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厌 氧消化-生物 电解耦合反应器剩余 污泥处理装置

阅读：244发布：2024-02-27

专利汇可以提供厌氧消化-生物电解耦合反应器剩余污泥处理装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种厌氧消化 ‑ 生物电解耦合反应器剩余污泥处理装置，属于污泥水解碳化处理技术领域。所述厌氧消化‑生物电解耦合反应器剩余污泥处理装置包括：筒体顶部设置有电机及集气袋，筒体的底部设置有出泥口；厌氧消化区A处设置有进泥口，进泥口处设置有进泥泵，厌氧消化区内设置有搅拌器，搅拌器与电机的输出端连接，厌氧消化区的内壁上设置有臭氧发生器，厌氧消化区与出泥口连通。本发明厌氧消化‑生物电解耦合反应器剩余污泥处理装置既避免了传统处理污泥时的约束、不合理化和二次污染问题，同时又产生了新的可再生能源。，下面是厌氧消化-生物电解耦合反应器剩余污泥处理装置专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种厌氧消化-生物电解耦合反应器剩余污泥处理装置，其特征在于，包括：筒体，所述筒体由上至下沿竖向分为厌氧消化区(A)、微生物电解区(B)；
所述筒体顶部设置有电机(11)及集气袋(1)，所述筒体的底部设置有出泥口(8)；
所述厌氧消化区(A)处设置有进泥口(6)，所述进泥口(6)处设置有进泥泵(7)，所述厌氧消化区(A)内设置有搅拌器(5)，所述搅拌器(5)与所述电机(11)的输出端连接，所述厌氧消化区(A)的内壁上设置有臭氧发生器(9)，所述厌氧消化区(A)与所述出泥口(8)连通；
所述微生物电解区(B)内设置电解池阴极(3)及电解池阳极(4)，所述电解池阴极(3)设置在所述微生物电解区(B)内壁的周面上，电解池阳极(4)固定在所述微生物电解区(B)内，所述微生物电解区(B)与所述集气袋(1)连通。
2.根据权利要求1所述厌氧消化-生物电解耦合反应器剩余污泥处理装置，其特征在于，所述剩余污泥处理装置还包括：电化学工作站(10)；
所述电化学工作站(10)通过钛丝与所述电解池阴极(3)及电解池阳极(4)连接。
3.根据权利要求2所述厌氧消化-生物电解耦合反应器剩余污泥处理装置，其特征在于：
所述筒体顶部开设有阴极导线出口(12)及阳极导线出口(13)，所述钛丝穿过所述阴极导线出口(12)及阳极导线出口(13)与所述电化学工作站(10)相连。
4.根据权利要求1所述的厌氧消化-生物电解耦合反应器剩余污泥处理装置，其特征在于：
所述电解池阳极(4)材料为碳毡(2)，所述碳毡(2)表面涂有Pt/C催化层，涂布量为
0.5mg/cm2。
5.根据权利要求1所述的厌氧消化-生物电解耦合反应器剩余污泥处理装置，其特征在于：
所述电解池阴极(3)材料为钛网。
6.根据权利要求1所述的厌氧消化-生物电解耦合反应器剩余污泥处理装置，其特征在于：
所述筒体的顶部还开设有支管口(16)；
所述支管口(16)与所述集气袋(1)相连。
7.根据权利要求1所述厌氧消化-生物电解耦合反应器剩余污泥处理装置，其特征在于：
所述电机(11)通过转轴(17)与所述搅拌器(5)连接。
8.根据权利要求7所述厌氧消化-生物电解耦合反应器剩余污泥处理装置，其特征在于，所述污泥处理装置还包括：转轴支撑柱(14)；
所述转轴支撑柱(14)设置在所述筒体顶部；
所述转轴(17)设置在所述转轴支撑柱(14)内。
9.根据权利要求1所述厌氧消化-生物电解耦合反应器剩余污泥处理装置，其特征在于：
所述筒体顶部开设有取样口(15)。

