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一种酶电极耦合电絮凝去除有机物的方法及反应器

一种酶电极耦合电絮凝去除有机物的方法及反应器

  • 专利类型:发明专利
  • 有效期:不限
  • 发布日期:2021-07-15
  • 技术成熟度:详情咨询
交易价格: ¥面议
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  • 技术(专利)类型 发明专利
  • 申请号/专利号 CN201210169961.6 
  • 技术(专利)名称 一种酶电极耦合电絮凝去除有机物的方法及反应器 
  • 项目单位 中国科学院过程工程研究所
  • 发明人 赵赫; 李海涛; 曹宏斌; 李玉平 
  • 行业类别 化学、冶金
  • 技术成熟度 详情咨询
  • 交易价格 ¥面议
  • 联系人 李志文
  • 发布时间 2021-07-15  
  • 01

    项目简介

    本发明提供一种酶电极耦合电絮凝去除有机物的方法及反应器,该方法在同一电化学体系联合酶修饰电极和电絮凝协同去除水中有机物,控制一定电化学参数,使阴极反应产生的过氧化氢与酶电极催化有机物发生聚合反应,反应后有机产物经泵进入阳极室,与不同电絮凝水解产物通过压缩双电层、吸附电中和及沉淀网捕等凝聚/絮凝作用而沉淀去除,最终达到阴极酶催化聚合和阳极电絮凝协同去除有机物的目的。本发明不仅对低浓度有毒有机污染物选择性强,对小分子、亲水性有机物去除效果好,而且酶添加量低,阴、阳极充分利用,成本得以降低,操作简单,用途广泛,适用于各种含有机物的水、废水及受污染的水体。
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  • 02

    说明书


    1.一种酶电极耦合电絮凝去除有机物的方法,其特征在于实现步骤如下:步骤(1)、在同一电化学体系耦合电絮凝和酶修饰电极,阴极为固载酶的充氧电极,阳极为电絮凝牺牲电极;步骤(2)、利用氢离子交换膜将电解槽阴、阳两极隔开并形成阴极室和阳极室;步骤(3)、原水从阴极室进入,以饱和甘汞电极为参比电极,在一定的阴极电位或在一定电流密度下,阴极反应产生的过氧化氢与酶电极催化原水中有机物发生聚合反应,经过一定停留时间后,将反应后原水泵入阳极室;步骤(4)、在阳极室,以饱和甘汞电极为参比电极,在一定的阳极电位或在一定电流密度下,金属阳极溶解产生水解产物,新生态水解产物通过压缩双电层、吸附电中和及沉淀网捕的凝聚/絮凝作用与阴极室催化聚合有机产物反应而沉淀去除,经电絮凝反应后从阳极出水,最终达到阴极酶催化聚合和阳极电絮凝协同去除有机物的目的;所述阴极的固载酶为辣根过氧化物酶、木质素过氧化酶、聚酚氧化酶、漆酶、儿茶酚氧化酶、血红蛋白酶;所述酶添加量为10U/cm2~1000U/cm2
    2.如权利要求1所述的酶电极耦合电絮凝去除有机物的方法,其特征在于:所述阴极的基体为石墨、活性炭、石墨毡、碳毡、活性炭纤维或碳纳米管。
    3.如权利要求1所述的酶电极耦合电絮凝去除有机物的方法,其特征在于:所述阳极为铝板、铁板或铝铁板。
    4.一种酶电极耦合电絮凝去除有机物的反应器,其特征在于:该反应器包括:阴极、阳极、参比电极、电解槽、水泵、氢离子交换膜、曝气装置和直流电源;所述电解槽利用橡胶垫和固定螺丝进行密闭,阴极与参比电极、阳极与参比电极分别置于电解槽两端,之间设置氢离子交换膜以形成阴极室和阳极室,在阴极室设有曝气装置,外接空气压缩机或气泵,以一定空气流量进入阴极区为阴极溶液提供溶解氧;所述电解槽与水泵之间以管线连接,原水从阴极室入口泵入,经阴极室发生酶聚合反应后,从阴极室出口流出,经管线进入阳极室入口,发生电絮凝反应后,从阳极室出口泵出;直流电源与阴极、阳极之间分别以金属导线连接;所述阴极的固载酶为辣根过氧化物酶、木质素过氧化酶、聚酚氧化酶、漆酶、儿茶酚氧化酶、血红蛋白酶;所述酶添加量为10U/cm2~1000U/cm2
    5.如权利要求4所述的酶电极耦合电絮凝去除有机物的反应器,其特征在于:所述阴极的基体为石墨、活性炭、石墨毡、碳毡、活性炭纤维或碳纳米管。
    6.如权利要求4所述的酶电极耦合电絮凝去除有机物的反应器,其特征在于:所述阳极为铝板、铁板或铝铁板。
    7.如权利要求4所述的酶电极耦合电絮凝去除有机物的反应器,其特征在于:所述阴极和阳极之间距离为1mm~90mm。
    8.如权利要求4所述的酶电极耦合电絮凝去除有机物的反应器,其特征在于:所述阳极电位为0.2V~2.0V;所述阴极电位为-1.2V~-0.2V。
    9.如权利要求4所述的酶电极耦合电絮凝去除有机物的反应器,其特征在于:所述电流密度为0.001A/cm2~1A/cm2
    10.如权利要求4所述的酶电极耦合电絮凝去除有机物的反应器,其特征在于:所述停留时间为5min~5h。
    11.如权利要求4所述的酶电极耦合电絮凝去除有机物的反应器,其特征在于:所述空气流量为0.1L/min~100L/min。
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