>[0032] 其中，①进水池，②蠕动栗，③厌氧反应器，④数据存储及处理系统，⑤数据采集 卡，⑥DC-P0WER，⑦气体流量计，⑧气袋，⑨出水池，⑩电极
【具体实施方式】
[0033] 下面结合附图和具体实施例来进一步详细说明本发明。
[0034] 实施例1
[0035] (1)阳极硫氧化生物膜驯化
[0036] 构建双室微生物电解池，阳极由两块石墨板组成，每个石墨板电极大小为8cm x4cm，阳极培养液成分为(λ 25g/L NH4Cl, (λ 5g/L NaH2PO4, 2. Og/L NaHCO3, (λ 25g/L 乙酸 盐，5. OmM Na2S。阳极室接种脱硫单胞菌（Desulfuromonas)，用恒电位仪设定阳极电势为 0.3V (Vs Ag/AgCl)，阴极室加入 0.25g/L NH4Cl，0.5g/L NaH2P04,2.0g/L NaHCO3的培养液； 观察电流的变化同时检测硫化物和硫酸盐的含量，当硫化物有90%以上转化为硫酸盐时换 液，直到硫转化和电流的变化呈现周期性规律时阳极硫氧化生物膜驯化成功。
[0037] (2)组建电极
[0038] 将驯化好的两块硫氧化生物膜转移到一个8L裝液体积的UASB (高径比10:1)反 应器中（即硫氧化生物膜作为阳极），并配置等大小的对电极（阴极），以Ag/AgCl为参比 电极，两对电极分别位于反应器的1/3和2/3处，厌氧消化产甲烷体系的体积（m3)与两块 阳极表面积（m2)的比值为0. 625:1 (m3/m2)，阴阳极两端用DC-POWE施加0. 8V的外加电压， 阳极与阴极间距为5cm。
[0039] (3)微生物电化学原位沼气脱硫体系的启动运行
[0040] 配制COD浓度为4000~5000mg/L的人工模拟废水，废水额外添加 lOmmol/L (总 量为80mM)的硫化钠，接种厌氧污泥和沼渣，并设定一个不添加电极的对照组，用来对比分 析该体系对硫化物的脱除效果；在批式运行的条件下启动厌氧消化产甲烷原位脱硫体系； 每天监测分析甲烷和硫酸盐含量，当甲烷含量达到60~70% (V/V)，并且硫酸盐转化率达 到50~60%时，换液、继续批式运行5次，确保反应体系的顺利启动。首先外加0. 8V电压， 当阴极电势高于-610mV(Vs Ag/AgCl)时，逐步增加电势差，直到阴极电势低于-610mV(Vs Ag/AgCl)，动态调控电极电势。在此过程中硫化物首先发生电化学氧化为硫单质，在脱硫单 胞菌的作用下继续氧化为硫酸根，每摩尔硫化物氧化到硫酸根的理论释放电子为8摩尔， 可以捕获1摩尔的二氧化碳转化为1摩尔的甲烷。稳定运行5个周期结束后，测得实验组 和对照组的数据分别如下：
[0041] 表1实施例1的实验组与对照组数据
[0043] 从实验数据可以看出实验组脱硫效率可以到达95%以上明显高于对照组，仅少量 硫化氢产生，其中气体百分比为体积百分比（V/V)。
[0044] 实施例2
[0045] 本实例的方法与实例1相同，不同的是外加电压控制在0. 9V，厌氧反应器连续流 进水处理猪场养殖废水，HRT = 8h，实验组和对照组的数据分别如下：
[0046] 表2实施例2的实验组与对照组数据
[0048] 从实验数据可以看出：实验组甲烷含量可以达到80%以上，其中气体百分比为体 积百分比（V/V)。
[0049] 实施例3
[0050] 本实例的方法与实例2相同，不同的是厌氧反应器直接处理垃圾中转站新鲜渗滤 液，连续流运行条件下（HRT = 8h)，实验组和对照组的数据分别如下：
[0051] 表3实施例3的实验组与对照组数据
[0052] CN 105176614 A 说明书 5/5 页
[0053] 从实验数据可以看出：实验组甲烷含量远高于对照组，并且沼气中硫化氢含量低 于lOppm，其中气体百分比为体积百分比（V/V)。
[0054] 实施例4
[0055] 本实例配制不含有机物的含硫废水，其中操作步骤与实例1相同，但是在步骤三 中不接种厌氧污泥和沼渣，分析该方法对无机体系中脱硫产甲烷效果，实验结果发现H2S含 量为20-30??111，但是氢气是主要的气体产物，含量高达80-85%(￥/￥)，甲烷没有检出，硫化 物转化效率高达98%，这些结果说明该方法能够很好的实现原位脱硫，但是由于此实例中 未接种厌氧污泥和沼渣，阴极固定二氧化碳产甲烷的效果没有发挥，并不能实现阳极脱硫 偶联阴极产甲烷。
