[发明专利]一种同步污泥水解液产电和回收金属的方法

权利要求书

1.一种同步污泥水解液产电和回收金属的方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1、取一定量的污泥于容器中，加入水、淀粉酶、蛋白酶和纤维素酶，搅拌均匀；

S2、停止搅拌后，混合溶液静置至分层，通过离心取上清液，并用滤纸进行过滤去除残留固态物质，得污泥水解液；

S3、将步骤S2中取得的污泥水解液和缓冲溶液进行混合，与厌氧污泥一起倒入双室MFC反应器的阳极室中，其中厌氧污泥与水解液的体积比为1:1，双室MFC反应器的阴极室中加入含铜废水，阴阳极接通电阻和数据采集器；

S4、产电微生物通过自身代谢作用，将底物氧化并释放质子和电子，电子被介体传递至阳极表面，使阳极接受电子发生还原反应，同时电子也通过外电路传递至阴极从而形成有效电流，质子则通过质子交换膜传递至阴极，阴极接收从阳极传递过来的质子和电子，使阴极表面发生还原反应，从而形成闭合回路，产生稳定电压；

S5、当电压降到50mV以下时，更换阴极室与阳极室内的底液；

S6、在产电性能稳定后，通过改变电阻的值，作出极化曲线与功率密度曲线。

2.根据权利要求1所述的一种同步污泥水解液产电和回收金属的方法，其特征在于：步骤S1中，将污水处理厂取回的污泥取100～400g于容器中，加水至1000ml，同时分别称取1.0～2.0g淀粉酶、1.0～2.0g蛋白酶和1.0～2.0g纤维素酶加入容器，放入恒温磁力搅拌器中进行恒温搅拌5～7h。

3.根据权利要求1所述的一种同步污泥水解液产电和回收金属的方法，其特征在于：所述双室MFC反应器的阳极室内的阳极以及阴极室内的阴极上分别裹有一层碳布，所述碳布的处理步骤如下：

a1、裁剪两块7cm*7cm的正方形碳布；

a2、采用去离子水将碳布冲洗干净；

a3、将冲洗后的碳布浸入甲醇溶液中；

a4、浸泡后用去离子水进行冲洗；

a5、将碳布放入440～460℃马弗炉灼烧25～35min，取出后冷却；

a6、将A型环氧树脂胶和B型环氧树脂胶按照1：1的量混合均匀，混合制得的环氧树脂胶，然后采用环氧树脂胶将阳极和阴极分别与碳布粘合，最终进行风干固定。

4.根据权利要求1所述的一种同步污泥水解液产电和回收金属的方法，其特征在于：所述双室MFC反应器的阴极室与阳极室采用质子交换膜隔开，质子交换膜的处理过程如下：

b1、将质子交换膜在75～85℃的2～4％过氧化氢中浸泡1～2h；

b2、用75～85℃的去离子水冲洗3～5次；

b3、再将质子交换膜放入75～85℃的硫酸溶液中浸泡1～2h；

b4、用75～85℃的去离子水冲洗3～5次；

b5、将质子交换膜放在去离子水中密封保存，当需要使用质子交换膜时，将封存的质子交换膜取出并在空气中自然风干。

5.根据权利要求2所述的一种同步污泥水解液产电和回收金属的方法，其特征在于：步骤S1中，恒温磁力搅拌器的温度设在40～45℃，转速调至污泥可被搅动，但不溢出即可。

6.根据权利要求1所述的一种同步污泥水解液产电和回收金属的方法，其特征在于：步骤S2中，采用离心机进行离心，离心机的离心速率为6000～8000rpm，离心时间为4～6min。

7.根据权利要求1所述的一种同步污泥水解液产电和回收金属的方法，其特征在于：步骤S3中，每升所述缓冲溶液中含有：3.13g NaHCO₃、0.31g NH₄Cl、6.338g NaH₂PO₄·H₂O、6.8556g Na₂HPO₄·12H₂O、0.13gKCl、0.2g MgSO₄·7H₂O、0.015gCaCl₂、0.02g MnSO₄·7H₂O。