[发明专利]一种利用MFC从污泥中回收磷的方法

权利要求书

1.一种利用MFC从污泥中回收磷的方法，其特征在于：包括以下步骤：

1）将含磷污泥进行厌氧消化，在厌氧条件下污泥中的磷被释放，并以磷酸盐溶解态富集于污泥消化液中，收集污泥消化液上清部分，即得含磷污泥消化液；

2）将上述含磷污泥消化液过滤取滤液，按固液比为3.0～7.0 g：100mL往滤液中加入白云石，然后再加入盐酸，搅拌使白云石溶解，即得电解液；其中，盐酸用量为使液体pH为3.5～5； 

3）MFC反应器的启动：向MFC反应器中接种能在酸性条件下产电的微生物，加入稀释5～20倍数的步骤1）中所述的含磷污泥消化液进行驯化培养，并逐渐减少含磷污泥消化液的稀释倍数，继续驯化培养2～3天，直到外接电流稳定之后，将步骤2）中制备好的电解液泵入MFC反应器中，并对反应器的外阻进行调试运行，以使外界电压稳定；

4）磷回收和产电：在MFC反应器运行过程中，附着于阳极的产电微生物作为催化剂降解含磷污泥消化液中的有机物产生电子和质子，产生的电子传递到阳极，经外电路到达阴极，由此产生外电流；产生的质子通过MFC反应器隔膜达阴极，与阴极附近的磷酸盐形成H_nPO_4n-3，与此同时，质子与氧气在阴极氧还原催化剂的作用下结合生成水，使得阴极附近的局部pH 明显高于反应器中其他区域，当阴极附近Mg²⁺、Ca²⁺、NH₄⁺以及H_nPO_4n-3达到一定浓度后，便会形成鸟粪石、磷酸钙盐等沉淀，从而实现磷的回收。

2.根据权利要求1所述的一种利用MFC从污泥中回收磷的方法，其特征在于：步骤2）中所述白云石为过35~55目筛的白云石。

3.根据权利要求1或2所述的一种利用MFC从污泥中回收磷的方法，其特征在于：步骤2）中所述白云石中CaO、MgO和烧失量的重量百分比分别为27.2%~31.4%、20.8%~22.5%和44.5%~47.0%。

4.根据权利要求1或2所述的一种利用MFC从污泥中回收磷的方法，其特征在于：步骤2）中盐酸用量为使液体pH为4。

5.根据权利要求1所述的一种利用MFC从污泥中回收磷的方法，其特征在于：MFC反应器为单室空气阴极MFC反应器，隔膜材料为防水透气布，阴极氧还原催化剂为锰氧化物/Co-PPy-C钴聚吡咯碳，阴极材料为碳布，阳极材料为碳毡，分别用导线从阴极、阳极导出形成闭合回路。

6.根据权利要求1所述的一种利用MFC从污泥中回收磷的方法，其特征在于：步骤3）中所述的电解液泵入MFC反应器中的流速为2～10mL/min。

7.根据权利要求1所述的一种利用MFC从污泥中回收磷的方法，其特征在于：随着MFC反应器阴极沉淀物的逐渐积累，会在一定程度上影响阴极的传质，从而影响MFC反应器性能，因此当MFC运行时外电流降低为正常电流的10%及以下时，停止进水并收集阴极沉淀物，并对阴极碳布进行清洗，然后按照步骤3）进行MFC反应器的重新启动。