[0001] 本实用新型涉及有机废水资源化技术领域，尤其涉及一种分段电发酵强化酿酒废水产己酸的装置。

[0002] 随着大量有机废物的产生与低效利用，将有机废物转化为化学产品和生物能源的手段亟待升级。在浓香型白酒发酵过程中，入窖酒醅经微生物代谢后产生大量的游离水。这些水与酒醅中未被微生物所利用的水逐渐沉降，将酒醅中的酸、可溶性淀粉、酵母溶出物、还原糖、单宁、酒精及香味前体物质溶出，最后沉积于窖池底部而形成棕黄色的废水，即酿酒黄水。酿酒黄水的CODcr达到了25000～40000mg/L，BODcr达到了25000～30000mg/L。

[0003] 厌氧发酵是一种资源化废水的有效手段，适当条件下可以通过反式β氧化实现碳链的延长，将短链酸、醇的碳链延长为高价值的己酸。酿酒黄水中含有丰富的乙醇、乳酸、乙酸等物质，可以作为反式β氧化的底物。因此，将酿酒黄水作为底物，通过厌氧发酵生产己酸是一种合理的资源化有机废水的方法。

[0004] 电发酵是一种通过外加电压提高厌氧发酵产物产率的方法。然而电发酵在实际废水中的应用，与是否存在更佳的通电模式尚缺乏实践。因此，有必要设计一种以酿酒黄水为底物的电发酵装置，以实现更高效的有机废水资源化与己酸产量的提升。实用新型内容

[0005] 本实用新型提供了一种分段电发酵强化酿酒废水产己酸的装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

[0006] 为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：

[0007] 一种分段电发酵强化酿酒废水产己酸的装置，包括阳极室、阴极室和恒电位仪，所述阳极室的上侧固定连接有第二盖板，所述阴极室的上侧固定连接有第一盖板，所述阳极室和阴极室之间固定连接有连接管，所述连接管内固定连接质子交换膜，所述阴极室底部设有搅拌装置，所述第二盖板的侧壁上固定连接有阳极柱，所述阳极柱贯穿第二盖板的侧壁，所述阳极柱的底端固定连接有钌铱钛网，所述第二盖板的侧壁上固定连接有第二进入管，所述第一盖板的上侧固定连接有第一进入管，所述第一盖板的侧壁上固定连接有阴极柱，所述阴极柱贯穿第一盖板的侧壁，所述阴极柱的底端固定连接有碳毡，所述第一盖板的侧壁上固定连接有导电柱，所述导电柱的侧壁上固定连接有参比电极，所述参比电极贯穿第一盖板的侧壁并延伸进入到阴极室的内部，所述恒电位仪分别与阴极柱、阳极柱和导电柱电连接。

[0008] 作为本技术方案的进一步改进方案：所述搅拌装置包括磁力搅拌器和转子，所述转子位于阴极室的内部底侧壁上，所述磁力搅拌器抵在阴极室的外部底侧壁上。

[0009] 作为本技术方案的进一步改进方案：所述转子采用磁性材质，所述转子为两端呈半球形的圆柱。

[0010] 作为本技术方案的进一步改进方案：所述阴极柱、阳极柱和导电柱均为铜柱。

[0011] 作为本技术方案的进一步改进方案：所述参比电极为Ag/AgCl参比电极。

[0012] 作为本技术方案的进一步改进方案：所述钌铱钛网呈矩形设置。

[0013] 与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

[0014] 本实用新型利用双室电解池与分段通电模式，实现了酿酒黄水己酸产量的提高，是一种强化有机废水资源化的可行性手段。

[0015] 上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本实用新型的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。

[0024] 以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本实用新型。根据下面说明和权利要求书，本实用新型的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。

