[发明专利]预处理‑EGSB‑微生物电化学联合的剩余污泥降解装置及方法

权利要求书

1.一种预处理-EGSB-微生物电化学联合的剩余污泥降解装置，其特征在于，包括破碎-厌氧联合预处理器、EGSB厌氧处理器、微生物电化学反应器和气体收集器；

所述破碎-厌氧联合预处理器由厌氧反应器和破碎设备组成；

破碎-厌氧联合预处理器与EGSB厌氧处理器连接，微生物电化学反应器位于EGSB厌氧处理器内部，EGSB厌氧处理器与气体收集器连接；

利用上述的装置的预处理-EGSB-微生物电化学联合的剩余污泥降解方法，包括如下步骤：

（1）破碎-厌氧联合预处理

剩余污泥输入破碎-厌氧联合预处理器，利用厌氧反应器内的厌氧污泥对剩余污泥进行短时间厌氧消化，杀死剩余污泥中的大量好氧微生物，改变污泥的性质，降低污泥的破解难度；同时利用破碎设备的破碎作用分散污泥菌胶团，打破细菌细胞，分解大分子物质；最终使污泥悬浊液一部分固体颗粒物溶于水相，形成含有污泥固体颗粒的高浓度有机废水；

（2）EGSB厌氧处理

将预处理后的剩余污泥由底部通入EGSB厌氧处理器中，使处理器器内部形成上升的液流；处理器中的厌氧颗粒污泥使预处理后的污泥中的固体颗粒不断降解，液相中的高浓度有机物在厌氧颗粒污泥中产气菌的作用下，转变为CO₂、CH₄、H₂气体；未被降解的污泥固体颗粒被回流至步骤（1）的破碎-厌氧联合预处理器进行厌氧消化和破碎；

（3）微生物电化学处理

经EGSB厌氧处理后形成的有机废水仍然含有一定浓度的有机物，再通过微生物电化学反应器进行处理：

a.当有机废水和消化产生的气体随上升的液流上升通过MEC反应器的阳极和阴极碳刷构成的三相分离器时，未被降解的污泥固体颗粒无法通过而下沉；液体中的有机物被MEC快速降解产生氢气，同时增加了厌氧降解速率，降低了出水有机物含量；气体成分穿过碳刷逸出，由气体收集器收集；

或者，

b.当有机废水和消化产生的气体随上升的液流上升通过MFC反应器的阳极和阴极碳刷构成的三相分离器时，未被降解的污泥固体颗粒无法通过而下沉；液体中的有机物被MFC快速降解转化为电能，同时增加了厌氧降解速率，降低了出水有机物含量；气体成分穿过碳刷逸出，由气体收集器收集；

经过微生物电化学处理后的水从出水口外排，部分外排的水通过回水口由EGSB厌氧处理器底部进入处理器，为处理器内部提供上升的液流。

2.根据权利要求1所述的一种预处理-EGSB-微生物电化学联合的剩余污泥降解装置，其特征在于，所述破碎设备为超声波设备、机械匀浆设备或高压喷射设备。

3.根据权利要求1所述的一种预处理-EGSB-微生物电化学联合的剩余污泥降解装置，其特征在于，所述厌氧反应器上设有进料口、出料口和回料口；EGSB厌氧处理器设有进浆口、出浆口、出泥口、出水口、回水口和排气口；回水口通过三通管道与出水口连接；破碎-厌氧联合预处理器的出料口和回料口分别与EGSB厌氧处理器的进浆口和出浆口通过管道连接，形成两路管道；排气口为EGSB厌氧处理器与气体收集器的连接口。

4.根据权利要求1所述的一种预处理-EGSB-微生物电化学联合的剩余污泥降解装置，其特征在于，所述微生物电化学反应器为MEC反应器或MFC反应器。

5.根据权利要求1所述的一种预处理-EGSB-微生物电化学联合的剩余污泥降解装置，其特征在于，所述厌氧反应器与EGSB厌氧处理器的体积比为1：1.5-3；微生物电化学反应器的阴阳两极位于EGSB厌氧处理器高度的1/2-4/5处，反应器的电极碳纤维充满所在位置的EGSB厌氧处理器内腔，形成三相分离器。

6.根据权利要求1所述的一种预处理-EGSB-微生物电化学联合的剩余污泥降解装置，其特征在于，所述步骤（1）中，剩余污泥的浓度为8-20g/L；剩余污泥与厌氧污泥质量之比为2-3:1；污泥停留时间为5~7d。

7.根据权利要求1所述的一种预处理-EGSB-微生物电化学联合的剩余污泥降解装置，其特征在于，所述产气菌为甲烷菌、产乙酸菌和水解发酵菌。