CN105541059A - 预处理-egsb-微生物电化学联合的剩余污泥降解装置及方法 - Google Patents

预处理-egsb-微生物电化学联合的剩余污泥降解装置及方法 Download PDF

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Abstract

本发明的目的是为了处理剩余污泥，以污泥减量化、无害化、资源化为目标，提供一种预处理-EGSB-微生物电化学联合的剩余污泥降解装置及方法，属于剩余污泥资源化与减量化技术领域。该装置包括破碎-厌氧联合预处理器、EGSB厌氧处理器、微生物电化学反应器和气体收集器。该方法将污泥在厌氧污泥中进行厌氧消化和破碎，使污泥悬浊液中的固体颗粒物破碎并部分溶于水相，形成含有一定污泥固体颗粒的高浓度有机废水；预处理的污泥再被EGSB厌氧处理器的厌氧颗粒污泥降解，最后经微生物电化学进一步降解。本发明使污泥中的水分符合排放标准，有机物则以CO2、CH4、H2等气体形式释放，有效提高剩余污泥减量化、资源化效率，同时达到无害化的目的。

Description

预处理-EGSB-微生物电化学联合的剩余污泥降解装置及方法
技术领域
本发明属于剩余污泥资源化与减量化技术领域，特别涉及一种预处理-EGSB-微生物电化学联合的剩余污泥降解装置及方法。
背景技术
随着城镇污水处理事业的不断发展，剩余污泥总量迅速增加；由于剩余污泥中含有大量微生物、悬浮物等有机物，若得不到妥善的处理与处置，会对环境产生二次污染。据不完全统计，我国污泥年产生量3000多万吨，并以每年15％的速度递增，污泥处理形势十分严峻。因此，剩余污泥的有效处理已成为了急需解决的一大难题，开发出高效的有工程推广价值的污泥处理技术具有重要意义。
发明内容
本发明的目的是为解决上述问题，并以污泥减量化、无害化、资源化为目标，提供一种预处理-EGSB-微生物电化学联合的剩余污泥降解装置及方法。本发明有机组合现有物理及生物技术实现剩余污泥的高效处理，即采用破碎-厌氧联合的预处理技术，膨胀颗粒污泥床(EGSB)技术，微生物电解池(MEC)或生物燃料电池(MFC)等技术，组成一套针对剩余污泥的高效处理装置及方法。该方法首先将剩余污泥在厌氧污泥中进行厌氧消化和破碎，使污泥悬浊液中的固体颗粒物破碎并部分的溶于水相，形成含有污泥固体颗粒的高浓度有机废水；高浓度有机废水被EGSB的厌氧颗粒污泥降解，未降解的污泥固体颗粒被回流至超声-厌氧反应区；EGSB降解后的高浓度有机废水经微生物电化学进一步降解。本发明使污泥中的水分符合排放标准，部分有机物则以CO2、CH4、H2等气体形式释放，较大程度的提高剩余污泥减量化、资源化效率，同时达到无害化的目的。
一种预处理-EGSB-微生物电化学联合的剩余污泥降解装置，包括破碎-厌氧联合预处理器、EGSB厌氧处理器、微生物电化学反应器和气体收集器；
破碎-厌氧联合预处理器与EGSB厌氧处理器连接，微生物电化学反应器位于EGSB厌氧处理器内部，EGSB厌氧处理器与气体收集器连接；并且，破碎-厌氧联合预处理器与EGSB厌氧处理器间有两路管道连接；
其中，破碎-厌氧联合预处理器由厌氧反应器和破碎设备组成，破碎设备可以为超声波设备、机械匀浆设备、高压喷射设备等；破碎设备可以根据需要设置在厌氧反应器内部或外部；
厌氧反应器上设有进料口、出料口和回料口；EGSB厌氧处理器上设有进浆口、出浆口、出泥口、出水口、回水口和排气口，进浆口和出浆口分别与厌氧反应器的出料口和回料口通过管道连接，可以实现处理物料的双向流通；回水口通过三通管道与出水口连接；排气口为EGSB厌氧处理器与气体收集器的连接口；
