[发明专利]高级氧化法和生物电化学法联用促进剩余污泥产氢的方法

权利要求书

1.高级氧化法和生物电化学法联用促进剩余污泥产氢的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)、启动微生物电解池，以污水处理厂剩余污泥为接种物，运行单室微生物电解池，富集阳极产电菌；

(2)、使用碱溶液调理剩余污泥24h后，利用高级氧化技术处理调理污泥，得到预处理污泥；

(3)、在常温环境下，以预处理污泥为底物，运行单室微生物电解池，实现产氢。

2.根据权利要求1所述的高级氧化法和生物电化学法联用促进剩余污泥产氢的方法，其特征在于，所述步骤(1)中利用单室微生物电解池富集阳极产电菌，包括以下步骤：

步骤一、将污水处理厂剩余污泥与溶液A按一定比例混合制得混合液B；

步骤二、将上述混合液B加入单室微生物电解池；

步骤三、常温下，启动单室微生物电解池，当单室微生物电解池电压值不再升高时，更换溶液B；

步骤四、重复上述步骤一到三，当单室微生物电解池最大电压值重现2个周期时，反应器完成阳极产电菌的富集。

3.根据权利要求1所述的高级氧化法和生物电化学法联用促进剩余污泥产氢的方法，其特征在于：所述步骤(2)中碱溶液为NaOH溶液，浓度为4mol/L，加入NaOH溶液至剩余污泥pH值为11，在此条件下碱解24h。

4.根据权利要求1所述的高级氧化法和生物电化学法联用促进剩余污泥产氢的方法，其特征在于：所述步骤(2)中采用作为高级氧化技术的高锰酸钾/亚硫酸氢钠技术，操作步骤为：向碱解污泥中先投加亚硫酸氢钠溶液，再投加高锰酸钾溶液。

5.根据权利要求4所述的高级氧化法和生物电化学法联用促进剩余污泥产氢的方法，其特征在于：高锰酸钾/亚硫酸氢钠技术中采用的高锰酸钾溶液浓度为0.5mol/L，亚硫酸氢钠溶液浓度为2.5mol/L，高锰酸钾和亚硫酸氢钠液体体积比为1∶1，投加量为每升剩余污泥投加20mL高锰酸钾和亚硫酸氢钠溶液，常温下反应10min，得到预处理污泥。

6.根据权利要求1所述的一种高级氧化法和生物电化学法联用促进剩余污泥产氢的方法，其特征在于：所述步骤(3)中实现剩余污泥产氢，包括以下步骤：取适量预处理污泥为底物，加入2.41gKH₂PO₄、7.35g KH₂PO₄·3H₂O、0.31g NH₄Cl、0.13g KCl、12.5mL混合液C和5mL混合液D，定容至1L，得混合液E；将混合液E投入步骤(1)完成阳极产电菌富集的单室微生物电解池中；在单室微生物电解池的两极间串联10Ω电阻，外加电压0.5V，运行7-12d，完成产氢。

7.根据权利要求1所述的高级氧化法和生物电化学法联用促进剩余污泥产氢的方法，其特征在于：所采用的单室微生物电解池阳极材料为石墨纤维刷电极，阴极材料为碳布电极，石墨纤维刷电极和碳布电极在使用之前依次在丙酮、乙醇和纯水中超声清洗10min，之后在450℃下高温热处理30min。

8.根据权利要求5所述的高级氧化法和生物电化学法联用促进剩余污泥产氢的方法，其特征在于：所述步骤一中污水处理厂剩余污泥与溶液A的体积比为1∶2。

9.根据权利要求2所述的高级氧化法和生物电化学法联用促进剩余污泥产氢的方法，其特征在于：所述溶液A的成分为每升去离子水中包含：1.5g NaAc、2.4145g KH₂PO₄、7.3539g KH₂PO₄·3H₂O、0.31g NH₄Cl和0.13g KCl。

10.根据权利要求6所述的高级氧化法和生物电化学法联用促进剩余污泥产氢的方法，其特征在于：混合液C的成分为每升溶液中包含：1.5g三乙酸、3.0g MgSO₄·7H₂O、0.5gMnSO₄·2H₂O、1.0g NaCl、0.1g FeSO₄·7H₂O、0.1g CoCl₂、0.1g CoCl₂·2H₂O、0.1g ZnSO₄、0.01g CuSO₄·5H₂O、0.01g AlK(SO₄)₂、0.01g H₃BO₃、0.025g Na₂MoO₄和0.024g NiCl·6H₂O；

混合液D的成分为每升溶液中包含：2mg生物素、2mg叶酸、10mg维生素B₆、5mg维生素B₁、5mg维生素B₂、5mg烟酸、5mg泛酸钙、0.1mg维生素B₁₂、5mg 4-氨基苯甲酸和5mg硫辛酸。