【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及废气处理的领域，尤其是涉及一种尾气电化学提纯耦合mabr的微生物合成系统及合成方法。
技术介绍
1、当前，生活所使用的化学品主要由化学方法合成，然而，传统的化学品制造在发展中面临诸多挑战，如粮食安全、能源安全和生态安全等，因此微生物制造是重要突破口。利用细胞工厂进行化学品合成，是微生物制造的一种方法，这一方法具有条件温和、水相反应和绿色低碳等优势。
2、在微生物制造中，大多以甲醇、葡萄糖作为底物，氢氧化细菌作为电子供体，但是存在生产成本高的问题。
技术实现思路
1、为了降低微生物制造的成本，本专利技术提供一种尾气电化学提纯耦合mabr的微生物合成系统及合成方法。
2、本专利技术提供一种尾气电化学提纯耦合mabr的微生物合成系统，采用如下的技术方案：
3、一种尾气电化学提纯耦合mabr的微生物合成系统，包括电解反应器和生物合成反应器，所述电解反应器一端连通有酸液池和碱液池，另一端连通有第一输送管和第二输送管，所述酸液池和所述碱液池连通，所述电解反应器通过所述第一输送管和所述第二输送管与所述生物合成反应器连通；
4、所述电解反应器上连通有电源，所述生物合成反应器内设有温控组件，所述酸液池上连通有第三输送管，所述酸液池通过所述第三输送管与所述生物合成反应器连通。
5、在一个具体的可实施方案中，所述第一输送管远离所述电解反应器的一端连通有流量控制器的进口连通，所述第二输送管和第三输送管均与所述流量控制器的进口连通，所
6、在一个具体的可实施方案中，所述电解反应器包括第一罐体、阳极和阴极，所述阳极和所述阴极设置在所述第一罐体相对的两端，所述第一罐体内沿所述阳极到所述阴极的方向，依次设有第一双极膜、阴离子交换膜、阳离子交换膜和第二双极膜，将所述第一罐体依次分隔为阳极室、酸液室、盐溶液室、碱液室和阴极室，所述阳极室、所述酸液室、所述盐溶液室、所述碱液室和所述阴极室的体积比为：(0.8～1.2):(0.8～1.2):(0.8～1.2):(0.8～1.2):(0.8～1.2)；
7、所述阳极设置在所述阳极室内，所述阴极设置在所述阴极室内，所述电源的与所述阳极和所述阴极连接，所述酸液池与所述阳极室连通，所述碱液池与所述阴极室连通。
8、在一个具体的可实施方案中，所述温控组件包括循环管和温度控制器，所述循环管设置在所述生物合成反应器内，所述循环管的两端均与所述温度控制器连接。
9、在一个具体的可实施方案中，所述生物合成反应器包括第二罐体和搅拌组件，所述搅拌组件设置在所述第二罐体的顶端，所述第二罐体内设有mabr膜，所述mabr膜设有多个，多个所述mabr膜间隔设置在所述第二罐体的顶端和底端。
10、在一个具体的可实施方案中，所述搅拌组件包括电机和搅拌桨，所述电机设置在所述第二罐体的顶端，所述电机的输出轴朝向所述第二罐体设置，所述搅拌桨设置在所述第二罐体内，所述搅拌桨的转轴一端贯穿所述第二罐体的顶端与所述电机的输出轴连接，另一端延伸到所述mabr膜下方。
11、本专利技术还提供一种尾气电化学提纯耦合mabr的微生物合成方法，采用如下的技术方案：
12、一种尾气电化学提纯耦合mabr的微生物合成方法，与上述的尾气电化学提纯耦合mabr的微生物合成系统配合使用，包括如下步骤：
13、在所述电解反应器中通入电解液和去离子水，进行电解；
14、电解过程中生成的h2和o2通过所述第一输送管和所述第二输送管向所述生物合成反应器输送；电解过程中生成的酸液流入所述酸液池，生成的碱液流入所述碱液池；
15、将工业尾气向所述碱液池(12)中输送，使所述碱液池(12)中的碱液形成吸收液，再将吸收液通入所述酸液池(11)中，吸收液与酸液反应使得co2呈气态从吸收液中被释放；
16、co2、h2和o2的混合气体通入所述生物合成反应器中，所述混合气体透过mabr膜形成致密的微纳米气泡，供给氢氧化细菌进行生物合成。
17、在一个具体的可实施方案中，将co2通入碱液中时，碱液、酸液和co2气体的体积比为：1:1:(50～100)。
18、在一个具体的可实施方案中，进行电解的过程中，电压为2～10v，电流密度为10～30ma·cm-2。
19、在一个具体的可实施方案中，酸液的ph达到0.65～1.00，并在该范围内保持20～60分钟时，通过所述酸液池进行收集，碱液的ph达到12.8～13.2，并在该范围内保持20～60分钟时，通过所述碱液池进行收集，工业尾气通入所述碱液池的过程中按照固定的流速保持60～100分钟。
20、综上所述，本专利技术包括以下至少一种有益技术效果：
21、1.采用电解水的方法生成h2和o2的同时，利用形成的酸液和碱液实现了工业尾气中co2的纯化，设计巧妙，且水相较于甲醇、葡萄糖成本更低，有效降低了微生物制造的成本。
22、2.采用mabr微纳米曝气的方式，加强气体传质，提高了微生物制造的产量。
23、3.通过电解水生成的h2和o2实现氢氧化细菌高附加值产品的合成，提升了经济性。
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1.一种尾气电化学提纯耦合MABR的微生物合成系统，其特征在于：包括电解反应器和生物合成反应器，所述电解反应器一端连通有酸液池(11)和碱液池(12)，另一端连通有第一输送管和第二输送管，所述酸液池(11)和所述碱液池(12)连通，所述电解反应器通过所述第一输送管和所述第二输送管与所述生物合成反应器连通；
