[發(fā)明專利]一種聯(lián)用超聲和堿促進污泥微生物電解產氫的方法

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• 申請日: 2017-06-26
• 公開（公告）號: CN107204479A
• 公開（公告）日: 2017-09-26
• 發(fā)明（設計）人: 孫杏;胡凱;陳衛(wèi);賈碩秋
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: H01M8/16
• 分類號: H01M8/16;C25B1/02;C25B11/12
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司32224
• 代理人: 董建林

1.一種聯(lián)用超聲和堿促進污泥微生物電解產氫的方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、以城鎮(zhèn)污水處理廠剩余污泥為接種物，利用雙室MFC富集陽極產電菌后，將此生物陽極轉移作為MEC的陽極；

S2、調節(jié)城鎮(zhèn)污水處理廠剩余污泥至堿性后，利用超聲輻照，得到超聲和堿聯(lián)合處理污泥，混合液D；

S3、室溫下，外電路串聯(lián)電阻，外加電壓，以超聲和堿處理后的污泥為底物，運行MEC，實現(xiàn)剩余污泥產氫。

2.根據權利要求1所述的一種聯(lián)用超聲和堿促進污泥微生物電解產氫的方法，其特征在于，所述步驟S1中利用雙室MFC富集陽極產電菌，包括以下步驟：

T1、將一定濃度的城鎮(zhèn)污水處理廠剩余污泥與溶液A按一定體積比混合得到混合液B；

T2、將混合液B加入雙室MFC陽極室，將溶液C加入雙室MFC陰極室；

T3、室溫下，啟動MFC，當MFC電壓值趨于穩(wěn)定時，更換溶液B和溶液C；

T4、重復若干次上述步驟T1-T3，完成陽極產電菌的富集。

3.根據權利要求1所述的一種聯(lián)用超聲和堿促進污泥微生物電解產氫的方法，其特征在于，所述步驟S2中堿液為NaOH溶液，調節(jié)后的pH值為11。

4.根據權利要求1所述的一種聯(lián)用超聲和堿促進污泥微生物電解產氫的方法，其特征在于，所述步驟S2中超聲輻照的聲能密度為1.5W/mL，超聲反應時間為30min。

5.根據權利要求1所述的一種聯(lián)用超聲和堿促進污泥微生物電解產氫的方法，其特征在于，所述步驟S3中實現(xiàn)剩余污泥產氫，包括以下步驟：

K1、將步驟S1中的生物陽極作為MEC反應器的陽極；

K2、在單室MEC的反應器中依次加入：混合液D、微量元素溶液E和維生素溶液F；在MEC兩極間串聯(lián)電阻，外加電壓后，完成產氫。

6.根據權利要求1所述的一種聯(lián)用超聲和堿促進污泥微生物電解產氫的方法，其特征在于，所述MFC和MEC的陽極為石墨纖維刷電極，所述MFC和MEC的陰極為碳布電極。

7.根據權利要求5所述的一種聯(lián)用超聲和堿促進污泥微生物電解產氫的方法，其特征在于，所述石墨纖維刷電極和碳布電極使用前依次在丙酮、乙醇和純水中超聲清洗10min，然后在450℃下高溫熱處理30min。

8.根據權利要求2所述的一種聯(lián)用超聲和堿促進污泥微生物電解產氫的方法，其特征在于，所述步驟T1中剩余污泥與溶液A的體積比為1:2。

9.根據權利要求2所述的一種聯(lián)用超聲和堿促進污泥微生物電解產氫的方法，其特征在于，所述溶液A的成分為每升去離子水中包含：NaAc 1.5g、KH₂PO₄2.4145g、K₂HPO₄·3H₂O 7.3539g、NH₄Cl 0.31g、KCl0.13g；

溶液C的成分為每升去離子水中包含：KH₂PO₄2.4145g、K₂HPO₄·3H₂O 7.3539g、NH₄Cl 0.31g、KCl0.13g。

10.根據權利要求4所述的一種聯(lián)用超聲和堿促進污泥微生物電解產氫的方法，其特征在于，所述步驟K2中微量元素溶液E的成分為每升去離子水：三乙酸1.5g、MgSO₄·7H₂O 3.0g、MnSO₄·2H₂O 0.5g、NaCl 1.0g、FeSO₄·7H₂O 0.1g、CoCl₂ 0.1g、CaCl₂·2H₂O 0.1g、ZnSO₄ 0.1g、CuSO₄·5H₂O 0.01g、AlK(SO₄)₂ 0.01g、H₃BO₃ 0.01g、Na₂MoO₄ 0.025g、NiCl·6H₂O 0.024g；

維生素溶液F的成分為每升去離子水：生物素2mg、葉酸2mg、維生素B₆ 10mg、維生素B₁5mg、維生素B₂ 5mg、煙酸5mg、泛酸鈣5mg、維生素B₁₂ 0.1mg、4-氨基苯甲酸5mg、硫辛酸5mg。