一种基于电子传递的强化城市污泥厌氧消化产甲烷的方法技术

本发明专利技术涉及一种基于电子传递的强化城市污泥厌氧消化产甲烷的方法，该方法在厌氧消化系统中投加以零价铁为核、碳材料为包覆层的铁碳复合导电材料，提高厌氧体系的电子传递速率，从而促进污泥水解酸化过程和产甲烷过程，提高甲烷产量。与现有技术相比，本发明专利技术通过铁碳的复合增强了污泥厌氧体系中电活性微生物之间的电子传递速率；碳层可为微生物提供良好的附着点，同时作为零价铁的保护层有效地控制铁的溶出量以及降低铁的流失量，内核零价铁在提供电子以及提高复合材料导电性的同时，可富集铁还原型水解酸化细菌促进有机物降解。本发明专利技术具备低成本高收益、效果稳定的优点，提高厌氧消化过程中电子传递速率，提高甲烷产量。

【技术实现步骤摘要】
一种基于电子传递的强化城市污泥厌氧消化产甲烷的方法
本专利技术涉及污泥厌氧消化
，具体是指一种基于电子传递的强化城市污泥厌氧消化产甲烷的方法。
技术介绍
随着废水生物处理技术的广泛应用，剩余污泥的产量日益增加，且污水处理厂中污泥处置费用常占总操作费用的50％以上。剩余污泥的高效资源化利用已成为污泥处理的重点之一。厌氧消化技术能够将污泥中的有机物高效生物转化为具有较高热值的CH4，已被广泛应用于废水处理和污泥处理。该技术实现了污泥中能量的高效回收，具有良好的环境、经济效益，是一种极具发展前景的生物技术。在传统的厌氧消化过程中，污泥中有机物转化为CH4共包括水解、酸化、产乙酸产氢和产甲烷4个阶段。酸化和产乙酸过程中，细菌将污泥中有机物分解并产生小分子的中间产物同时释放电子，为产甲烷阶段提供可利用的小分子底物。然而污泥中的有机物通过厌氧生物转化过程所需的水力停留时间较长，且转化率较低。针对这一问题，Lovely等人在厌氧微生物体系中首次提出了直接种间电子传递(DIET)理论，该过程代替了传统的以H2/甲酸为电子载体的间接种间电子传递，将本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于电子传递的强化城市污泥厌氧消化产甲烷的方法，其特征在于，该方法在厌氧消化系统中投加以碳层为保护层、以零价铁为内核的具有核壳结构的铁碳复合导电材料，提高厌氧消化过程中电子传递速率，加速有机物水解酸化和甲烷生成，提高甲烷产量。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于电子传递的强化城市污泥厌氧消化产甲烷的方法，其特征在于，该方法在厌氧消化系统中投加以碳层为保护层、以零价铁为内核的具有核壳结构的铁碳复合导电材料，提高厌氧消化过程中电子传递速率，加速有机物水解酸化和甲烷生成，提高甲烷产量。


2.根据权利要求1所述的一种基于电子传递的强化城市污泥厌氧消化产甲烷的方法，其特征在于，所述具有核壳结构的铁碳复合导电材料采用水热碳化法制备得到，具体方法为，将摩尔比为(10-40)：1的碳源与铁源混合成水溶液，溶液置于反应釜中于150-250℃下反应10-16h后，冷却干燥，再以5-10℃/min的升温速度于700-1000℃下维持30-60min，即制备得到具有核壳结构的铁碳复合导电材料。


3.根据权利要求2所述的一种基于电子传递的强化城市污泥厌氧消化产甲烷的方法，其特征在于，所述铁源为FeCl3，所述碳源为葡萄糖。


4.根据权利要求2所述的一种基于电子传递的强化城市污泥厌氧消化产甲烷的方法，其特征在于，所述的具有核壳结构的铁碳复合导电材料，整体粒径为80-120nm，比表面积为50-100m2/g，平均孔径为4-10nm，内层铁核粒径为60-100nm。


5.根据权利要求1所述的一种基于电子传递的强化城市污泥厌氧消化产甲烷的方法，其特征在于，所述厌氧消化系统以厌氧消化反应器中稳定运行的消化污泥为接种物，以城市污泥为基质，以具有...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴晓虎，刘昊宇，李磊，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：上海;31