MEC及铁材料强化剩余污泥厌氧消化及其机理研究

发布时间：2021-11-06 01:17

　　城市剩余污泥是城市生活污水处理过程中的副产物,其产量大并含有大量有害物质,需妥善处理或处置,以达到稳定化、减量化、资源化目的。厌氧发酵因可同时实现污泥处理及能源回收,是一种可持续的污泥处理技术。但由于剩余污泥的细胞壁稳定,分解速率慢,往往会限制污泥的水解酸化效率,进而降低污泥的减量化程度及甲烷产量。近期的研究发现,微生物电解池（Microbial electrolysis cell,MEC）可以促进包括水解酸化在内的污泥厌氧消化效率。考虑到零价铁（Zerovalentiron,ZVI）及Fe3O4对污泥厌氧消化的促进作用,本论文拟研究MEC及铁材料来强化污泥的水解酸化,从而提高污泥的厌氧消化效率,主要的研究内容和结论如下:（1）为了探究铁、碳电极在污泥厌氧消化中的作用,分别构建以Fe-C和C-C为电极的MEC（以Ag/AgCl为参比电极）,通过控制工作电极电势,研究Fe、C电极在MEC处理污泥中的作用。结果表明,工作电极施加-0.6V的电势,在C-CMEC中,甲烷产量相比于空白反应器提高15.1%,COD去除率提高10.9%。然而,Fe-C MEC的甲烷产量及COD去除率却分别比空白反... 

【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：127 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图１．２美国、中国及日本剩余污泥使用及处置的现状??

在Ｆｅｎｇ的研究中，当把ＺＶＩ投加到污泥厌氧消化的反应器中，发现ＺＶＩ可以通??过减少Ｈ２的生成促进污泥的水解酸化效率，和空白反应器相比，甲烷的产量提高了??４３．５％，污泥的减量化效率提高了?１２．２％［８４］。他把主要原因归结为两点（如图１，４）：首先，??－１３－??

考虑到单室ＭＥＣ和双室ＭＥＣ具有的优点及存在的问题，研宄者开发出一种新的??构型一气体扩散型ＭＥＣ。气体扩散型ＭＥＣ由液体腔室和气体腔室组成，阴极无膜结构??或采用膜－电极复合结构（如图１．５）。在该结构中，氢气从阴极产生后可以迅速被收集，??避免了单室ＭＥＣ中氢气向阳极扩散而被微生物消耗。另外，气体扩散型ＭＥＣ中，可以??通过缩短阳极和阴极之间的距离来达到降低内阻的目的。但是，对于有交换膜的阴极，??膜的存在依然会产生电势损耗，只是在传统的双室ＭＥＣ的基础上有所降低。而对于无??膜的阴极扩散型ＭＥＣ，常常出现电极的阻塞和电解液的渗漏的问题。??ｒ＾ｉ?ｎ??：极］?ｐｋ?＾?ｐｆｅ?［ｆｔ??双室型?单室型?气休扩散阴极型??图１．５?ＭＥＣ的主要构型??Ｆｉｇｕｒｅ?１．５?Ｍａｉｎ?ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎｓ?ｏｆ?ＭＥＣ??考虑到ＭＥＣ在产氢过程中存在的问题，Ｃｈｅｎｇ于２００９年首次提出利用ＭＥＣ进行??产甲烷在产甲烷的ＭＥＣ中阳极反应同样是把有机物氧化为二氧化碳、质子和电子，??而在阴极会利用微生物把阳极生成的产物转化生成甲烷。需要指出的是，在Ｃｈｅｎｇ的研??宄中

【参考文献】：
博士论文
[1]生物质微生物电解池强化产氢及阳极群落结构环境响应[D]. 路璐.哈尔滨工业大学 2012

硕士论文
[1]城市污泥与谷壳制备吸附剂及其对染料废水处理的研究[D]. 刘雪成.武汉科技大学 2014



本文编号：3478875