微生物电化学反应器为MEC反应器或MFC反应器；
厌氧反应器与EGSB厌氧处理器的体积比为1：1.5～3；微生物电化学反应器的阴阳两极分布于EGSB厌氧处理器高度的1/2-4/5处，反应器电极碳纤维充满所在位置的处理器内腔，同时兼作三相分离器，起到三相分离器的功能。
一种预处理-EGSB-微生物电化学联合的剩余污泥降解方法，利用了上述的装置，包括如下步骤：
(1)破碎-厌氧联合预处理
剩余污泥由厌氧反应器上的进料口输入破碎-厌氧联合预处理器，利用厌氧反应器内的厌氧污泥对剩余污泥进行短时间厌氧消化，杀死活性污泥中的大量好氧微生物，改变污泥的性质，降低污泥的破解难度；同时利用破碎设备的超声波、机械匀浆、高压喷射的作用分散污泥菌胶团，打破细菌细胞，分解大分子物质；最终使污泥悬浊液一部分固体颗粒物溶于水相，形成含有污泥固体颗粒的高浓度有机废水；
(2)EGSB厌氧处理
将预处理后的剩余污泥由底部通入EGSB厌氧处理器中，使处理器器内部形成上升的液流；处理器中的厌氧颗粒污泥使预处理后的污泥中的固体颗粒不断降解，液相中的高浓度有机物在厌氧颗粒污泥中甲烷菌、产乙酸菌和水解发酵菌的作用下，转变为CO2、CH4、H2等气体；未被降解的污泥固体颗粒被回流至步骤(1)的破碎-厌氧联合预处理器进行厌氧消化和破碎；
由于EGSB厌氧处理器中的厌氧颗粒污泥在处理过程中会逐渐生长变大，因此，需要定期对处理器进行排泥处理，排出的厌氧颗粒污泥中有机物含量为20％-35％，以无机污泥及颗粒污泥为主；
(3)微生物电化学处理
EGSB厌氧处理后形成的有机废水仍然含有一定浓度的有机物，再通过微生物电化学反应器进行处理：
a.当有机废水和消化产生的气体随上升的液流上升通过MEC反应器的阳极和阴极碳刷构成的三相分离器时，未被降解的污泥固体颗粒无法通过而下沉，液体中的有机物被MEC快速降解，MEC阳极上的生物膜降解有机物并将电子从细胞内转移到了细胞外，在外电路电势差作用下到达阴极与质子结合产生氢气，从而增加了厌氧降解速率，降低了出水有机物含量，气体成分穿过碳刷逸出，由气体收集器收集；
b.当有机废水和消化产生的气体随上升的液流上升通过MFC反应器的阳极和阴极碳刷构成的三相分离器时，未被降解的污泥固体颗粒无法通过而下沉，液体中的有机物被MFC快速降解，MFC反应器是借助微生物的催化作用，将有机物中的化学能转化为电能，该装置在产生电能的同时增加了厌氧降解速率，降低了出水有机物含量，气体成分穿过碳刷逸出，由气体收集器收集；
经过微生物电化学处理后的水从出水口外排，经检测，出水COD≤50mg/L；部分外排的水通过回水口由EGSB厌氧处理器底部进入处理器，为处理器内部提供上升的液流；
在上述方法的步骤(2)和步骤(3)中，预处理后的剩余污泥由EGSB厌氧处理器底部进入处理器，会在处理器中形成上升的液流；同时，部分经装置处理后外排的水可以通过回水口由EGSB厌氧处理器底部进入处理器，也会在处理器中形成上升的液流；通过控制上升液流在微生物电化学处理阶段的流速，能够实现EGSB厌氧处理器下端进行厌氧颗粒污泥降解，上端进行微生物电化学降解，中间未被降解的污泥固体颗粒回流至破碎-厌氧联合预处理器的平衡；
上述方法是一个持续动态的过程，即装置运行后，剩余污泥不断的输入装置中，经过处理后，不断的输出CO2、CH4、H2等气体、达标的水以及电能。
上述方法中，剩余污泥的浓度为8-20g/L；剩余污泥与厌氧污泥质量之比为2-3:1；污泥停留时间为5～7d；
超声波频率为20-28KHZ，每次超声时间为0.5～1h，两次超声的时间间隔为1～8h；
匀浆的搅拌速度为8000～12000rpm，每次匀浆时间为10～30min，两次匀浆的时间间隔为1～8h；
