[发明专利]一种促进剩余污泥微生物电解产氢的方法

说明书

一种促进剩余污泥微生物电解产氢的方法，属于剩余污泥微生物电解产氢技术领域。所述方法包括：S1、以城镇污水处理厂剩余污泥为接种物，利用单室MEC富集阳极产电菌；S2、利用臭氧技术破解剩余污泥，得到臭氧预处理后的剩余污泥；S3、室温下，外加电压，以预处理后的污泥为底物，运行单室MEC，实现剩余污泥产氢。针对现有技术中剩余污泥中有机质水解速率慢、氢气转化回收效率低等问题，本发明提供一种促进剩余污泥微生物电解产氢的方法，具有提升剩余污泥中的有机质水解速率、提高氢气转化回收效率等优点，能够实现剩余污泥的高效产氢。

技术领域

本发明涉及剩余污泥微生物电解产氢技术领域，具体涉及一种促进剩余污泥微生物电解产氢的方法。

背景技术

随着我国城镇污水处理设施的不断完善以及污水处理率的提高，剩余污泥的产量不断增加。2020年，我国污泥年产生量将突破6000万吨。剩余污泥是城镇污水处理厂生化处理的副产物，主要由有机物、细菌、无机颗粒、胶体等组成，含水率高(99％以上)，因为污泥中含有较多的有机物，又被称为“生物质”。

目前，污水厂对于剩余污泥常采用浓缩-脱水的处理工艺，未经稳定的脱水污泥如果在后续的处置过程中处置不当，将会对人体健康造成危害。对于少数具有厌氧消化工艺的大型污水厂，消化池也是处于半停运或者不运行的状态。

微生物电解池(MEC)是一种新兴的生物电化学技术，利用微生物降解污水中的有机物，生成氢气或甲烷。目前，MEC底物研究正积极围绕有机废水和剩余污泥展开。

现行的剩余污泥处理处置技术存在诸多问题，突出表现为：厌氧消化推广困难、易对环境造成二次污染和剩余污泥的生物质能开发不足等。在此背景下，研发新的处理技术，尤其是同步处理污泥并回收生物质能源的新兴技术极具发展前景。

发明内容

解决的技术问题：针对现有技术中剩余污泥中有机质水解速率慢、氢气转化回收效率低等问题，本发明提供一种促进剩余污泥微生物电解产氢的方法，具有提升剩余污泥中的有机质水解速率、提高氢气转化回收效率等优点，能够实现剩余污泥的高效产氢。

技术方案：一种促进剩余污泥微生物电解产氢的方法，所述方法包括以下步骤：

步骤一.以城镇污水处理厂剩余污泥为接种物，将城镇污水处理厂剩余污泥与溶液A按照体积比为(0.5～1)：(1～2.5)混合得到混合液B，其中溶液A按以下比例配制：1L水中加入1.5g NaAc、2.4145g KH₂PO₄、5.6135g K₂HPO₄、0.31g NH₄Cl、0.13g KCl；

步骤二.将混合液B加入初始单室微生物电解池至接近装置内顶部，然后在22～28℃温度下，外加电压0.5～0.9V，启动初始单室微生物电解池，记录外电路串联电阻的电压值，当最大电压值趋于稳定时，更换新的溶液B，从而完成一个操作周期，当初始单室微生物电解池的最大电压稳定值重现至少3个操作周期时，完成阳极产电菌的富集，然后将此阳极作为该初始单室微生物电解池处理剩余污泥时的阳极；

步骤三.向待处理的城镇污水处理厂剩余污泥中通入臭氧，臭氧投加量按O₃/剩余污泥中SS为235～275mg/g，对剩余污泥进行预处理，得到处理后的剩余污泥混合液C；