说明书全文

厌 氧消化-生物 电解耦合反应器剩余 污泥处理装置

技术领域

[0001] 本发明涉及污泥水解碳化处理技术领域，特别涉及厌氧消化-生物电解耦合反应器剩余污泥处理装置。

背景技术

[0002] 随着生活水平的提高，生活污水的处理变得越来越重要，城市污水的产生量也有了明显的增加，由于城市污水处理厂普遍采用的是活性污泥法对生活污水进行生物处理，因此随着进水污水有机质的提高，处理污水量的增加，其污泥的处理处置问题受到了越来越多的关注，也变得越来越重要。在市政污水处理厂中，污泥是在对污水进行生化处理过程中的副产品。污泥的性质复杂，而且含有重金属离子以及一些致病菌，因此污泥的处理处置过程也较为复杂，其处理成本与污水相比也较高。污水污泥是污水处理厂处理污水过程中所产生的半固态或者固态物质，如不很好的处理就会造成污泥的二次污染和“污水白处理”的情况发生。随着污水处理技术的发展，处理程度的深化以及处理率的提高，污泥的产生量也在不断增加，污泥问题已成为当前影响环境质量发展的一大环境问题。同时污泥中也含有大量可利用的部分，比如可作为潜在能源的有机物和和大量营养物质，如不进行合理利用，不仅是一种形式上的浪费而且将会造成二次污染。

[0003] 现有的剩余活性污泥资源化主要是利用厌氧消化工艺，通过该工艺可以将剩余活性污泥中的有机质转化成甲烷，变成可利用的能源。而现有的厌氧消化工艺在实际应用过程中，由于产甲烷菌主要是嗜乙酸产甲烷菌，底物的利用类型单一，只有乙酸可以被利用，因此该工艺存在着转化率较低，转化速率慢的限制；而且产甲烷菌对环境敏感度高，常使厌氧消化系统出现运行不稳定等问题。

发明内容

[0004] 本发明提供一种厌氧消化-生物电解耦合反应器剩余污泥处理装置，解决了或部分解决了现有技术中剩余污泥厌氧消化方法中剩余污泥浪费，造成二次污染的技术问题。

[0005] 为解决上述技术问题，本发明提供了一种厌氧消化-生物电解耦合反应器剩余污泥处理装置包括：筒体，所述筒体由上至下沿竖向分为厌氧消化区、微生物电解区；所述筒体顶部设置有电机及集气袋，所述筒体的底部设置有出泥口；所述厌氧消化区处设置有进泥口，所述进泥口处设置有进泥泵，所述厌氧消化区内设置有搅拌器，所述搅拌器与所述电机的输出端连接，所述厌氧消化区的内壁上设置有臭氧发生器，所述厌氧消化区与所述出泥口连通；所述微生物电解区内设置电解池阴极及电解池阳极，所述电解池阴极设置在所述微生物电解区内壁的周面上，电解池阳极固定在所述微生物电解区内，所述微生物电解区与所述集气袋连通。

[0006] 进一步地，本发明剩余污泥处理装置还包括：电化学工作站；所述电化学工作站通过钛丝与所述电解池阴极及电解池阳极连接。

[0007] 进一步地，所述筒体顶部开设有阴极导线出口及阳极导线出口，所述钛丝穿过所述阴极导线出口及阳极导线出口与所述电化学工作站相连。

[0008] 进一步地，所述电解池阳极材料为碳毡，所述碳毡表面涂有Pt/C催化层，涂布量为0.5mg/cm2。

[0009] 进一步地，所述电解池阴极材料为钛网。

[0010] 进一步地，所述筒体的顶部还开设有支管口；所述支管口与所述集气袋相连。

[0011] 进一步地，所述电机通过转轴与所述搅拌器连接。

[0012] 进一步地，本发明剩余污泥处理装置还包括：转轴支撑柱；所述转轴支撑柱设置在所述筒体顶部；所述转轴设置在所述转轴支撑柱内。

[0013] 进一步地，所述筒体顶部开设有取样口。

[0014] 本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

[0015] 由于厌氧消化区的剩余污泥通过进泥泵从进泥口泵入筒体，搅拌器与电机转轴相连，臭氧发生器设置在厌氧消化区内壁，经过厌氧消化区反应后的污泥进一步在微生物电解区电解，微生物电解区放置电解池阴极、阳极，阴极环绕在所述微生物电解区内壁一周，阳极固定在处理装置的顶端，反应完成后的污泥通过出泥口排出，筒体顶部设置的集气袋，可以收集产生的甲烷气体，所以，本申请将微生物电解电池工艺与厌氧消化产甲烷工艺进行耦合，既避免了传统处理污泥时的约束、不合理化和二次污染问题，同时又产生了新的可再生能源。附图说明