高压喷射压力为10～50MPa，每次循环2～5次，两次喷射的时间间隔为1～8h；
厌氧罐至EGSB厌氧处理器流速与EGSB厌氧处理器至厌氧罐流速之比为5:3～4.5；厌氧罐与EGSB厌氧处理器的体积比为1:1.5～3；
EGSB厌氧处理器中，膨胀后的厌氧颗粒污泥为处理器体积的1/3～1/2，处理器中pH为6.5～7.5；EGSB厌氧处理器中微生物电化学处理阶段的上升流流速为厌氧罐至EGSB厌氧处理器流速的10％～30％。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
(1)相对于传统污泥预处理方法，该方法通过厌氧消化，可以有效改变污泥的性质，降低污泥的破解难度，提升超声空化的效能，提高污泥的破解效率；较少的使用化学药剂，调节后续厌氧反应的pH，较大的促进了厌氧反应的进行。
(2)相对于EGSB处理高浓度废水，该方法可以高效的降解剩余污泥等固体物质，出水水质较好，效率更高。
(3)相对于MEC处理高浓度废水，该方法可以高效的降解剩余污泥等固体物质，处理成本更低，出水水质较好，效率更高。
(4)该工艺具有各种单一方法的共同优点且协同作用较好，可以产生H2和CH4等可以作为化工原料或燃料的气体，较大程度的减少污泥中有害微生物等有机物的含量，是一种针对剩余污泥的资源化、无害化、减量化高效处理工艺。
附图说明
图1、实施例1中剩余污泥降解装置及物料流向示意图；
其中，1、EGSB厌氧处理器，2、微生物电化学反应器(MEC或MFC)，3、气体收集器，4、厌氧反应器，5、超声波设备，6、进料口，7、出料口，8、回料口，9、进浆口，10、出浆口，11、出泥口，12、出水口，13、回水口，14、电极碳纤维，15、排气口。
具体实施方式
实施例中的剩余污泥来着于沈水湾污泥处理厂；厌氧污泥与EGSB厌氧处理器中的厌氧颗粒污泥成分相同，为多种厌氧消化菌、甲烷菌、产乙酸菌和水解发酵菌，市购；MEC反应器为以碳纤维和铂为电极的单室MEC。
实施例1
一种预处理-EGSB-微生物电化学联合的剩余污泥降解装置，如图1所示，由破碎-厌氧联合预处理器、EGSB厌氧处理器1、微生物电化学反应器2和气体收集器3组成；
其中，破碎-厌氧联合预处理器由厌氧反应器4和超声波设备5组成，超声波设备5还可以由机械匀浆设备、高压喷射设备等破碎设备代替；超声波设备5等破碎设备可以根据需要设置在厌氧反应器4内部或外部；
厌氧反应器4上设有进料口6、出料口7和回料口8；EGSB厌氧处理器1上设有进浆口9、出浆口10、出泥口11、出水口12、回水口13和排气口15，本实施例中将进浆口9和回水口13设置为同一个开口，破碎-厌氧联合预处理器与EGSB厌氧处理器1间有两路管道连接，即进浆口9和出浆口10分别与厌氧反应器4的出料口7和回料口8通过管道连接，可以实现处理物料的双向流通；回水口13通过三通管道与出水口12连接；排气口15通过管道与气体收集器3连接；
微生物电化学反应器2为MEC反应器，位于EGSB厌氧处理器1内部，反应器通过外接电源提供能量，电源电压为0.3-0.7V；
厌氧反应器4与EGSB厌氧处理器1的体积比为1：3；MEC反应器的阴阳两极分布于EGSB厌氧处理器1高度的3/4-4/5处，MEC反应器的电极碳纤维14充满所在位置的EGSB厌氧处理器1内腔，起到三相分离器的功能。
实施例2
一种预处理-EGSB-微生物电化学联合的剩余污泥降解装置，结构同实施例1，区别在于：
(1)微生物电化学反应器2为MFC反应器，反应器外接电能收集装置；
(2)厌氧反应器4与EGSB厌氧处理器1的体积比为1：1.5；MFC反应器的阴阳两极分布于EGSB厌氧处理器1高度的1/2-3/4处。
