[发明专利]一种微生物燃料电池辅助强化厌氧污泥消化的复合系统

权利要求书

1.一种微生物燃料电池辅助强化厌氧污泥消化的复合系统，包括微生物燃料电池阴极区域(3)、阳极区域(4)和厌氧消化池区域(8)三部分，区域通过管道(5)依次连接，阴极区域(3)与阳极区域(4)间连接有与外接的电流电压表(1)并联的电子外通道(2)，阴极区域(3)与阳极区域(4)间设有质子交换膜，阳极室垂直设有阳极材料，阴极室内垂直设有阴极材料，其特征在于：所述的电池阴极区域(3)底部设置有进泥口，所述的厌氧消化池区域(8)底部设置有污泥处理后的排泥口，阴极区域(3)负载有含铁化合物，其中，最初的污泥被处理的顺序为先进入电池阴极区(3)、后进入阳极区域(4)，再经过厌氧消化池区域(8)处理。

2.如权利要求1所述复合系统，其特征在于：微生物燃料电池外接电压/电流分别为0-1.23V，0-20mA。

3.如权利要求1所述复合系统，其特征在于：所述的阳极为碳基材料，阴极为含有铁元素的碳基材料。

4.如权利要求3所述复合系统，其特征在于：所述的碳基材料为石墨、碳毡或碳布等材料。

5.如权利要求3所述复合系统，其特征在于：所述的铁元素来源主要有外加如铁粉、氯化亚铁或硫酸亚铁等金属盐，或是负载有Fe2+的阴极电极材料。

6.如权利要求1-6任一所述的复合系统，其特征在于：所述厌氧消化池中有搅拌装置(7)。

7.如权利要求7所述的复合系统，其特征在于：所述厌氧消化池还包括排泥口、排气口及排泥口。

8.如权利要求8所述的复合系统，其特征在于：所述从阴极区域(3)进泥口进入的污泥，通过管道(5)依次进入阳极区域(4)厌氧消化池(8)后，部分污泥通过管道(5)回流进入阴极区域(3)。

9.一种利用权利要求8所述的复合系统进行污泥消化的方法，包括如下步骤：

A.污泥经由进泥口从微生物燃料电池阴极区域(3)底部进入复合系统内，在阴极区域(3)中氧气、质子和电子生成过氧化氢，过氧化氢与阴极电极上的铁元素发生芬顿反应，产生羟基自由基，促进污泥中微生物细胞降解；

B.经阴极预处理后的污泥由管道(5)运送至阳极区域(4)，在阳极区域(4)内，阳极膜上的微生物进一步利用污泥中含有的持久性有机污染物以及经阴极破碎后细胞释放的内源物质作为生长能源生长，并为阴极的二电子反应提供充足的质子和电子，污泥中含有的腐殖酸吸附在阳极生物膜上，形成一层能传递电子的薄膜，促进污泥的进一步消化；

C.微生物燃料电池初步降解的污泥经管道(5)运送至厌氧消化池(8)中，在厌氧消化池(8)中进行主要的厌氧生物降解过程，在降解过程中利用搅拌装置(7)进行搅拌，最终剩余污泥经由管道(5)回流至微生物燃料电池阴极区域(3)，进一步处理消化。