一种提高剩余污泥电化学产氢效率的装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及剩余污泥资源化利用技术领域，具体涉及一种提高剩余污泥电化 学产氢的装置。
【背景技术】
[0002] 剩余污泥的厌氧消化过程极为复杂，大体而言，主要经历四个过程：水解阶段、产 酸阶段、产氢产乙酸阶段和产甲烷阶段。
[0003] 利用电化学系统可以极大的提高剩余污泥厌氧消化产氢的效率，但同时不可避免 的产生副产物甲烷，降低产氢效率。因此有必要对剩余污泥中的甲烷微生物进行定时的杀 灭。同时，在杀灭甲烷微生物时会产生大量的有机物，也有利于产氢作用。
[0004] 因此为了提高产氢效率，必须同时降低产气率，即抑制产甲烷菌，以减少酸的损 耗。其中，通过控制污泥泥龄（即SRT，固体停留时间）是一种较为常见的方式，利用产酸菌 和产甲烷菌不同的倍增时间，设置不同的固体停留时间，以达到剔除产甲烷菌的目的。
[0005] 例如，公开号为CN1850582A的中国发明专利申请文献公开了一种利用污水处理 厂剩余污泥产氢的热处理-发酵集成工艺与操作方法。该集成工艺主要由污泥调理、预热 处理和厌氧发酵三部分组成，操作方法是将剩余污泥先进行浓度/pH调节，然后进行热预 处理，最后通过厌氧发酵产生氢气。采用适当的热处理能够使污泥中有机质释放和有效地 抑制污泥厌氧消化过程中的甲烷化，从而稳定产生氢气。
[0006][0007] 传统的使用连续流和半连续流反应器控制SRT的方法，一般都会存在两个问题， 其一，运行/实验时间一长，难免会存在空气漏进的情况，不能保证严格的厌氧环境，难免 对污泥厌氧消化产氢造成影响；其二，因为是不断排出旧泥注入新泥的过程，不能保证进 入的新泥的内部组分和反应器内部污泥的组分相同，那么污泥停留时间的设置则会存在偏 差，极端一点讲，假如进入的新泥所含产甲烷菌的量比排出旧泥的要多，那么设置SRT没什 么意义。 【实用新型内容】
[0008] 本实用新型提供了一种提高剩余污泥电化学产氢效率的装置，通过杀灭产甲烷菌 来控制污泥泥龄，可以保证过程完全封闭，克服以上所说的两个缺点。
[0009] -种提高剩余污泥电化学产氢效率的装置，包括：
[0010] 电化学反应器；灭菌装置；连接所述电化学反应器与灭菌装置的污泥抽取管道； 以及设置在所述污泥抽取管道上的蠕动栗。
[0011] 装置由单室电化学反应装置、污泥抽取装置和灭菌装置三部分组成。单室电化学 反应装置与污泥抽取装置连接。污泥抽取装置抽取定量剩余污泥后，与灭菌装置连接，将剩 余污泥注入到灭菌装置中，灭菌过程在灭菌装置内进行。通过污泥抽取装置定时从厌氧发 酵反应器内抽取定量污泥进入灭菌装置，电化学反应器内剩余污泥采用连续进样，污泥区 内采用全混流控制，在电化学厌氧发酵产氢过程中，在灭菌装置内通过物理手段单独对抽 取的部分污泥进行处理，杀灭产甲烷微生物同时产生大量的有机物。将处理完的污泥和有 机物通过污泥抽取管道打回厌氧发酵反应器，完成对污泥泥龄的控制。
[0012] 固体停留时间（SRT)，solid retention time，是剩余污泥在处理构筑物内的平均 驻留时间，即污泥龄。其单位一般为天（d)。可通过控制污泥龄选择活性污泥系统中微生 物的种类：如果某种微生物的世代期比活性污泥系统长，则该类微生物在繁殖出下一代微 生物之前，就被以剩余活性污泥的方式排走，该类微生物就不能在系统内繁殖后代。反之如 果某种微生物的世代期比活性污泥系统的泥龄短，则该种微生物在被以剩余活性污泥的形 式排走之前，可繁殖出下一代。作为优选，所述电化学反应器为单室电化学反应器。进一步 地，所述单室电化学反应器为全混流反应器。
[0013] 更进一步地，所述单室电化学反应器包括：
[0014] 反应器壳体；
[0015] 位于所述反应器壳体上的进水口、出水口、气体收集口和污泥抽取口；
[0016] 以及设置在所述反应器壳体内部的电极、搅拌装置和三相分离器。
[0017] 优选地，所述进水口位于反应器壳体的底部，所述出水口位于反应器壳体的上部， 所述气体收集口位于反应器壳体的顶部，所述污泥收集口位于反应器壳体的中部。
[0018] 优选地，所述灭菌装置容纳污泥的体积为V/T~V，其中V为电化学反应器体积，T 为污泥泥龄。
[0019] 本实用新型的装置中电化学反应器电化学内剩余污泥采用连续进样，反应器内设 置三相分离器，污泥区内采用全混流控制，污泥抽取装置间隔启动，其每日抽取泥量V由反 应器体积、污泥泥龄T和抽取频率f?而定，公式为7 = 灭菌装置体积大小由整体反 应器体积V和污泥泥龄T决定（污泥泥龄为4-6d)，其大小范围为V/T~V，灭菌装置采用 石英玻璃制作石英玻璃，有机玻璃，不锈钢等材料制作，进一步优选，灭菌装置采用透光性 和导热性均良好的石英玻璃制作。
[0020] 本实用新型的方法优选通过本实用新型装置实现。
[0021] 本实用新型的有益效果：
[0022] (1)本实用新型操作简便，适用性强。
[0023] (2)本实用新型在控制SRT的过程中，保证了严格的厌氧环境。
[0024] (3)本实用新型避免了排泥所导致的变量差异。
[0025] (4)本实用新型在杀灭产甲烷微生物的同时会释放大量的有机物，有利于产氢。
【附图说明】
[0026] 图1是本实用新型装置结构示意图。
[0027] 图2是本实用新型电化学反应器的结构示意图。
[0028] 图中所示附图标记如下：
[0029]1-电化学反应器 2-污泥抽取管道 3-蠕动栗
[0030] 4-灭菌装置 101-电极 102-进水口
[0031] 103-出水口 104-三相分离器 105-气体收集口
[0032] 106-搅拌装置 107-污泥抽取口 108-反应器壳体
【具体实施方式】
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