实施例3
利用实施例1的装置进行剩余污泥降解的方法，包括如下步骤：
(1)破碎-厌氧联合预处理
浓度为20g/L剩余污泥由厌氧罐上的进料口输入破碎-厌氧联合预处理器，利用厌氧反应器内的厌氧污泥对剩余污泥进行短时间厌氧消化，杀死活性污泥中的大量好氧微生物，改变污泥的性质，降低污泥的破解难度，剩余污泥与厌氧污泥质量之比为2:1；同时利用破碎设备的超声波作用分散污泥菌胶团，打破细菌细胞，分解大分子物质，超声波为频率20KHZ的探头式发生装置，每次超声时间为0.5h，两次超声的时间间隔为1h；最终将污泥悬浊液一部分固体颗粒物溶于水相，形成含有污泥固体颗粒的高浓度有机废水；污泥停留时间为7d；
(2)EGSB厌氧处理
将预处理后的剩余污泥由底部通入EGSB厌氧处理器中，厌氧反应器与EGSB厌氧处理器的体积比为1：3，控制厌氧处理器中pH为6.5～7.5，利用厌氧处理器中的厌氧颗粒污泥使预处理后的污泥中的固体颗粒不断降解溶于液相，液相中的高浓度有机物又在厌氧颗粒污泥中甲烷菌、产乙酸菌和水解发酵菌的作用下，转变为CO2、CH4、H2等气体；未被降解的污泥固体颗粒被回流至步骤(1)的破碎-厌氧联合预处理器进行厌氧消化和破碎；厌氧罐至EGSB厌氧处理器流速与EGSB厌氧处理器至厌氧罐流速之比为5:4；
控制EGSB厌氧处理器中膨胀后的厌氧颗粒污泥占处理器1体积的1/3-1/2，当厌氧颗粒污泥变大体积超过EGSB厌氧处理器的1/2后，进行排泥处理，排出的厌氧颗粒污泥中有机物含量为20％-35％，以无机污泥及颗粒污泥为主；
(3)微生物电化学处理
由于剩余污泥经EGSB降解后形成的有机废水仍然含有一定浓度的有机物，当有机废水液流和消化产生的气体上升通过MEC的阳极和阴极碳刷构成的三相分离器时，未被降解的污泥固体颗粒因无法通过而下沉，液体中的有机物被MEC微生物电化学快速降解并产生氢气，气体成分穿过碳刷逸出，由气体收集器收集；
经过MEC处理后的水从出水口外排，出水COD为45.2～48.7mg/L；部分外排的水通过回水口由EGSB厌氧处理器底部进入处理器，为处理器内部提供上升的液流；
同时，控制MEC处理阶段的上升液流流速为厌氧罐至EGSB厌氧处理器流速的30％，使处理器下端进行厌氧颗粒污泥降解，上端进行微生物电化学降解，中间未被降解的污泥固体颗粒回流至破碎-厌氧联合预处理器；
本方法是一个持续动态的过程，即装置运行后，剩余污泥不断的输入装置中，经过处理后，不断的输出CO2、CH4、H2等气体和达标的水。
实施例4
利用实施例2的装置进行剩余污泥降解的方法，包括如下步骤：
(1)破碎-厌氧联合预处理
浓度为8g/L剩余污泥由厌氧罐上的进料口进入破碎-厌氧联合预处理器，利用厌氧反应器内的厌氧污泥对剩余污泥进行短时间厌氧消化，杀死活性污泥中的大量好氧微生物，改变污泥的性质，降低污泥的破解难度，剩余污泥与厌氧污泥质量之比为3:1；同时利用破碎设备的超声波作用分散污泥菌胶团，打破细菌细胞，分解大分子物质，超声波为频率28KHZ的探头式发生装置，每次超声时间为1h，两次超声的时间间隔为8h；最终将污泥悬浊液一部分固体颗粒物溶于水相，形成含有污泥固体颗粒的高浓度有机废水；污泥停留时间为5d；
(2)EGSB厌氧处理
将预处理后的剩余污泥由底部通入EGSB厌氧处理器中，厌氧反应器与EGSB厌氧处理器的体积比为1：1.5，控制厌氧处理器中pH为6.5～7.5，利用厌氧处理器中的厌氧颗粒污泥使预处理后的污泥中的固体颗粒不断降解溶于液相，液相中的高浓度有机物又在厌氧颗粒污泥中甲烷菌、产乙酸菌和水解发酵菌的作用下，转变为CO2、CH4、H2等气体；未被降解的污泥固体颗粒被回流至步骤(1)的破碎-厌氧联合预处理器进行厌氧消化和破碎；厌氧罐至EGSB厌氧处理器流速与EGSB厌氧处理器至厌氧罐流速之比为5:4.5；
