[发明专利]基于微生物电催化的村镇小型有机废物处理装置及处理方法

说明书

本发明公开了一种基于微生物电催化的村镇小型有机废物处理装置及处理方法，将厌氧沼气池与微生物电催化系统相耦合，构建了适用于村镇的小型、可移动式有机废物处理装置，利用电活性微生物的电催化性能，解决厌氧发酵过程电子供体不足的瓶颈问题，在阳极实现有机废物的深度处理的同时在阴极将沼气中二氧化碳进一步转化为甲烷，实现沼气提质净化。本发明不仅能充分挖掘农村户用沼气工程潜在价值，从根本上解决沼气工程闲置问题，缓解农村能源需求的压力，而且能够拓宽利用途径，产生的液态有机肥用于耕地土壤改良，可实现农业生产、生活废物的协同治理，达到家居温暖清洁化、庭院经济高效化和农业生产无害化的目的。

技术领域

本发明属于有机废物绿色能源化领域，具体涉及一种基于微生物电催 化的村镇小型有机废物处理装置。

本发明还涉及利用上述装置对村镇小型有机废物进行处理的方法。

背景技术

我国村镇沼气工程规模逐年递增，目前全国建成农村户用沼气工程逾 4000万处，受益人数逾2亿人。在发酵原料充足、用能分散的村镇地区， 户用沼气池的推广应用，改变了农民传统的生产、生活方式。通过将户用 沼气池，与畜禽圈、厕所相结合，充分发挥沼气池的功能，改变了村镇卫 生面貌，提高了村镇环境和生活质量。然而，随着城镇化进程加快和农业 生产生活方式转变，村镇户用沼气池的使用率却逐年下降，沼气工程废置、 闲置现象屡见不鲜。究其原因，现有户用沼气池仍存在冬季保温难、运行 稳定难、沼气品质低等问题，农村户用沼气池改造迫在眉睫。

微生物电催化技术是利用电活性微生物的胞外电子转移能力和电催 化能力进行有机物降解和转化，与沼气池的厌氧发酵工艺耦合，可克服厌 氧发酵产甲烷过程的热力学障碍和电子供体不足的难题，显著提高村镇有 机废物的能源化效率。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于微生物电催化的村镇小型有机废物处 理装置。

本发明的又一目的在于提供利用上述装置对村镇有机废物进行处理 的方法。

为实现上述目的，本发明提供的基于微生物电催化的村镇小型有机废 物处理装置，包括：投料口、预发酵调节池、电催化发酵池、集气罩；其 中：

预发酵调节池和电催化发酵池为并排设立，预发酵调节池和电催化发 酵池之间由主溢流板隔开；

集气罩为双层设计，内层为可伸缩柔性膜材料，外层为有机玻璃罩， 位于发酵调节池和电催化发酵池顶部，主溢流板顶部距集气罩设有间距， 集气罩顶部设有出气口；

预发酵调节池的一侧上方设有投料口，预发酵调节池的底部设有共用 的进水口和排渣口，进水口与生活污水管道相连，进水口上连接有液体流 量计和阀门；

电催化发酵池为推流式，内部由多个溢流板和多个电极板等距离间隔 而成，溢流板设置的高度由主溢流板向另一侧递减；

电极板阴极与外接电源负极连接，阳极与外接电源正极连接，形成闭 合回路；

电催化发酵池的侧壁底部设有出水口；

电催化发酵池的顶部设有进气口，出气口与气体流量计、气体组分在 线监测仪相连；

预发酵调节池与电催化发酵池内设有温度和pH探头。

所述的村镇小型有机废物处理装置，其中，主溢流板顶部距集气罩的 间距为电催化发酵池池体的1/5-1/10。

所述的村镇小型有机废物处理装置，其中，电催化发酵池内的各溢流 板和各电极板之间等距离地间隔10-20cm设置。

所述的村镇小型有机废物处理装置，其中，各溢流板的高度由主溢流 板向另一侧以5-20％递减。

所述的村镇小型有机废物处理装置，其中，电催化发酵池底部设有电 极板卡槽，电极板安装在电极板卡槽里。