[发明专利]一种嵌入式生物电合成系统及方法

摘要

本发明涉及一种嵌入式生物电合成系统，主要由厌氧氧化反应器、生物电合成反应器、培养液循环控制系统、电源和外电路等组成；生物电合成反应器从内到外由导电的反应器壁、隔膜和阳极构成，导电反应器壁同时也是反应器的阴极；培养液循环控制系统用来控制调节培养液的pH值、温度、CO₂浓度等。利用本系统，通过外加电势，把废弃物、废水厌氧氧化与生物还原合成进行偶联，厌氧氧化反应器内的废弃物、废水厌氧氧化产生的电子传递到作为导电器壁的阴极后，电子流通过器壁向电合成反应器内的微生物菌群传递，微生物菌群获得电子后，将CO₂还原合成有机化学品。

主权项

一种嵌入式生物电合成系统，其特征在于：包括厌氧氧化反应器（1）、生物电合成反应器（2）、培养液循环控制系统、电源（7）和外电路； 厌氧氧化反应器（1）用于废弃物、废水氧化处理，内设搅拌装置； 生物电合成反应器（2）从内到外由导电的反应器壁（3）、隔膜（4）和阳极（6）构成，导电反应器壁同时也是反应器的阴极，反应器壁（3）和阳极（6）分别接电源的阴极和阳极，生物电合成反应器作为独立的密封构件嵌入到厌氧氧化反应器中；生物电合成反应器（2）封闭的空间构成阴极室；厌氧氧化反应器（1）和嵌入的生物电合成反应器（2）之间的空隙构成阳极室； 培养液循环控制系统包括循环液多参数调节罐（8）、循环泵（9）、在线pH控制器（10）、在线CO₂控制补充系统（11）、在线温度控制器（12）、液位控制器（13）、加酸泵（14）、酸液储罐（15）、CO₂储罐（16）以及培养基储罐（17）；循环泵（9）连接密闭的生物电合成反应器（2）和循环液多参数调节罐（8）；加酸泵（14）连接酸液储罐（15）和循环液多参数调节罐（8）;循环液多参数调节罐（8）具有搅拌装置、循环液进出口、CO₂气体和培养基补充进口、产物排出口。