[发明专利]一种利用微生物电解池实现剩余污泥产氢的方法

摘要

本发明公开了一种利用微生物电解池实现剩余污泥产氢的方法，(1)以污水厂剩余污泥为接种物，利用双室微生物燃料电池富集阳极产电菌，完成阳极微生物富集；(2)利用超声波细胞粉碎机破解剩余污泥，得到预处理后的剩余污泥；(3)在10~15℃环境下，外加电压0.5V，以预处理后的剩余污泥为底物，运行单室微生物电解池，实现剩余污泥产氢。本发明通过超声破解剩余污泥，释放出污泥胞外生物有机质，增强微生物对有机物的利用。在低温环境下，剩余污泥的SS去除率为32.5%~50%，VSS去除率为15.9%~22.5%，TCOD去除率为22.5%~42.6%，实现了剩余污泥减量和稳定，氢气产率为0.029~0.043 m³ H₂/(m³·d)；实现了剩余污泥的资源化利用。

主权项

1.一种利用微生物电解池实现剩余污泥产氢的方法，包括以下步骤：步骤一、以污水处理厂剩余污泥为接种物，利用双室微生物燃料电池富集阳极产电菌：将悬浮固体浓度为3.1~6.4g/L的剩余污泥与溶液A混合得到混合液B，混合液B加入双室微生物燃料电池阳极室，将溶液C加入双室微生物燃料电池阴极室，记录外电阻的电压值，完成阳极微生物富集；步骤二、利用超声波细胞粉碎机破解剩余污泥，得到预处理后的剩余污泥：取悬浮固体浓度为3.1~6.4g/L的剩余污泥，对剩余污泥超声处理，得到混合液D，完成剩余污泥的预处理；步骤三、在10~15℃环境下，外加电压0.5V，以预处理后的剩余污泥为底物，运行单室微生物电解池，实现剩余污泥产氢：将步骤一完成的阳极转移至单室微生物电解池，作为阳极，阴极为载铂碳布；单室微生物电解池中依次加入：混合液D、3.6mL的溶液E、1.5mL的溶液F，在两极间串联10Ω电阻和0.5V直流稳压电源，完成产氢；其中，步骤一和步骤三的阳极均为大丝束石墨纤维丝缠绕在钛丝上制成的石墨纤维刷电极，阴极为不防水的碳布电极；步骤一和步骤三均在10~15℃低温条件下运行；溶液A成分为每升去离子水中包含：NaAc 1.5g、KH₂PO₄ 2.4145g、K₂HPO₄·3H₂O 7.3539g、NH₄Cl 0.31g、KCl 0.13g；溶液C成分为每升去离子水中包含：KH₂PO₄ 2.4145g、K₂HPO₄·3H₂O 7.3539g、NH₄Cl 0.31g、KCl 0.13g；溶液E成分为每升去离子水中包含：三乙酸 1.5g、MgSO₄·7H₂O 3.0g、MnSO₄·2H₂O 0.5g、NaCl 1.0g、FeSO₄·7H₂O 0.1g、CoCl₂ 0.1g、CaCl₂·2H₂O 0.1g、ZnSO₄ 0.1g、CuSO₄·5H₂O 0.01g、AlK（SO₄）₂ 0.01、H₃BO₃ 0.01g、Na₂MoO₄ 0.025g、NiCl·6H₂O 0.024g；溶液F成分为每升去离子水中包含：生物素 2mg、叶酸 2mg、维生素B₆ 10mg、维生素B₁ 5mg、维生素B₂ 5mg、烟酸 5mg、泛酸钙 5mg、维生素B₁₂ 0.1mg、4‑氨基苯甲酸 5mg、硫辛酸 5mg。