附图3是微生物脱盐同步产酸碱池处理甲酸盐与甲酸生成浓度随时间变化关系图。其中曲线3表示中室甲酸盐浓度-时间关系，曲线6表示酸室甲酸浓度-时间关系。
[0012]附图4是微生物脱盐同步产酸碱池处理甲酸盐总能耗与时间变化关系图。
【具体实施方式】
[0013]如图1所示，应用于产甲酸的微生物脱盐同步产酸碱池是由四室构成。该反应系统中阳极室的阳极为碳刷，产电菌在其上形成产电生物膜，并置于阳极室的基质溶液中。阴极有催化层与扩散层两面，扩散层直接暴露于空气中。含甲酸盐的人工废水直接注入中室上部的进水口，酸室中注入0.06-0.111101的初始甲酸溶液以保证导电性，碱室中注入浓度为158/1的氯化钠溶液。
[0014]利用本发明的微生物脱盐同步产酸碱池处理含甲酸盐废水，废水中的甲酸盐浓度为0.611101/1，运行1811后中室中甲酸盐的浓度降低为0.1-0.15001/1，酸室中产甲酸的浓度为0.25-0.35001/1。能耗方面:电压为0.8-1.2\时，总能耗为2.0-2.5跳/匕。
【权利要求】
1.其特征在于该系统由四个室构成，分别为阳极室、酸室、中室、碱室，用双极膜-阴离子交换膜-阳离子交换膜顺次隔开。
2.根据权利要求1所述的微生物脱盐同步产酸碱池，其特征在于位于阳极室的产电微生物分解有机物产生电子和质子，中室加入含甲酸盐的废水，操作条件为中性pH，室温，间歇式培养。
3.根据权利要求1所述的应用于脱盐产酸的微生物脱盐同步产酸碱池，其特征在于能将废水中的甲酸盐转化为甲酸，同时可降低能耗，总能耗为2.8-3.0 kWh/kg ο
4.根据权利要求1所述的应用于脱盐产酸的微生物脱盐同步产酸碱池，其特征在于酸室中可以获得甲酸浓度为0.2-0.25mol/L。
5.根据权利要求1所述的微生物脱盐同步产酸碱池，其特征在于系统内部总阻抗为90-100 欧。
【文档编号】C12P7/40GK104313063SQ201410529239
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2014年9月25日 优先权日:2014年9月25日
【发明者】刘广立, 杨昆鹏, 骆海萍, 张仁铎 申请人:中山大学