一种联用超声和碱促进污泥微生物电解产氢的方法技术

本发明专利技术公开了一种联用超声和碱促进污泥微生物电解产氢的方法，以城镇污水处理厂剩余污泥为接种物，利用双室MFC富集阳极产电菌后，将此阳极转移作为单室MEC的阳极；调节剩余污泥至碱性后，利用超声辐照，得到混合液D；室温下，外电路串联电阻，以超声和碱处理后的污泥为底物，运行MEC实现产氢。本发明专利技术通过超声和碱联合处理剩余污泥，破坏污泥絮体及细胞结构，使污泥中被细胞壁所包裹的大部分有机物质释放进入污泥液相，加快剩余污泥的水解速率，污泥破解后溶出的有机物提高微生物电解池的产氢效率。成功实现了城镇污水厂剩余污泥的稳定化、减量化和资源化，原理简单、操作方便、设备仪器投入少，具有很强的实用性和广泛的适用性。

Method for producing hydrogen by electrolysis of sludge microorganism by combining ultrasonic and alkali

The invention discloses a combination of ultrasonic and alkaline sludge microbial electrolysis method to promote hydrogen production, to plant sludge of urban sewage treatment as inoculum, using double chamber MFC enriched electricigens anode, the anode as the anode transfer single chamber MEC; regulation of residual sludge to alkaline, the use of ultrasonic irradiation. Obtain a mixed solution D; room temperature, external circuit series resistance by ultrasonic and alkali treatment of sludge as substrate, MEC hydrogen production operation. Through the combination of ultrasonic and alkaline treatment of sludge, sludge flocs and destruction of cell structure, make the most of the organic matter in sludge was wrapped by the cell wall released into the sludge liquid, accelerate the hydrolysis rate of the sludge, improve the efficiency of hydrogen production of microbial cell organic sludge disintegration after dissolution. The successful implementation of the stabilization, reduction and reuse of excess sludge in municipal wastewater treatment plant has the advantages of simple principle, convenient operation, low input of equipment and equipment, and has strong practicability and wide applicability.

【技术实现步骤摘要】
一种联用超声和碱促进污泥微生物电解产氢的方法
本专利技术涉及一种污泥微生物电解产氢技术，具体涉及一种联用超声和碱促进污泥微生物电解产氢的方法。
技术介绍
近年来，我国城镇污水处理量逐年增大，污水处理率不断提高。剩余污泥是污水处理的副产物，我国每年产量3500万吨，其含水率约99％，成分包括泥沙、纤维、胶体、有机质、微生物和金属元素等。厌氧消化是实现剩余污泥生产清洁能源的重要途径，即在厌氧环境下利用厌氧菌降解污泥中有机质，产生沼气(主要成分为甲烷)。厌氧消化具有运行成本低、操作简单温和、稳定性好和能够实现能源回收等优点。但是研究表明，污泥厌氧消化周期一般都较长，导致处理设施占地大，并且产气率及产气量较低。传统的中温厌氧消化20d后，有机物的气体转化效率仅为25％～60％。为改善污泥厌氧消化性能，提高产气效率，必须提高污泥的破解效果，促进胞内有机质的释放，提高微生物的可利用底物浓度，促进污泥的水解酸化进程，解除厌氧消化的限速作用，这就需要对污泥进行一定的预处理。在当前能源紧缺的社会背景下，与甲烷相比，氢气是一种更加清洁的能源，其燃烧后不会向大气中排放二氧化碳。专利技术内容为解决现有技术的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种联用超声和碱促进污泥微生物电解产氢的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、以城镇污水处理厂剩余污泥为接种物，利用双室MFC富集阳极产电菌后，将此生物阳极转移作为MEC的阳极；S2、调节城镇污水处理厂剩余污泥至碱性后，利用超声辐照，得到超声和碱联合处理污泥，混合液D；S3、室温下，外电路串联电阻，外加电压，以超声和碱处理后的污泥为底物，运行MEC，实现剩余污泥产氢。

【技术特征摘要】
1.一种联用超声和碱促进污泥微生物电解产氢的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、以城镇污水处理厂剩余污泥为接种物，利用双室MFC富集阳极产电菌后，将此生物阳极转移作为MEC的阳极；S2、调节城镇污水处理厂剩余污泥至碱性后，利用超声辐照，得到超声和碱联合处理污泥，混合液D；S3、室温下，外电路串联电阻，外加电压，以超声和碱处理后的污泥为底物，运行MEC，实现剩余污泥产氢。2.根据权利要求1所述的一种联用超声和碱促进污泥微生物电解产氢的方法，其特征在于，所述步骤S1中利用双室MFC富集阳极产电菌，包括以下步骤：T1、将一定浓度的城镇污水处理厂剩余污泥与溶液A按一定体积比混合得到混合液B；T2、将混合液B加入双室MFC阳极室，将溶液C加入双室MFC阴极室；T3、室温下，启动MFC，当MFC电压值趋于稳定时，更换溶液B和溶液C；T4、重复若干次上述步骤T1-T3，完成阳极产电菌的富集。3.根据权利要求1所述的一种联用超声和碱促进污泥微生物电解产氢的方法，其特征在于，所述步骤S2中碱液为NaOH溶液，调节后的pH值为11。4.根据权利要求1所述的一种联用超声和碱促进污泥微生物电解产氢的方法，其特征在于，所述步骤S2中超声辐照的声能密度为1.5W/mL，超声反应时间为30min。5.根据权利要求1所述的一种联用超声和碱促进污泥微生物电解产氢的方法，其特征在于，所述步骤S3中实现剩余污泥产氢，包括以下步骤：K1、将步骤S1中的生物阳极作为MEC反应器的阳极；K2、在单室MEC的反应器中依次加入：混合液D、微量元素溶液E和维生素溶液F；在MEC两极间串联电阻，外加电压后，完成产氢。6.根据权利要求1所述的一种联用超声和碱促进污泥微生物电解产氢的方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙杏，胡凯，陈卫，贾硕秋，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32