[發(fā)明專利]一種基于電化學(xué)技術(shù)檢測(cè)厭氧消化的測(cè)試方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810223820.5
• 申請(qǐng)日: 2018-03-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108562631B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-09-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宮磊;宗慧捷;周駿;楊曉琪
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 青島科技大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N27/32
• 分類號(hào): G01N27/32;G01N27/30
• 代理公司: 北京金碩果知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11259
• 代理人: 李丹鳳

本發(fā)明涉及厭氧消化體系的測(cè)試方法，特別涉及一種基于電化學(xué)技術(shù)檢測(cè)厭氧消化的測(cè)試方法。該方法通過(guò)厭氧消化菌的培養(yǎng)、電極活化處理以及測(cè)試厭氧消化相關(guān)步驟進(jìn)行。該方法檢測(cè)時(shí)間簡(jiǎn)短、檢測(cè)數(shù)據(jù)精確有效，更有利于分析分析厭氧消化過(guò)程，有效的解決了現(xiàn)有技術(shù)對(duì)厭氧消化指標(biāo)測(cè)定的弊端，同時(shí)又獲得了評(píng)定厭氧消化性能更加直接的指標(biāo)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及厭氧消化體系的測(cè)試方法，特別涉及一種基于電化學(xué)技術(shù)檢測(cè)厭氧消化的測(cè)試方法。

背景技術(shù)

目前，我國(guó)利用厭氧消化技術(shù)進(jìn)行固體廢棄物處理已被廣泛利用，例如農(nóng)作物秸稈、養(yǎng)殖場(chǎng)糞便物等處理，既可以減少?gòu)U棄物的產(chǎn)量，又可以產(chǎn)生清潔能源，但是厭氧消化過(guò)程復(fù)雜，受到多種因素的影響，例如溫度、酸堿度、底物組分和有毒物質(zhì)，從而導(dǎo)致厭氧消化產(chǎn)氣率低，使資源無(wú)法得到有效的利用。現(xiàn)有技術(shù)的厭氧消化產(chǎn)氣的分析研究大多通過(guò)COD、揮發(fā)性脂肪酸(VFAs)、甲烷產(chǎn)氣量等因素來(lái)探究厭氧消化過(guò)程，或者通過(guò)各個(gè)影響因素之間的關(guān)系來(lái)探究厭氧消化體系；例如COD的測(cè)定，采用重鉻酸鉀或者分光光度法，實(shí)驗(yàn)中會(huì)采用大量的化學(xué)試劑，并且消解過(guò)程會(huì)消耗的時(shí)間長(zhǎng)，測(cè)定的結(jié)果不準(zhǔn)確；污泥中揮發(fā)性脂肪酸、總氮或總磷等指標(biāo)的測(cè)定，不僅需要消耗化學(xué)試劑，同樣消耗時(shí)間長(zhǎng)，儀器設(shè)備復(fù)雜；總之，這些傳統(tǒng)方法大多需要在厭氧消化期間每天進(jìn)行指標(biāo)的測(cè)定，基本都存在分析測(cè)定周期長(zhǎng)、數(shù)據(jù)量繁冗以及測(cè)定結(jié)果精確度不高等弊端，同時(shí)在測(cè)定過(guò)程中會(huì)使用大量的化學(xué)試劑，從而會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染和后續(xù)處理復(fù)雜。

電化學(xué)是指將兩種活潑性不同的金屬或者是一種金屬與惰性電極用導(dǎo)線連接后，插入電解質(zhì)溶液中，形成閉合回路，可以通過(guò)電極電位、電流、電壓等物理量來(lái)檢測(cè)溶液中物質(zhì)的電化學(xué)性質(zhì)及其遷移轉(zhuǎn)換變化規(guī)律，但是現(xiàn)有技術(shù)中鮮少有將電化學(xué)方法應(yīng)用到檢測(cè)分析厭氧消化過(guò)程，并通過(guò)分析結(jié)果提高厭氧消化的產(chǎn)氣效率。因此，提供一種快速、準(zhǔn)確及環(huán)保的電化學(xué)方法來(lái)測(cè)試廢棄物厭氧消化過(guò)程，具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的廢棄物厭氧消化過(guò)程的測(cè)試方法存在周期長(zhǎng)、數(shù)據(jù)量繁冗以及測(cè)定結(jié)果精確度不高的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種基于電化學(xué)技術(shù)檢測(cè)厭氧消化的測(cè)試方法。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種基于電化學(xué)技術(shù)檢測(cè)厭氧消化的測(cè)試方法，具體包括以下步驟：

(1.1)厭氧消化菌的培養(yǎng)在厭氧消化培養(yǎng)容器中投加待測(cè)的厭氧消化的底物，同時(shí)加入一定比例的碳氮磷營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)及污泥，進(jìn)行菌種培養(yǎng)；

(1.2)電極活化處理采用Al₂O₃將工作電極進(jìn)行拋光處理，之后在超聲環(huán)境下水浴清洗，最后依次用乙醇、HNO₃和蒸餾水清洗后備用，將處理好的工作電極、參比電極和反電極與電化學(xué)工作站連接，采用硫酸對(duì)電極進(jìn)行活化處理；

(1.3)測(cè)試厭氧消化將菌種培養(yǎng)好的上層接種物移至測(cè)試容器中，將活化處理后的三電極系統(tǒng)對(duì)測(cè)試容器內(nèi)的接種物進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試接種物的厭氧消化過(guò)程，記錄并輸出電流、電壓和氧化還原電位，獲得評(píng)定指標(biāo)。

三電極的具體種類沒(méi)有具體的限制，可以根據(jù)具體需要進(jìn)行選擇，本發(fā)明選擇工作電極為玻碳電極，參比電極為飽和甘汞電極，反電極為鉑電極。

待測(cè)的厭氧消化的底物根據(jù)實(shí)際廢棄物進(jìn)行選擇，本發(fā)明選用常見(jiàn)的廢棄物甘蔗渣、白菜葉或農(nóng)作物秸稈。

作為優(yōu)選，步驟(1.1)中，碳氮磷比按照質(zhì)量比為1000:5:1的比例進(jìn)行投加。

作為優(yōu)選，步驟(1.1)中，菌種培養(yǎng)結(jié)束后靜置12h備用。