[0056] 本发明的一种微生物电化学原位沼气脱硫的方法已经通过具体的实例进行了描 述，本领域技术人员可借鉴本
【发明内容】
，适当改变原料、工艺条件等环节来实现相应的其它 目的，其相关改变都没有脱离本发明的内容，所有类似的替换和改动对于本领域技术人员 来说是显而易见的，都被视为包括在本发明的范围之内。
【主权项】
1. 一种微生物电化学原位沼气脱硫的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤： 步骤一、阳极硫氧化生物膜驯化步骤 构建双室微生物电解池，向阳极室中注入阳极培养液，所述阳极培养液成分为0. 25g/LNH4Cl, 0? 5g/LNaH2PO4, 2.Og/LNaHCO3,0? 25g/L乙酸盐，2. 5 ~15mMNa2S，接种硫氧 化微生物，包括脱硫球莖菌（Desulfobulbus),脱硫单胞菌（Desulfuromonas),硫杆 菌（Thiobacillus)中的一种或多种组合；随后启动恒电位仪，控制阳极电势为0. 3V(Vs Ag/AgCl)，向阴极室中注入阴极培养液，所述阴极培养液成分为0. 25g/LNH4C1，0. 5g/L NaH2PO4, 2.Og/LNaHCO3;当阳极室硫化物转化为硫酸盐的量达到90 %时，更换培养液，直到 外电路中的电流呈现周期性变化时，阳极硫氧化生物膜驯化成功； 步骤二、组建电极步骤 将上述驯化好的作为为阳极的硫氧化生物膜转移到厌氧消化反应器，并配置同样大小 的阴极，以Ag/AgCl作为参比电极；按照厌氧消化的体积配置适当比例的阳极电极面积，两 者比例为0. 5~20 :1 (m3/m2);阳极与阴极的间距为3cm~50cm; 步骤三、微生物电化学原位沼气脱硫体系的启动与运行步骤 在厌氧消化反应器中组建电极后，通过恒电位仪控制阳极电势，其中阳极电势设定在 0? 1~0? 6V(VsAg/AgCl);配制化学需氧量COD为1000~5000mg/L、Na2S浓度为2. 5~ 15mM的有机废水，并接种厌氧污泥和沼渣，在批式运行的条件下启动厌氧消化产甲烷原位 脱硫体系；每天监测分析甲烷和硫酸盐含量，当甲烷含量达到60~70%，并且硫酸盐转化 率达到50~60%时，换液、继续批式运行3至5次，确保反应体系顺利启动。2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤一中，除接种所述硫氧化微生物 外，直接接种活性污泥。3. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤一中，阳极培养液成分为0. 25g/L NH4C1，0. 5g/LNaH2PO4, 2.Og/LNaHCO3,0? 25g/L乙酸盐，5.OmMNa2S。4. 根据权利要求I所述的方法，其特征在于，在步骤二中，厌氧消化的体积与阳极电极 面积的比例为0. 5-15:1 ;阳极与阴极的间距优选为5-30cm。5. 根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在步骤二中，厌氧消化的体积与阳极电极 面积的比例为0.625-10:1。6. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤三中，阳极电势为0. 2-0. 45V(Vs Ag/AgCl)〇7. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤三中，除设定阳极电势外，通过直 流稳压电源外加电压，所述电压为0. 8~I. 2V。
【专利摘要】本发明涉及一种微生物电化学原位沼气脱硫的方法，通过阳极电化学功能微生物催化氧化硫化氢生成硫酸盐，阻止硫化氢释放到沼气中，完成沼气原位脱硫，提高沼气中甲烷纯度；同时，通过利用硫化物氧化释放的电子和H+用于阴极固定二氧化碳合成甲烷，降低沼气中二氧化碳浓度，实现同步原位脱硫与沼气提纯。
【IPC分类】C10L3/10, B01D53/84
【公开号】CN105176614
【申请号】
【发明人】占国强, 何晓红, 杨暖, 李大平
【申请人】中国科学院成都生物研究所
【公开日】2015年12月23日
【申请日】2015年9月21日