生物燃料電池處理生活污水同步產(chǎn)電特性研究

【摘要】：以某生活污水處理廠缺氧池活性污泥為接種體,以葡萄糖為模擬生活廢水,構(gòu)建雙室型微生物燃料電池。利用微生物燃料電池(MFC,Microbial fuel cell)實現(xiàn)生活廢水降解與同步產(chǎn)電。研究基質(zhì)降解動力學(xué)及溫度對MFC電極過程動力學(xué)的影響,明確微生物電化學(xué)活性、陽極傳荷阻抗、陽極電勢、電池產(chǎn)能之間的關(guān)系,考察庫倫效率及COD去除率。研究結(jié)果表明,電池功率輸出與基質(zhì)濃度關(guān)系遵循莫頓動力學(xué)方程:P=Pmaxc/(ks+c),其中,半飽和常數(shù)ks為138.5 mg/L,最大功率密度Pmax為320.2 mW/m2。葡萄糖濃度較小時,反應(yīng)遵循一級動力學(xué)規(guī)律:-dcA/dt=kcA,k=0.262 h-1。操作溫度從20℃提高到35℃,生物膜電化學(xué)活性不斷提高,傳荷阻抗從361.2Ω減小到36.2Ω,陽極電極電勢不斷降低,同時,峰值功率密度從80.6 mW/m2提高到183.3 mW/m2。45℃時,產(chǎn)電菌活性降低,峰值功率密度減小到36.8 mW/m2。葡萄糖濃度為1 500 mg/L,溫度為35℃時,MFC電化學(xué)性能最佳,穩(wěn)定運行6 h后庫倫效率為44.6%,COD去除率為49.2%。 【作者單位】： 太原理工大學(xué)潔凈化工研究所;
【關(guān)鍵詞】： 生物燃料電池 濃度 溫度 動力學(xué)
【基金】：國家自然科學(xué)基金(21176168) 山西省留學(xué)基金(2012081016)
【分類號】：TM911.45
【正文快照】： 微生物燃料電池(MFC,Microbial fuel cell)是一種以微生物作為催化劑,將有機物中所蘊含的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化成電能的生物電化學(xué)反應(yīng)裝置[1]。微生物統(tǒng)燃料電池最大優(yōu)勢是原料來源廣泛,可以利用單一有機燃料及各種廢水中復(fù)雜污染物作為燃料。應(yīng)用該技術(shù)使廢水處理與獲取電能同步進

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