[發明專利]一種預測生化處理工藝水力停留時間的生物電化學方法

有效

• 申請號: 201610864182.6
• 申請日: 2016-09-29
• 公開（公告）號: CN107364974B
• 公開（公告）日: 2020-09-15
• 發明（設計）人: 劉紅;易越;謝倍珍;胡大偉
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: C02F3/34
• 分類號: C02F3/34
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種預測生化處理工藝水力停留時間的生物電化學方法，其特征在于，構建本土微生物燃料電池(IDMFC)，建立生化處理工藝綜合降解速率與IDMFC平臺期穩定降解速率的關系模型，檢測進水水樣一個產電周期的平臺期電流和時長，計算預測合理的生化處理工藝水力停留時間；具體步驟如下：

(1)IDMFC的構建和啟動

構建雙室有膜微生物燃料電池，以生化處理工藝出水作為陽極接種源，將生化處理工藝進水、出水和新鮮濃縮基液按體積比3：6：1混合配制陽極液；

(2)生化處理工藝與IDMFC降解速率比的計算

按《水環境監測規范》SL219-98要求的方法對企業生化處理工藝進水和出水采樣和保存，采樣頻率為不小于每個生產周期的三次，按公式Ⅰ計算企業生化處理工藝與本土微生物燃料電池降解速率比V_n，其中n為第n次采樣，hrt為生化處理工藝的水力停留時間，BOD_1n為第n次采集生化處理工藝進水樣品的生化需氧量(BOD)，單位為mg/L，BOD_2n為相同的方法采樣和測定經過一個水力停留時間hrt生化處理后出水的BOD，單位為mg/L，BOD的測定方法為國標HJ 505-2009，i_1n(t)為進水樣品與濃縮基液按體積比9：1混合后作為IDMFC陽極液運行一個產電周期t時刻的電流，單位為mA，T_1n為整個周期的時長，單位為小時，i_2n(t)為出水樣品配置陽極液運行IDMFC一個周期的電流，單位為mA，T_2n為整個周期時長，單位為小時，每個產電周期計算方法為開始于電流上升期時I升至0.02mA，結束于衰落期時I降至0.02mA；

(3)生化處理工藝合理水力停留時間的預測

按《水環境監測規范》SL219-98要求的方法對經過預處理后生化處理工藝前的水體采樣，根據公式Ⅱ計算企業合理水力停留時間h，其中min(V_n)為步驟(2)所得V_n中的最小值，i_t為水樣與濃縮基液按體積比9：1混合后作為IDMFC陽極液運行一個周期t時刻的電流，單位為mA，t₁為進入平臺期時刻，t₂為平臺期結束時刻，所述平臺期的特征為每隔2s連續測量的電流中q時刻電流與此后1min時間內電流偏差均≤5％；

2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟(1)中，陰陽極間連接外電阻。

3.如權利要求2所述的方法，其特征在于，所述外電阻為1KΩ。

4.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟(1)中，濃縮基液成分為：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。