>[0032] 其中，①進水池，②蠕動栗，③厭氧反應器，④數據存儲及處理系統，⑤數據采集 卡，⑥DC-P0WER，⑦氣體流量計，⑧氣袋，⑨出水池，⑩電極
【具體實施方式】
[0033] 下面結合附圖和具體實施例來進一步詳細說明本發明。
[0034] 實施例1
[0035] (1)陽極硫氧化生物膜馴化
[0036] 構建雙室微生物電解池，陽極由兩塊石墨板組成，每個石墨板電極大小為8cm x4cm，陽極培養液成分為(λ 25g/L NH4Cl, (λ 5g/L NaH2PO4, 2. Og/L NaHCO3, (λ 25g/L 乙酸 鹽，5. OmM Na2S。陽極室接種脫硫單胞菌（Desulfuromonas)，用恒電位儀設定陽極電勢為 0.3V (Vs Ag/AgCl)，陰極室加入 0.25g/L NH4Cl，0.5g/L NaH2P04,2.0g/L NaHCO3的培養液； 觀察電流的變化同時檢測硫化物和硫酸鹽的含量，當硫化物有90%以上轉化為硫酸鹽時換 液，直到硫轉化和電流的變化呈現周期性規律時陽極硫氧化生物膜馴化成功。
[0037] (2)組建電極
[0038] 將馴化好的兩塊硫氧化生物膜轉移到一個8L裝液體積的UASB (高徑比10:1)反 應器中（即硫氧化生物膜作為陽極），并配置等大小的對電極（陰極），以Ag/AgCl為參比 電極，兩對電極分別位于反應器的1/3和2/3處，厭氧消化產甲烷體系的體積（m3)與兩塊 陽極表面積（m2)的比值為0. 625:1 (m3/m2)，陰陽極兩端用DC-POWE施加0. 8V的外加電壓， 陽極與陰極間距為5cm。
[0039] (3)微生物電化學原位沼氣脫硫體系的啟動運行
[0040] 配制COD濃度為4000~5000mg/L的人工模擬廢水，廢水額外添加 lOmmol/L (總 量為80mM)的硫化鈉，接種厭氧污泥和沼渣，并設定一個不添加電極的對照組，用來對比分 析該體系對硫化物的脫除效果；在批式運行的條件下啟動厭氧消化產甲烷原位脫硫體系； 每天監測分析甲烷和硫酸鹽含量，當甲烷含量達到60~70% (V/V)，并且硫酸鹽轉化率達 到50~60%時，換液、繼續批式運行5次，確保反應體系的順利啟動。首先外加0. 8V電壓， 當陰極電勢高于-610mV(Vs Ag/AgCl)時，逐步增加電勢差，直到陰極電勢低于-610mV(Vs Ag/AgCl)，動態調控電極電勢。在此過程中硫化物首先發生電化學氧化為硫單質，在脫硫單 胞菌的作用下繼續氧化為硫酸根，每摩爾硫化物氧化到硫酸根的理論釋放電子為8摩爾， 可以捕獲1摩爾的二氧化碳轉化為1摩爾的甲烷。穩定運行5個周期結束后，測得實驗組 和對照組的數據分別如下：
[0041] 表1實施例1的實驗組與對照組數據
[0043] 從實驗數據可以看出實驗組脫硫效率可以到達95%以上明顯高于對照組，僅少量 硫化氫產生，其中氣體百分比為體積百分比（V/V)。
[0044] 實施例2
[0045] 本實例的方法與實例1相同，不同的是外加電壓控制在0. 9V，厭氧反應器連續流 進水處理豬場養殖廢水，HRT = 8h，實驗組和對照組的數據分別如下：
[0046] 表2實施例2的實驗組與對照組數據
[0048] 從實驗數據可以看出：實驗組甲烷含量可以達到80%以上，其中氣體百分比為體 積百分比（V/V)。
[0049] 實施例3
[0050] 本實例的方法與實例2相同，不同的是厭氧反應器直接處理垃圾中轉站新鮮滲濾 液，連續流運行條件下（HRT = 8h)，實驗組和對照組的數據分別如下：
[0051] 表3實施例3的實驗組與對照組數據
[0052] CN 105176614 A 說明書 5/5 頁
[0053] 從實驗數據可以看出：實驗組甲烷含量遠高于對照組，并且沼氣中硫化氫含量低 于lOppm，其中氣體百分比為體積百分比（V/V)。
[0054] 實施例4
[0055] 本實例配制不含有機物的含硫廢水，其中操作步驟與實例1相同，但是在步驟三 中不接種厭氧污泥和沼渣，分析該方法對無機體系中脫硫產甲烷效果，實驗結果發現H2S含 量為20-30??111，但是氫氣是主要的氣體產物，含量高達80-85%(￥/￥)，甲烷沒有檢出，硫化 物轉化效率高達98%，這些結果說明該方法能夠很好的實現原位脫硫，但是由于此實例中 未接種厭氧污泥和沼渣，陰極固定二氧化碳產甲烷的效果沒有發揮，并不能實現陽極脫硫 偶聯陰極產甲烷。