[0025] 需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

[0026] 除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

[0027] 请参阅图1～5，本实用新型实施例中，一种分段电发酵强化酿酒废水产己酸的装置，包括阳极室11、阴极室4和恒电位仪15，阳极室11的上侧固定连接有第二盖板13，阴极室4的上侧固定连接有第一盖板2，阳极室11和阴极室4之间固定连接有连接管9，连接管9内固定连接质子交换膜8，阴极室4底部设有搅拌装置，第二盖板13的侧壁上固定连接有阳极柱
12，阳极柱 12贯穿第二盖板13的侧壁，阳极柱12的底端固定连接有钌铱钛网10，钌铱钛网
10呈矩形设置，第二盖板13的侧壁上固定连接有第二进入管14，第一盖板2的上侧固定连接有第一进入管16，第一盖板2的侧壁上固定连接有阴极柱17，阴极柱17贯穿第一盖板2的侧壁，阴极柱17的底端固定连接有碳毡5，第一盖板2的侧壁上固定连接有导电柱1，导电柱1的侧壁上固定连接有参比电极3，参比电极3为Ag/AgCl参比电极，参比电极3贯穿第一盖板2 的侧壁并延伸进入到阴极室4的内部，恒电位仪15分别与阴极柱17、阳极柱 12和导电柱1电连接，阴极柱17、阳极柱12和导电柱1均为铜柱。

[0028] 具体的，搅拌装置包括磁力搅拌器7和转子6，转子6位于阴极室4的内部底侧壁上，磁力搅拌器7抵在阴极室4的外部底侧壁上，转子6采用磁性材质，转子6为两端呈半球形的圆柱。

[0029] 如图1所示，构建以质子交换膜8分开的双室电解池，分别采用预处理过的碳毡5(在1mol/L的NaOH中浸泡1h，再在1mol/L的HCl中浸泡1h，之后使用去离子水洗涤至中性)与钌铱钛网作为阴极与阳极，将Ag/AgCl参比电极作为阴极室4的参比电极3，在阴极室内加入转子6。使用pH＝6.5的 5mM磷酸盐缓冲液将酿酒黄水稀释5倍，稀释后各物质浓度如下表所示：

[0030]物质 浓度(g/L)
乳酸 13.24±0.97
乙醇 12.45±0.59
乙酸 8.02±0.66
葡萄糖 0
丁酸 0.78±0.09
己酸 0.98±0.08

[0031] 实施例1

[0032] 在双室电解池中，将pH＝6.5的5mM磷酸盐缓冲液加入阳极室11。将稀释 5倍后的酿酒黄水作为底物加入阴极室4，并接种驯化后的白酒窖泥。阴极室4内，加入2‑溴乙基磺酸钠至10g/L，调节pH至6.5，加入转子6并使用氮气曝气5分钟。转子6转速设定为150rpm，双室电解池在37℃的培养箱中进行厌氧发酵。在12天内获得了的0.55g/L己酸产量，阴极室中的物质浓度如图3所示。

[0033] 实施例2

[0034] 在双室电解池中，将pH＝6.5的5mM磷酸盐缓冲液加入阳极室11。将稀释 5倍后的酿酒黄水作为底物加入阴极室4，并接种驯化后的白酒窖泥。阴极室 4内，加入2‑溴乙基磺酸钠至10g/L，调节pH至6.5，加入转子6并使用氮气曝气5分钟。转子6转速设定为150rpm，并对阴极施加‑0.8V的电位。双室电解池在37℃的培养箱中进行电发酵。在12天内获得了1.93g/L的己酸产量，阴极室4中的物质浓度如图4所示。

[0035] 实施例3

[0036] 在双室电解池中，将pH＝6.5的5mM磷酸盐缓冲液加入阳极室11。将稀释 5倍后的酿酒黄水作为底物加入阴极室4，并接种驯化后的白酒窖泥。阴极室 4内，加入2‑溴乙基磺酸钠至10g/L，调节pH至6.5，加入转子6并使用氮气曝气5分钟。转子6转速设定为150rpm，双室电解池在37℃的培养箱中进行厌氧发酵。第6天检测到乙醇与乳酸皆消耗85％以上，开始对阴极施加‑0.8 V的电位进行电发酵。在12天内获得了2.14g/L的己酸产量，阴极室中的物质浓度如图5所示。

[0037] 以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制；凡本行业的普通技术人员均可按说明书附图所示和以上所述而顺畅地实施本实用新型；但是,凡熟悉本专业的技术人员在不脱离本实用新型技术方案范围内，利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本实用新型的等效实施例；同时,凡依据本实用新型的实质技术对以上实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变等，均仍属于本实用新型的技术方案的保护范围之内。