[实用新型]微生物燃料电池预处理系统

说明书

本实用新型公开了一种微生物燃料电池预处理系统，其特征在于，包括垃圾预处理单元，垃圾预处理单元包括一个调节池，调节池具有一个垃圾物料接入口和垃圾物料接出口，调节池上还连接有一个进水管道，调节池同时和一个酸溶液添加容器以及一个碱溶液添加容器相衔接。本实用新型能够实现对餐厨垃圾的预处理，使得微生物燃料电池对餐厨垃圾的处理效率更高，处理效果更好。

技术领域

本实用新型涉及垃圾处理技术领域，具体涉及一种用于厨余垃圾处理的微生物燃料电池预处理系统。

背景技术

餐厨垃圾作为生活垃圾的重要组成部分，产生于居民的日常生活消费过程。随着人口增长、经济的快速发展、人民生活和消费水平的提高等新的全球形势下，餐厨垃圾的增长已成为环境保护的关键问题。全球每年约产生的20吨生活垃圾中，餐厨垃圾所占比例达到了34-53%。2018年中国生活垃圾清运量已达到22801.8万吨，比2010年增长了44.27%。餐厨垃圾的组成成分与地区的饮食文化、消费习惯等相关，其主要组成部分可包括米面、肉类、动植物油、蔬菜、果皮、蛋壳、骨头、塑料、纸巾等。餐厨垃圾具有含水率高；有机物含量丰富，高氨氮，高COD；油类、盐类含量高；易腐发臭的特点。若对其处理不当可能会造成严重的环境、社会和经济问题，如疾病传播、污染地下水和地表水、发臭产生异味等。但考虑到餐厨垃圾的化学组成，在一定程度上可以将其作为潜在资源被回收利用。长期以来，许多国家的都面临着如何妥善处理餐厨垃圾并将其转化为可用的资源和能源的问题。

目前国内外对餐厨垃圾的处理技术主要包括了填埋、焚烧和好氧堆肥。填埋法是利用地下的微生物降解作用，达到对生活垃圾无害化处理的主要技术，具有操作简单、成本低、处理量大等优点。焚烧法则是采用高温氧化分解有机物的方式，使垃圾减量化，同时产生能量用于发电、供热等。然而随着研究和应用的深入，这两项传统垃圾处理方法的弊端愈发明显。垃圾填埋场地处理能力有限，且易产生渗滤液和臭气污染地下水和土壤。此外，由于餐厨垃圾含水率一般为80%-90%，无法达到焚烧发电要求，也会产生大量有害气体及粉尘等二次污染。好氧堆肥是通过好氧微生物在有氧条件下对有机物进行降解，并形成具有肥力的腐殖质的过程。但堆肥处理占地面积大，处理周期长。而且餐厨垃圾的油类、盐类含量高，会对堆肥过程中微生物的生长起到抑制作用，降低处理能力。

微生物燃料电池是一种利用微生物将有机物中的化学能直接转化成电能的装置。其基本工作原理是:在阳极室厌氧环境下，有机物在微生物作用下分解并释放出电子和质子，电子依靠合适的电子传递介体在生物组分和阳极之间进行有效传递，并通过外电路传递到阴极形成电流，而质子通过质子交换膜传递到阴极，氧化剂(一般为氧气)在阴极得到电子被还原与质子结合成水。微生物燃料电池作为一种采用微生物作为催化剂，氧化底物中的污染物，并产生电能的厌氧装置，可以被应用于处理餐厨垃圾的领域。由于餐厨垃圾中存在着大量的糖类、蛋白质等有机质，是一类较为理想的微生物燃料电池底物。双室微生物燃料电池由阳极室和阴极室组成。阳极室和阴极室内部通过质子交换膜分离，外部则由导线连接。微生物燃料电池的阳极应选择导电性良好，并适宜微生物附着生长的材料，阴极也应采用导电性能优异的材料。阳极室控制为厌氧环境，在阳极室内接种反应效果最佳的微生物，利用这些厌氧微生物进行氧化底物的反应，产生大量的电子、质子和相应的代谢产物。产生的电子通过外电路传输到阴极，而质子通过燃料电池内部的质子交换膜迁移至阴极室。对阴极室内进行曝气处理，电子受体与到达阴极的电子和质子在阴极表面发生还原反应。微生物燃料电池技术具有反应条件温和、无污染、占地面积小、能实现同步去除有机污染物和直接产生电能等优点，是一项处理餐厨垃圾与能源开发的研究热点。基于双室微生物燃料电池的餐厨垃圾处理系统将有效提高处理效果，通过优化微生物燃料电池参数，调整反应条件，实现集污染物去除和电能产生于一体的新型技术。现有技术通常集中于采用微生物燃料电池对餐厨废水的处理，或采用单室微生物燃料电池对餐厨垃圾进行处理，很少采用双室微生物燃料电池直接处理固液态混合餐厨垃圾的研究。