[发明专利]一种预测生化处理工艺水力停留时间的生物电化学方法

权利要求书

1.一种预测生化处理工艺水力停留时间的生物电化学方法，其特征在于，构建本土微生物燃料电池(IDMFC)，建立生化处理工艺综合降解速率与IDMFC平台期稳定降解速率的关系模型，检测进水水样一个产电周期的平台期电流和时长，计算预测合理的生化处理工艺水力停留时间；具体步骤如下：

(1)IDMFC的构建和启动

构建双室有膜微生物燃料电池，以生化处理工艺出水作为阳极接种源，将生化处理工艺进水、出水和新鲜浓缩基液按体积比3：6：1混合配制阳极液；

(2)生化处理工艺与IDMFC降解速率比的计算

按《水环境监测规范》SL219-98要求的方法对企业生化处理工艺进水和出水采样和保存，采样频率为不小于每个生产周期的三次，按公式Ⅰ计算企业生化处理工艺与本土微生物燃料电池降解速率比V_n，其中n为第n次采样，hrt为生化处理工艺的水力停留时间，BOD_1n为第n次采集生化处理工艺进水样品的生化需氧量(BOD)，单位为mg/L，BOD_2n为相同的方法采样和测定经过一个水力停留时间hrt生化处理后出水的BOD，单位为mg/L，BOD的测定方法为国标HJ 505-2009，i_1n(t)为进水样品与浓缩基液按体积比9：1混合后作为IDMFC阳极液运行一个产电周期t时刻的电流，单位为mA，T_1n为整个周期的时长，单位为小时，i_2n(t)为出水样品配置阳极液运行IDMFC一个周期的电流，单位为mA，T_2n为整个周期时长，单位为小时，每个产电周期计算方法为开始于电流上升期时I升至0.02mA，结束于衰落期时I降至0.02mA；

(3)生化处理工艺合理水力停留时间的预测

按《水环境监测规范》SL219-98要求的方法对经过预处理后生化处理工艺前的水体采样，根据公式Ⅱ计算企业合理水力停留时间h，其中min(V_n)为步骤(2)所得V_n中的最小值，i_t为水样与浓缩基液按体积比9：1混合后作为IDMFC阳极液运行一个周期t时刻的电流，单位为mA，t₁为进入平台期时刻，t₂为平台期结束时刻，所述平台期的特征为每隔2s连续测量的电流中q时刻电流与此后1min时间内电流偏差均≤5％；

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)中，阴阳极间连接外电阻。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述外电阻为1KΩ。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)中，浓缩基液成分为：每升水中，包含NH₄Cl 3.1g；KCl 1.3g/L；NaHPO₄·2H₂O 56.182g/L；Na₂HPO₄·12H₂O 61.5g/L；NaHCO₃10g；MgSO₄·7H₂O 5.6g；CaCl₂ 0.15g；FeCl₃·6H₂O 0.01g；MnSO₄·H₂O 0.2g。