[0016] 图1为本发明实施例提供的厌氧消化-生物电解耦合反应器剩余污泥处理装置；

[0017] 图2为图1中厌氧消化-生物电解耦合反应器剩余污泥处理装置的C-C向剖视图；

[0018] 图3为图1中厌氧消化-生物电解耦合反应器剩余污泥处理装置的电解池阳极的结构示意图。

具体实施方式

[0019] 参见图1-2，本发明实施例提供了一种厌氧消化-生物电解耦合反应器剩余污泥处理装置包括：筒体，筒体由上至下沿竖向分为厌氧消化区A、微生物电解区B。

[0020] 筒体顶部设置有电机11,及集气袋1，筒体的底部设置有出泥口8。

[0021] 所述厌氧消化区A处设置有进泥口6，进泥口6处设置有进泥泵7，厌氧消化区A内设置有搅拌器5，搅拌器5与电机11的输出端连接，厌氧消化区A的内壁上设置有臭氧发生器9，厌氧消化区A与出泥口8连通。

[0022] 微生物电解区B内设置电解池阴极3及电解池阳极4，电解池阴极3设置在所述微生物电解区B内壁的周面上，电解池阳极4固定在微生物电解区B内，所述微生物电解区B与集气袋1连通。

[0023] 本发明剩余污泥处理装置还包括：电化学工作站10。

[0024] 电化学工作站10通过钛丝与电解池阴极3及电解池阳极4连接，用于向电解池阴极3及电解池阳极4供电。

[0025] 筒体顶部开设有阴极导线出口12及阳极导线出口13，钛丝穿过阴极导线出口12及阳极导线出口13与电化学工作站10相连。

[0026] 参见图3，详细介绍电解池阳极4及电解池阴极3的结构。

[0027] 电解池阳极4材料为碳毡2，碳毡2表面涂有Pt/C催化层，涂布量为0.5mg/cm2。电解池阳极4的材料用丙酮浸泡24h后，用清水反复冲洗，清洗后所述阳极材料放入马弗炉中在450℃条件下灼烧0.5～1h。电解池阳极4材料进行了一定的预处理，增加了表面的粗糙程度。

[0028] 电解池阴极3材料为钛网。

[0029] 详细介绍筒体的结构。

[0030] 筒体的顶部还开设有支管口16，支管口16与集气袋1相连，用于输送产生的甲烷气体。

[0031] 电机11通过转轴17与搅拌器5连接。转轴支撑柱14固定设置在筒体顶部；转轴17设置在转轴支撑柱14内，转轴17可以在转轴支撑柱14内转动。

[0032] 筒体顶部开设有取样口15，便于取样。

[0033] 为了更清楚介绍本发明实施例，下面从本发明实施例的使用方法上予以介绍。

[0034] 厌氧消化区A处设置有进泥口6，进泥口6处设置有进泥泵7，启动进泥泵7将剩余污泥通过进泥口6输送入筒体内。启动电机11，电机11带动搅拌器5动作，对剩余污泥进行搅拌，可促进污泥混合均匀，加快水解。厌氧消化区A的内壁上设置有臭氧发生器9，可以加快污泥的消化水解，提高污泥处理效率。厌氧消化区A与出泥口8连通，将处理后的污泥由出泥口8排出。

[0035] 微生物电解区B内设置电解池阴极3及电解池阳极4，电解池阴极3设置在所述微生物电解区B内壁的周面上，电解池阳极4固定在所述微生物电解区B内。在微生物电解区B的电解池阴极3处通入2.5g/L 葡萄糖溶液，装有电解池阳极4处接种富含微生物的阳极出水并通入2g/L乙酸钠溶液，在室温(20±2℃)下，进行实验组碳毡的微生物富集及颗粒污泥的产甲烷驯化。阳极微生物利用乙酸钠，产生质子，在阴极上质子得到2个电子后被还原成氢气，同时氢气处于反应器的厌氧环境中，嗜氢产甲烷菌利用氢气产生甲烷，颗粒污泥中的微生物利用葡萄糖和小分子酸进行生长繁殖与产甲烷，既避免了传统处理污泥时的约束、不合理化和二次污染问题，同时又产生了新的可再生能源。

[0036] 最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

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