[发明专利]一种利用微生物电解池处理焦化废水并产氢的方法及装置

摘要

本发明属于污水处理方法及装置技术领域，具体涉及一种利用微生物电解池处理焦化废水并产氢的方法及装置。本发明以焦化细菌作为生物催化剂，利用微生物电解池降解焦化废水中有毒物质并且产生氢气的方法及装置。通过利用焦化废水菌活化、阳极电极碳毡及阴极电极载Pt碳布的处理，构建微生物燃料电池，待电流达到稳定最高值后转为微生物电解池，同样待电流达到稳定最高值后采用稀释法对微生物电解池生物膜进行抗毒性驯化，随后可直接处理焦化废水，去除其中的有害物质。通过本发明的方法及装置用于去除焦化废水中的有害物质，该发明只需72h便可达到有害物质的去除率均在90％以上，具有良好的经济效益和环保效益。

主权项

1.一种利用微生物电解池处理焦化废水并产氢的方法，其特征在于：包括以下步骤：1)焦化废水菌的活化取焦化厂好氧池及厌氧池的含细菌污泥按1：1‑1.5的质量比混合，并将混合细菌污泥储藏于冷冻室备用；使用时，先将混合细菌污泥置于冷藏室解冻，之后将微生物燃料电池阳极液加入混合细菌污泥中直至将混合细菌污泥浸没，于25‑35℃下活化培养72‑120小时；2)阳极电极碳毡的处理其处理步骤如下：①蒸馏水冲洗；②在0.5mol/L HCl中浸泡2h；③在0.5mol/L NaOH中浸泡2h；④在去离子水中浸泡5h；⑤将阳极电极碳毡置于HNO₃和H₂O₂体积比为1：0.5‑2的混合溶液中，在60℃、90Hz的条件下超声30min；⑥将阳极电极碳毡置于马弗炉中，在450℃条件下烧30min；⑦取出后用蒸馏水冲洗至pH值为6.8～7.2；⑧在120℃温度下干燥12h即可；3)阴极电极载Pt碳布的处理其处理步骤如下：①蒸馏水冲洗；②在0.5mol/L HCl中浸泡2h；③在0.5mol/L NaOH中浸泡2h；④在去离子水中浸泡5h；4)配制微生物燃料电池阳极液及阴极液；5)配制微生物电解池阳极液及阴极液；6)将活化后的混合细菌污泥和微生物燃料电池阳极液按照1:10的体积比加入阳极室中，将与混合细菌污泥和微生物燃料电池阳极液总量等体积的微生物燃料电池阴极液加入阴极室中；7)启动微生物燃料电池监测电流，当电流小于0.1mA时，更换微生物燃料电池阳、阴极液，直至输出电流达到0.6‑0.7mA；8)将阳极室中微生物燃料电池阳极液换成微生物电解池阳极液，将阴极室中的微生物燃料电池阴极液换成微生物电解池阴极液；9)启动微生物电解池监测电流，若电流小于1mA时，更换微生物电解池阳、阴极液，直至输出电流达到7‑8mA；10)微生物电解池生物膜稀释法抗毒性驯化将焦化废水分别用水稀释四倍、三倍、二倍、一倍及零倍加入阳极室，同时向阳极室中加入按照浓度梯度1g/L、0.5g/L、0.4g/L、0.2g/L和0g/L逐渐减小的葡萄糖量，并向阴极室中加入与阳极室等量的微生物电解池阴极液，进行焦化废水的稀释法驯化处理，具体操作步骤如下：将焦化废水储液与自来水以1：4的进料比加入到阳极室中，同时向阳极室中加入1g/L的葡萄糖，监测该过程电流，当电流小于1mA时进行下一过程；将焦化废水储液与自来水以1：3的进料比加入到阳极室中，同时向阳极室中加入0.5g/L的葡萄糖，监测该过程电流，当电流小于1mA时进行下一过程；将焦化废水储液与自来水以1：2的进料比加入到阳极室中，同时向阳极室中加入0.4g/L的葡萄糖，监测该过程电流，当电流小于1mA时进行下一过程；将焦化废水储液与自来水以1：1的进料比加入到阳极室中，同时向阳极室中加入0.2g/L的葡萄糖，监测该过程电流，当电流小于1mA时进行下一过程；将焦化废水储液与自来水以1：0的进料比加入到阳极室中，同时向阳极室中加入0g/L的葡萄糖，监测该过程电流，当电流小于1mA时，重复焦化废水储液与自来水以1：0的进料比加入到阳极室中，直至输出电流达到4‑4.5mA，微生物电解池中已经形成稳定的抗毒性生物膜；11)将待处理的焦化废水通入阳极室进行处理，在处理焦化废水的过程中，微生物电解池阴极可并产氢。