2.根据权利要求1所述的尾气电化学提纯耦合MABR的微生物合成系统，其特征在于：所述第一输送管远离所述电解反应器的一端连通有流量控制器(16)的进口连通，所述第二输送管和第三输送管均与所述流量控制器(16)的进口连通，所述流量控制器(16)的出口上连通有连接管，所述连接管与所述生物合成反应器连通。
3.根据权利要求1所述的尾气电化学提纯耦合MABR的微生物合成系统，其特征在于：所述电解反应器包括第一罐体(28)、阳极(6)和阴极(10)，所述阳极(6)和所述阴极(10)设置在所述第一罐体(28)相对的两端，所述第一罐体(28)内沿所述阳极(6)到所述阴极(10)的方向，依次设有第一双极膜(7)、阴离子交换膜(8)、阳离子交换膜(9)和第二双极膜(29)，
4.根据权利要求1所述的尾气电化学提纯耦合MABR的微生物合成系统，其特征在于：所述温控组件包括循环管(26)和温度控制器(23)，所述循环管(26)设置在所述生物合成反应器内，所述循环管(26)的两端均与所述温度控制器(23)连接。
5.根据权利要求1所述的尾气电化学提纯耦合MABR的微生物合成系统，其特征在于：所述生物合成反应器包括第二罐体(20)和搅拌组件，所述搅拌组件设置在所述第二罐体(20)的顶端，所述第二罐体(20)内设有MABR膜(25)，所述MABR膜(25)设有多个，多个所述MABR膜(25)间隔设置在所述第二罐体(20)的顶端和底端。
6.根据权利要求5所述的尾气电化学提纯耦合MABR的微生物合成系统，其特征在于：所述搅拌组件包括电机(17)和搅拌桨(27)，所述电机(17)设置在所述第二罐体(20)的顶端，所述电机(17)的输出轴朝向所述第二罐体(20)设置，所述搅拌桨(27)设置在所述第二罐体(20)内，所述搅拌桨(27)的转轴一端贯穿所述第二罐体(20)的顶端与所述电机(17)的输出轴连接，另一端延伸到所述MABR膜(25)下方。
7.一种尾气电化学提纯耦合MABR的微生物合成方法，其特征在于：与权利要求1～6任一所述的尾气电化学提纯耦合MABR的微生物合成系统配合使用，包括如下步骤：
8.根据权利要求7所述的尾气电化学提纯耦合MABR的微生物合成方法，其特征在于：将CO2通入碱液中时，碱液、酸液和CO2气体的体积比为：1:1:(50～100)。
9.根据权利要求7所述的尾气电化学提纯耦合MABR的微生物合成方法，其特征在于：进行电解的过程中，电压为2～10V，电流密度为10～30mA·cm-2。
10.根据权利要求7所述的尾气电化学提纯耦合MABR的微生物合成方法，其特征在于：酸液的pH达到0.65～1.00，并在该范围内保持20～60分钟时，通过所述酸液池(11)进行收集，碱液的pH达到12.8～13.2，并在该范围内保持20～60分钟时，通过所述碱液池(12)进行收集，工业尾气通入所述碱液池(12)的过程中按照固定的流速保持60～100分钟。
...【技术特征摘要】
1.一种尾气电化学提纯耦合mabr的微生物合成系统，其特征在于：包括电解反应器和生物合成反应器，所述电解反应器一端连通有酸液池(11)和碱液池(12)，另一端连通有第一输送管和第二输送管，所述酸液池(11)和所述碱液池(12)连通，所述电解反应器通过所述第一输送管和所述第二输送管与所述生物合成反应器连通；
2.根据权利要求1所述的尾气电化学提纯耦合mabr的微生物合成系统，其特征在于：所述第一输送管远离所述电解反应器的一端连通有流量控制器(16)的进口连通，所述第二输送管和第三输送管均与所述流量控制器(16)的进口连通，所述流量控制器(16)的出口上连通有连接管，所述连接管与所述生物合成反应器连通。
3.根据权利要求1所述的尾气电化学提纯耦合mabr的微生物合成系统，其特征在于：所述电解反应器包括第一罐体(28)、阳极(6)和阴极(10)，所述阳极(6)和所述阴极(10)设置在所述第一罐体(28)相对的两端，所述第一罐体(28)内沿所述阳极(6)到所述阴极(10)的方向，依次设有第一双极膜(7)、阴离子交换膜(8)、阳离子交换膜(9)和第二双极膜(29)，将所述第一罐体(28)依次分隔为阳极室(1)、酸液室(2)、盐溶液室(3)、碱液室(4)和阴极室(5)，所述阳极室(1)、所述酸液室(2)、所述盐溶液室(3)、所述碱液室(4)和所述阴极室(5)的体积比为：(0.8～1.2):(0.8～1.2):(0.8～1.2):(0.8～1.2):(0.8～1.2)；
4.根据权利要求1所述的尾气电化学提纯耦合mabr的微生物合成系统，其特征在于：所述温控组件包括循环管(26)和温度控制器(23)，所述循环管(26)设置在所述生物合成反应器内，所述循环管(26)的两端均与所述温度控制器(23)连接。
5.根据权利要求1所述的尾气电化学...
【专利技术属性】
技术研发人员：梁禹翔，张艳晴，冯华军，项海，叶芳芳，李平丽，丁养城，邱夏雯，
申请(专利权)人：浙江农林大学，
类型：发明
国别省市：
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