控制EGSB厌氧处理器中膨胀后的厌氧颗粒污泥占处理器1体积的1/3-1/2，当厌氧颗粒污泥变大体积超过处理器的1/2后，进行排泥处理，排出的厌氧颗粒污泥中有机物含量为20％-35％，以无机污泥及颗粒污泥为主；
(3)微生物电化学处理
由于剩余污泥经EGSB降解后形成的有机废水仍然含有一定浓度的有机物，当有机废水液流和消化产生的气体上升通过MFC反应器的阳极和阴极碳刷构成的三相分离器时，未被降解的污泥固体颗粒因无法通过而下沉，液体中的有机物被MFC快速降解并转化为电能，气体成分穿过碳刷逸出，由气体收集器收集；
经过MFC处理后的水从出水口外排，出水COD为28.5～32.2mg/L；部分外排的水通过回水口由EGSB厌氧处理器底部进入处理器，为处理器内部提供上升的液流；
同时，控制MFC处理阶段上升液流流速为厌氧罐至EGSB厌氧处理器流速的20％，使处理器下端进行厌氧颗粒污泥降解，上端进行微生物电化学降解，中间未被降解的污泥固体颗粒回流至破碎-厌氧联合预处理器；
本方法是一个持续动态的过程，即装置运行后，剩余污泥不断的输入装置中，经过处理后，不断的输出CO2、CH4、H2等气体、达标的水和电能。
实施例5
利用实施例2的装置进行剩余污泥降解的方法，装置中的破碎设备改为匀浆机，包括如下步骤：
(1)破碎-厌氧联合预处理
浓度为14g/L剩余污泥由厌氧罐上的进料口进入破碎-厌氧联合预处理器，利用厌氧反应器内的厌氧污泥对剩余污泥进行短时间厌氧消化，杀死活性污泥中的大量好氧微生物，改变污泥的性质，降低污泥的破解难度，剩余污泥与厌氧污泥质量之比为2:1；同时利用匀浆机的搅拌破碎作用分散污泥菌胶团，打破细菌细胞，分解大分子物质，匀浆的搅拌速度为12000rpm，每次匀浆时间为10min，两次匀浆的时间间隔为6h；最终将污泥悬浊液一部分固体颗粒物溶于水相，形成含有污泥固体颗粒的高浓度有机废水；污泥停留时间为6d；
(2)EGSB厌氧处理
将预处理后的剩余污泥由底部通入EGSB厌氧处理器中，厌氧反应器与EGSB厌氧处理器的体积比为1：1.5，控制厌氧处理器中pH为6.5～7.5，利用厌氧处理器中的厌氧颗粒污泥使预处理后的污泥中的固体颗粒不断降解溶于液相，液相中的高浓度有机物又在厌氧颗粒污泥中甲烷菌、产乙酸菌和水解发酵菌的作用下，转变为CO2、CH4、H2等气体；未被降解的污泥固体颗粒被回流至步骤(1)的破碎-厌氧联合预处理器进行厌氧消化和破碎；厌氧罐至EGSB厌氧处理器流速与EGSB厌氧处理器至厌氧罐流速之比为5:4；
控制EGSB厌氧处理器中膨胀后的厌氧颗粒污泥占处理器1体积的1/3-1/2，当厌氧颗粒污泥变大体积超过处理器的1/2后，进行排泥处理，排出的厌氧颗粒污泥中有机物含量为20％-35％，以无机污泥及颗粒污泥为主；
(3)微生物电化学处理
由于剩余污泥经EGSB降解后形成的有机废水仍然含有一定浓度的有机物，当有机废水液流和消化产生的气体上升通过MFC反应器的阳极和阴极碳刷构成的三相分离器时，未被降解的污泥固体颗粒因无法通过而下沉，液体中的有机物被MFC快速降解并转化为电能，气体成分穿过碳刷逸出，由气体收集器收集；
经过MFC处理后的水从出水口外排，出水COD为40.3～43.7mg/L；部分外排的水通过回水口由EGSB厌氧处理器底部进入处理器，为处理器内部提供上升的液流；
同时，控制MFC处理阶段上升液流流速为厌氧罐至EGSB厌氧处理器流速的25％，使处理器下端进行厌氧颗粒污泥降解，上端进行微生物电化学降解，中间未被降解的污泥固体颗粒回流至破碎-厌氧联合预处理器；
