利用有机固废厌氧发酵制甲烷的电化学反应器以及方法技术

本发明专利技术公开了利用有机固废厌氧发酵制甲烷的电化学反应器以及方法；利用有机固废厌氧发酵制甲烷的方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)电极制备：采用金属丝为支撑体，制成刷状阴极；将导电碳质材料剪裁至特定尺寸并通过导电金属丝穿引，制成具有通孔的圆筒形阳极；(2)催化电极制备：①预处理：清洗刷状阴极以去除表面杂质；②催化剂生长：将前驱体混合溶液转移至水热反应釜，并将预处理后的刷状阴极置入水热反应釜，在180～220℃条件下发生溶剂热反应，使刷状阴极表面生长出具有纳米结构析氢催化剂；可广泛应用于环境、能源等领域。

Electrochemical reactor and method for producing methane by anaerobic fermentation of organic solid waste

【技术实现步骤摘要】
利用有机固废厌氧发酵制甲烷的电化学反应器以及方法
本专利技术涉及制甲烷的方法以及电化学反应器，具体涉及利用有机固废厌氧发酵制甲烷的电化学反应器以及方法。
技术介绍
随着我国经济水平和人民生活质量的逐步提高，有机固废数量的增长速度逐年增加。据报道，我国2010-2018年间，年产生有机固废以年均8％的速度高速增长，其中2018年我国有机固废产生量已超1亿吨，严重威胁到居民健康、生活环境治理以及食品安全等方面。同时，富含有机物和拥有较高水解率的有机固废也是固体废弃物中重要的能源之一。目前有机固废的处理手段主要包括卫生填埋、焚烧、厌氧发酵等，但公认的资源化无害化的有机固废处理手段为厌氧发酵。该技术可在降解有机固废的同时，生产沼气等可回收利用的资源。然而常规厌氧发酵技术所产生的可燃气体为粗沼气，甲烷含量为50～70％，热值约为37MJ/m3，无法达到生物天然气(甲烷含量95％以上)的标准。2019年12月国家发改委、能源局等十部委发布了《关于促进生物天然气产业化发展的指导意见》提出2025年和2030，我国生物天然气规模应分别达到100及200亿m3的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.利用有机固废厌氧发酵制甲烷的方法，其特征在于：包括以下步骤：/n(1)电极制备：采用金属丝为支撑体，制成刷状阴极；将导电碳质材料剪裁至特定尺寸并通过导电金属丝穿引，制成具有通孔的圆筒形阳极；/n(2)催化电极制备：/n①预处理：清洗刷状阴极以去除表面杂质；/n②催化剂生长：将前驱体混合溶液转移至水热反应釜，并将预处理后的刷状阴极置入水热反应釜，在180～220℃条件下发生溶剂热反应，使刷状阴极表面生长出具有纳米结构析氢催化剂；/n(3)电极组装：将生长有催化剂的刷状阴极与电机连接，再将生长有催化剂的刷状阴极插入圆筒形阳极的通孔内；/n(4)建立反应体系：将活性污泥层放置在电化学反应器底部，...

【技术特征摘要】
1.利用有机固废厌氧发酵制甲烷的方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)电极制备：采用金属丝为支撑体，制成刷状阴极；将导电碳质材料剪裁至特定尺寸并通过导电金属丝穿引，制成具有通孔的圆筒形阳极；
(2)催化电极制备：
①预处理：清洗刷状阴极以去除表面杂质；
②催化剂生长：将前驱体混合溶液转移至水热反应釜，并将预处理后的刷状阴极置入水热反应釜，在180～220℃条件下发生溶剂热反应，使刷状阴极表面生长出具有纳米结构析氢催化剂；
(3)电极组装：将生长有催化剂的刷状阴极与电机连接，再将生长有催化剂的刷状阴极插入圆筒形阳极的通孔内；
(4)建立反应体系：将活性污泥层放置在电化学反应器底部，将有机固废提取物加入反应器；将组装的电极放置在反应器内；
(5)启动电机，使生长有催化剂的刷状阴极旋转，以在反应过程中强化底物扩散；并在生长有催化剂的刷状阴极与圆筒形阳极之间施加一定电压，利用阳极将有机固废提取物转化为易降解的乙酸与氢离子；产生的电子通过外电路传输至阴极，同时氢离子在反应器腔室内扩散传递至阴极，并在阴极表面氢离子与电子结合生成氢气；产生的氢气又可被反应器中活性污泥层内的嗜氢产甲烷菌所代谢，与反应器中的二氧化碳...

【专利技术属性】
技术研发人员：李俊，杨洋，郭善旗，朱启鲁，汪海燕，刘润，邵林涛，刘珺瑞，张瑶，张帆，朱恂，廖强，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：重庆;50