[0056] 本發明的一種微生物電化學原位沼氣脫硫的方法已經通過具體的實例進行了描 述，本領域技術人員可借鑒本
【發明內容】
，適當改變原料、工藝條件等環節來實現相應的其它 目的，其相關改變都沒有脫離本發明的內容，所有類似的替換和改動對于本領域技術人員 來說是顯而易見的，都被視為包括在本發明的范圍之內。
【主權項】
1. 一種微生物電化學原位沼氣脫硫的方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟： 步驟一、陽極硫氧化生物膜馴化步驟 構建雙室微生物電解池，向陽極室中注入陽極培養液，所述陽極培養液成分為0. 25g/LNH4Cl, 0? 5g/LNaH2PO4, 2.Og/LNaHCO3,0? 25g/L乙酸鹽，2. 5 ~15mMNa2S，接種硫氧 化微生物，包括脫硫球莖菌（Desulfobulbus),脫硫單胞菌（Desulfuromonas),硫桿 菌（Thiobacillus)中的一種或多種組合；隨后啟動恒電位儀，控制陽極電勢為0. 3V(Vs Ag/AgCl)，向陰極室中注入陰極培養液，所述陰極培養液成分為0. 25g/LNH4C1，0. 5g/L NaH2PO4, 2.Og/LNaHCO3;當陽極室硫化物轉化為硫酸鹽的量達到90 %時，更換培養液，直到 外電路中的電流呈現周期性變化時，陽極硫氧化生物膜馴化成功； 步驟二、組建電極步驟 將上述馴化好的作為為陽極的硫氧化生物膜轉移到厭氧消化反應器，并配置同樣大小 的陰極，以Ag/AgCl作為參比電極；按照厭氧消化的體積配置適當比例的陽極電極面積，兩 者比例為0. 5~20 :1 (m3/m2);陽極與陰極的間距為3cm~50cm; 步驟三、微生物電化學原位沼氣脫硫體系的啟動與運行步驟 在厭氧消化反應器中組建電極后，通過恒電位儀控制陽極電勢，其中陽極電勢設定在 0? 1~0? 6V(VsAg/AgCl);配制化學需氧量COD為1000~5000mg/L、Na2S濃度為2. 5~ 15mM的有機廢水，并接種厭氧污泥和沼渣，在批式運行的條件下啟動厭氧消化產甲烷原位 脫硫體系；每天監測分析甲烷和硫酸鹽含量，當甲烷含量達到60~70%，并且硫酸鹽轉化 率達到50~60%時，換液、繼續批式運行3至5次，確保反應體系順利啟動。2. 根據權利要求1所述的方法，其特征在于，在步驟一中，除接種所述硫氧化微生物 外，直接接種活性污泥。3. 根據權利要求1所述的方法，其特征在于，在步驟一中，陽極培養液成分為0. 25g/L NH4C1，0. 5g/LNaH2PO4, 2.Og/LNaHCO3,0? 25g/L乙酸鹽，5.OmMNa2S。4. 根據權利要求I所述的方法，其特征在于，在步驟二中，厭氧消化的體積與陽極電極 面積的比例為0. 5-15:1 ;陽極與陰極的間距優選為5-30cm。5. 根據權利要求4所述的方法，其特征在于，在步驟二中，厭氧消化的體積與陽極電極 面積的比例為0.625-10:1。6. 根據權利要求1所述的方法，其特征在于，在步驟三中，陽極電勢為0. 2-0. 45V(Vs Ag/AgCl)〇7. 根據權利要求1所述的方法，其特征在于，在步驟三中，除設定陽極電勢外，通過直 流穩壓電源外加電壓，所述電壓為0. 8~I. 2V。
【專利摘要】本發明涉及一種微生物電化學原位沼氣脫硫的方法，通過陽極電化學功能微生物催化氧化硫化氫生成硫酸鹽，阻止硫化氫釋放到沼氣中，完成沼氣原位脫硫，提高沼氣中甲烷純度；同時，通過利用硫化物氧化釋放的電子和H+用于陰極固定二氧化碳合成甲烷，降低沼氣中二氧化碳濃度，實現同步原位脫硫與沼氣提純。
【IPC分類】C10L3/10, B01D53/84
【公開號】CN105176614
【申請號】
【發明人】占國強, 何曉紅, 楊暖, 李大平
【申請人】中國科學院成都生物研究所
【公開日】2015年12月23日
【申請日】2015年9月21日