本方法是一个持续动态的过程，即装置运行后，剩余污泥不断的输入装置中，经过处理后，不断的输出CO2、CH4、H2等气体、达标的水和电能。
实施例6
利用实施例1的装置进行剩余污泥降解的方法，装置中的破碎设备改为高压喷射设备，包括如下步骤：
(1)破碎-厌氧联合预处理
浓度为10g/L剩余污泥由厌氧罐上的进料口进入破碎-厌氧联合预处理器，利用厌氧反应器内的厌氧污泥对剩余污泥进行短时间厌氧消化，杀死活性污泥中的大量好氧微生物，改变污泥的性质，降低污泥的破解难度，剩余污泥与厌氧污泥质量之比为2.5:1；同时利用破碎设备的微波作用分散污泥菌胶团，打破细菌细胞，分解大分子物质，高压喷射设备的喷射强度为40MPa，每次循环5次，两次喷射的时间间隔为3h；最终将污泥悬浊液一部分固体颗粒物溶于水相，形成含有污泥固体颗粒的高浓度有机废水；污泥停留时间为7d；
(2)EGSB厌氧处理
将预处理后的剩余污泥由底部通入EGSB厌氧处理器中，厌氧反应器与EGSB厌氧处理器的体积比为1：1.5，厌氧处理器中pH为6.5-7.5，利用厌氧处理器中的厌氧颗粒污泥使预处理后的污泥中的固体颗粒不断降解溶于液相，液相中的高浓度有机物又在厌氧颗粒污泥中甲烷菌、产乙酸菌和水解发酵菌的作用下，转变为CO2、CH4、H2等气体；未被降解的污泥固体颗粒被回流至步骤(1)的破碎-厌氧联合预处理器进行厌氧消化和破碎；厌氧罐至EGSB厌氧处理器流速与EGSB厌氧处理器至厌氧罐流速之比为5:3；
控制EGSB厌氧处理器中膨胀后的厌氧颗粒污泥占处理器1体积的1/3-1/2，当厌氧颗粒污泥变大体积超过EGSB的1/2后，进行排泥处理，排出的厌氧颗粒污泥中有机物含量为20％-35％，以无机污泥及颗粒污泥为主；
(3)微生物电化学处理
由于剩余污泥经EGSB降解后形成的有机废水仍然含有一定浓度的有机物，当有机废水液流和消化产生的气体上升通过MEC的阳极和阴极碳刷构成的三相分离器时，未被降解的污泥固体颗粒因无法通过而下沉，液体中的有机物被MEC快速降解并产生氢气，气体成分穿过碳刷逸出，由气体收集器收集；
经过MEC处理后的水从出水口外排，出水COD为30.1～34.5mg/L；部分外排的水通过回水口由EGSB厌氧处理器底部进入处理器，为处理器内部提供上升的液流；
同时，控制MEC处理阶段上升液流流速为厌氧罐至EGSB厌氧处理器流速的10％，使处理器下端进行厌氧颗粒污泥降解，上端进行微生物电化学降解，中间未被降解的污泥固体颗粒回流至破碎-厌氧联合预处理器；
本方法是一个持续动态的过程，即装置运行后，剩余污泥不断的输入装置中，经过处理后，不断的输出CO2、CH4、H2等气体和达标的水。

Claims (10)

1.一种预处理-EGSB-微生物电化学联合的剩余污泥降解装置，其特征在于，包括破碎-厌氧联合预处理器、EGSB厌氧处理器、微生物电化学反应器和气体收集器；
所述破碎-厌氧联合预处理器由厌氧反应器和破碎设备组成；
破碎-厌氧联合预处理器与EGSB厌氧处理器连接，微生物电化学反应器位于EGSB厌氧处理器内部，EGSB厌氧处理器与气体收集器连接。
2.根据权利要求1所述的一种预处理-EGSB-微生物电化学联合的剩余污泥降解装置，其特征在于，所述破碎设备为超声波设备、机械匀浆设备或高压喷射设备。
3.根据权利要求1所述的一种预处理-EGSB-微生物电化学联合的剩余污泥降解装置，其特征在于，所述厌氧反应器上设有进料口、出料口和回料口；EGSB厌氧处理器设有进浆口、出浆口、出泥口、出水口、回水口和排气口；回水口通过三通管道与出水口连接；破碎-厌氧联合预处理器的出料口和回料口分别与EGSB厌氧处理器的进浆口和出浆口通过管道连接，形成两路管道；排气口为EGSB厌氧处理器与气体收集器的连接口。
