[发明专利]生物产电加速脱水污泥厌氧堆肥的系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种脱水污泥厌氧堆肥的系统。

背景技术

在我国，城市污水大多采用活性污泥法进行处理，其中产生的大量剩余污泥一般在厂内经浓缩、脱水处理后运出厂外进行填埋、焚烧、堆肥等处置。与其他方法相比，堆肥处理不但可以达到污泥稳定化的目的，同时能够实现污泥的资源化利用。根据微生物的生长环境，堆肥可分为好氧堆肥和厌氧堆肥。好氧堆肥需要严格控制鼓风量，能耗和运行成本较高、对机械化设备的要求较严格；而厌氧堆肥能耗低、操作简单、易于控制，其应用逐步受到重视，但其周期长的问题需得到有效解决。生物产电可以加速污泥的厌氧降解过程，并在处理污泥的同时回收电能。污泥在厌氧堆肥处理过程中有机物厌氧分解生成大量的简单化合物，如糖类化合物、核蛋白、磷脂等，这些简单化合物已被证实可以被产电菌直接利用。

发明内容

本发明的目的是提供一种生物产电加速脱水污泥厌氧堆肥的系统，以解决现有污泥在厌氧堆肥处理过程中周期较长的问题。

本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是：所述系统包括阳极室、阴极室、质子交换膜、Ag/AgCl电极、橡胶塞、硅胶管、集气瓶、酸性气体吸收瓶、量筒和两个石墨刷电极，阳极室为圆柱体形，阳极室的上端面开有排气口，阳极室的侧壁开有两个取样口，阴极室为长方体形，阴极室的上端面开有进液口，阴极室的侧壁上开有一个排液口，阳极室和阴极室由质子交换膜分隔；

阳极室和阴极室中心位置均设置石墨刷电极，两个石墨刷电极之间用铜导线连接形成闭合电路，该电路外接电阻，Ag或AgCl电极通过橡胶塞插入至阳极室内；

阳极室内装有脱水污泥，阴极室内装有电解液，阳极室的排气口通过硅胶管与集气瓶连通，集气瓶通过酸性气体吸收瓶与量筒连通。

本发明具有以下有益效果：1.本发明无鼓风、控温等装置，无需翻堆，能耗低、操作简单易行、节约人力、易于管理，在经济上具有极大的优越性。

2.本发明能够促进堆肥腐熟、缩短堆肥周期，从而提高了脱水污泥的处理量。

3.本发明同步实现了生物产电，将脱水污泥中部分生物质能以清洁电能形式回收。

4.本发明处理对象为脱水污泥，是一种城市污泥的干法处理工艺，与处理剩余污泥相比，处理对象中TS由2％提高到20％，反应器容积相应减小90％，节省设备投资和土地占用。

5.本发明提供的微生物燃料电池型厌氧堆肥系统适合于多种不同物料，应用广泛。

6.本发明提供的微生物燃料电池型厌氧堆肥系统结构简单、功能完善，易于实现。

附图说明

图1是本发明厌氧堆肥系统中阳极室和阴极室的纵剖图，图2是图1的俯视图，图3是图1的左视图，图4是本发明的厌氧堆肥系统整体结构示意图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1-图4说明本实施方式，本实施方式的系统包括阳极室15、阴极室16、质子交换膜17、Ag/AgCl电极2、橡胶塞7、硅胶管10、集气瓶11、酸性气体吸收瓶12、量筒13和两个石墨刷电极1，阳极室15为圆柱体形，阳极室15的上端面开有排气口4，阳极室15的侧壁开有两个取样口3，阴极室16为长方体形，阴极室16的上端面开有进液口5，阴极室16的侧壁上开有一个排液口6，阳极室15和阴极室16由质子交换膜17分隔；

阳极室15和阴极室16中心位置均设置石墨刷电极1，两个石墨刷电极1之间用铜导线连接形成闭合电路，该电路外接电阻，Ag或AgCl电极2通过橡胶塞7插入至阳极室15内；

阳极室15内装有脱水污泥，阴极室16内装有电解液，阳极室15的排气口14通过硅胶管10与集气瓶11连通，集气瓶11通过酸性气体吸收瓶12与量筒13连通。

阳极室15内设有数据采集器9，阴极室16内装有电解液为K₃[Fe(CN)₆]与KH₂PO₄的混合液，此混合液的优点是使用普通碳材料作为电极时，铁氰化物具有较好的稳定性，过电位较低，阴极工作电压接近其开路电压，对系统产电性能影响较小，可以保证系统性能的改变主要源自阳极底物特性的变化。