一種有機廢物處理裝置6,參見圖1，包括可調直流電源5、一組氧化電極1和還原 電極3,以及設在氧化電極1與還原電極3之間的隔離膜2,氧化電極1、還原電極3分別與 可調直流電源5連接，氧化電極1、還原電極3為電極板，氧化電極1與隔離膜2的一面平行 對位接觸，還原電極3與隔離膜2的另一面平行對位接觸，隔離膜2為透水性或多孔性的分 離膜，氧化電極1和還原電極3包括碳纖維織物基體，其留有前后貫穿的孔隙，為了提高基 體的電導性，微生物親和產甲烷的催化性，以達到適用于厭氧反應，把基體放入含有碳納米 管和鎳化物的混合溶液中通過電泳沉積法在基體的表面均勻制作一層碳納米管和鎳化物 鏈層。
[0025] 進一步地，由于氧化電極1和還原電極3具有較大表面積，為了使電流和電壓在氧 化電極1和還原電極3上分布更加均勻，在氧化電極1和還原電極3的內部穿插有均勻分 布的電流導流線4。電流導流線4優選耐腐蝕、導電性好的材料，如不銹鋼絲、鈦絲等。
[0026] -種設有上述有機廢物處理裝置6的厭氧消化池，參加圖2,消化池為圓筒形，包 括底部側面的入料口 9和頂部側面的出料口 7、排氣口 8,以及消化池中部的攪拌裝置10,有 機廢物處理裝置6設有五個，即五組電極板，通過支架固定在消化池內，各組電極呈圓形排 列均勻分布在攪拌裝置10周圍，且每立方米消化池內氧化電極1和還原電極3的設置面積 是1~20平方米，各組電極豎立形式均勻排列，各組電極之間距離為1~30cm。
[0027] 五組電極板完全被淹沒在消化池內的消化液中，并連接上可調直流電源5，控制 氧化電極1和還原電極3之間的電壓差為0. 2~0. 6V，并把厭氧消化池的溫度維持在35 °C， 一般來說，對本消化池提供35°C的溫度才能達到最優效果，但不控制也不會影響其基本運 行。把厭氧接種物和有機性廢棄物按照一定比例注入厭氧消化池，由于微生物需要生長成 適合電化學性質的微生物，在初期運轉時需要一到兩個月。在厭氧消化池達到穩定狀態后， 氧化電極1和還原電極3處的反應如下：
[0028] 氧化反應：有機物+ H20=e+H+ +C02
[0029]還原反應：2e+2H++ C02= CH4+ H20
[0030] 附著在氧化電極1上的活性微生物分解消化液中的有機物，釋放出氫離子，二氧 化碳和電子，電子通過電壓差流向還原電極3,并和氫離子與二氧化碳結合生成甲烷。
[0031] 本實用新型消化池對于不同的有機物有不同的水力停留時間（Hydraul ic retention time, HRT)，如污水污泥為5~30日，食物垃圾為1~5日。傳統型的厭氧消 化的HRT為20~50日。在水力停留時間減少的同時，揮發性固體（volatile solid，VS) 的清除率降低，所以如果有機廢棄物是難分解物質，或者想提高揮發性固體的清除率，可以 延長水力停留時間為30~50日。
[0032] 本實用新型消化池與普通消化池不同水利停留時間的消化效率參照表1。
[0033]表1
[0034]
[0035] 從表1中可以看出甲烷產量和含量均超出了一般厭氧反應的數值，并且揮發性固 體在水利停留時間縮短到5天時也是超過了一般厭氧反應，由此可以證實利用本實用新型 可以增加處理有機物的速度，或縮小厭氧消化池的體積來減少投入費用。
[0036] 對于一般厭氧消化池來說，分為中溫消化（35°C)和高溫消化（55°C)，溫度變化會 影響其消化率和產氣量。在實際操作中，厭氧消化池會受到一年四季溫度變化的影響，因此 厭氧消化池在冬季基本不能使用。表2為本實用新型消化池的中溫和常溫實驗數據對比，
[0037]表2
[0038]
[0039] 從中可以看出，雖然常溫消化的效率降低了約15%，但還是比一般的厭氧消化效 率高出許多，同時節省了加熱方面的投入。
[0040] 本實用新型不需要在已有的厭氧消化池增加多余的工程量，只需在厭氧消化池內 簡易地設置多組氧化還原電極，來達到最優的消化效率和可以直接使用的高濃度甲烷。并 且，本實用新型對受到溫度的限制性較小，雖然消化效率會隨溫度的降低而降低，但不影響 其基本的運行，以此來減少投入資金。
【主權項】
1. 一種有機廢物處理裝置，包括可調直流電源（5)、一組氧化電極（1)和還原電極（3)， 以及設在所述氧化電極（1)與還原電極（3)之間的隔離膜（2)，所述氧化電極（1)、還原電 極（3)分別與所述可調直流電源（5)連接，其特征在于：所述氧化電極（1)、還原電極（3)為 電極板，所述氧化電極（1)與所述隔離膜（2)的一面平行對位接觸，所述還原電極（3)與所 述隔離膜（2)的另一面平行對位接觸，所述隔離膜（2)為透水性或多孔性的分離膜，所述氧 化電極（1)和還原電極（3)包括基體和位于其表面的均勻鍍層，所述基體為碳纖維織物、石 墨、碳納米管中的一種，所述鍍層為碳納米管或鎳化物。2. 根據權利要求1所述的一種有機廢物處理裝置，其特征在于所述氧化電極（1)和還 原電極（3)上設有均勻分布的電流導流線（4)，能夠使電流在所述氧化電極（1)和還原電極 (3)上分布均勻。3. 根據權利要求2所述的一種有機廢物處理裝置，其特征在于所述電流導流線（4)為 不銹鋼絲或鈦絲。4. 一種設有如權利要求1所述有機廢物處理裝置的厭氧消化池，包括入料口（9)、出料 口（7)和排氣口（8)，其特征在于，所述有機廢物處理裝置設有多個，且每立方米消化池內 氧化電極（1)和還原電極（3)的設置面積是1~20平方米，各組電極豎立形式均勻排列，各 組電極之間距離為1~30cm。5. 根據權利要求4所述的一種厭氧消化池，其特征在于所述消化池內設有攪拌裝置 (10)〇6. 根據權利要求5所述的一種厭氧消化池，其特征在于所述消化池為圓筒形，所述攪 拌裝置（10)位于所述圓筒形消化池的中部，各組電極呈圓形排列均勻分布在所述攪拌裝置 (10 )周圍。
【專利摘要】本實用新型涉及廢水處理技術領域，具體公開了一種有機廢物處理裝置，包括可調直流電源、一組板狀氧化電極和還原電極，氧化電極與還原電極分別位于隔離膜的一面并平行對位接觸，隔離膜為透水性或多孔性的分離膜，氧化電極和還原電極包括基體和位于其表面的均勻鍍層，基體為碳纖維織物、石墨、碳納米管中的一種或幾種，鍍層為碳納米管、鎳化物或兩者混合物。一種設有該有機廢物處理裝置的厭氧消化池，包括入料口、出料口和排氣口，每立方米消化池內氧化電極和還原電極的設置面積是1～20平方米，各組電極豎立形式均勻排列，各組電極之間距離為1～30cm。本實用新型能夠提高有機廢物的厭氧消化效率，具有實施方便、成本低的優點。
【IPC分類】C02F101/30, C02F3/28, C12M1/107
【公開號】CN204779029
【申請號】CN201520335588
【發明人】馮慶
【申請人】馮慶
【公開日】2015年11月18日
【申請日】2015年5月22日