4.根据权利要求1所述的一种预处理-EGSB-微生物电化学联合的剩余污泥降解装置，其特征在于，所述微生物电化学反应器为MEC反应器或MFC反应器。
5.根据权利要求1所述的一种预处理-EGSB-微生物电化学联合的剩余污泥降解装置，其特征在于，所述厌氧反应器与EGSB厌氧处理器的体积比为1：1.5-3；微生物电化学反应器的阴阳两极位于EGSB厌氧处理器高度的1/2-4/5处，反应器的电极碳纤维充满所在位置的EGSB厌氧处理器内腔，形成三相分离器。
6.一种预处理-EGSB-微生物电化学联合的剩余污泥降解方法，利用了权利要求1所述的装置，其特征在于，包括如下步骤：
(1)破碎-厌氧联合预处理
剩余污泥输入破碎-厌氧联合预处理器，利用厌氧反应器内的厌氧污泥对剩余污泥进行短时间厌氧消化，杀死剩余污泥中的大量好氧微生物，改变污泥的性质，降低污泥的破解难度；同时利用破碎设备的破碎作用分散污泥菌胶团，打破细菌细胞，分解大分子物质；最终使污泥悬浊液一部分固体颗粒物溶于水相，形成含有污泥固体颗粒的高浓度有机废水；
(2)EGSB厌氧处理
将预处理后的剩余污泥由底部通入EGSB厌氧处理器中，使处理器器内部形成上升的液流；处理器中的厌氧颗粒污泥使预处理后的污泥中的固体颗粒不断降解，液相中的高浓度有机物在厌氧颗粒污泥中产气菌的作用下，转变为CO2、CH4、H2等气体；未被降解的污泥固体颗粒被回流至步骤(1)的破碎-厌氧联合预处理器进行厌氧消化和破碎；
(3)微生物电化学处理
经EGSB厌氧处理后形成的有机废水仍然含有一定浓度的有机物，再通过微生物电化学反应器进行处理：
a.当有机废水和消化产生的气体随上升的液流上升通过MEC反应器的阳极和阴极碳刷构成的三相分离器时，未被降解的污泥固体颗粒无法通过而下沉；液体中的有机物被MEC快速降解产生氢气，同时增加了厌氧降解速率，降低了出水有机物含量；气体成分穿过碳刷逸出，由气体收集器收集；
或者，
b.当有机废水和消化产生的气体随上升的液流上升通过MFC反应器的阳极和阴极碳刷构成的三相分离器时，未被降解的污泥固体颗粒无法通过而下沉；液体中的有机物被MFC快速降解转化为电能，同时增加了厌氧降解速率，降低了出水有机物含量；气体成分穿过碳刷逸出，由气体收集器收集；
经过微生物电化学处理后的水从出水口外排，部分外排的水通过回水口由EGSB厌氧处理器底部进入处理器，为处理器内部提供上升的液流。
7.根据权利要求6所述的一种预处理-EGSB-微生物电化学联合的剩余污泥降解方法，其特征在于，所述步骤(1)中，剩余污泥的浓度为8-20g/L；剩余污泥与厌氧污泥质量之比为2-3:1；污泥停留时间为5～7d。
8.根据权利要求6所述的一种预处理-EGSB-微生物电化学联合的剩余污泥降解方法，其特征在于，所述产气菌为甲烷菌、产乙酸菌和水解发酵菌。
9.根据权利要求6所述的一种预处理-EGSB-微生物电化学联合的剩余污泥降解方法，其特征在于，厌氧罐至EGSB厌氧处理器流速与EGSB厌氧处理器至厌氧罐流速之比为5:3～4.5；EGSB厌氧处理器中微生物电化学处理阶段上升的液流流速为厌氧罐至EGSB厌氧处理器流速的10％～30％。
10.根据权利要求6所述的一种预处理-EGSB-微生物电化学联合的剩余污泥降解方法，其特征在于，所述EGSB厌氧处理器中液体pH为6.5～7.5；EGSB厌氧处理器中膨胀后的厌氧颗粒污泥为处理器体积的1/3～1/2。
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