微生物燃料电池处理污水并产能的潜力分析

【摘要】：全球性能源危机导致污水处理朝着资源化与能源化的方向发展。欧美倡导的"能源工厂"或"碳中和"运行理念更是激发了从污水中回收能源的国际研发与应用热潮。作为一种能够同时将有机物去除并将其所蕴含的能量直接以电能回收的技术,微生物燃料电池(MFC)技术研发方兴未艾。这就需要首先在科学上系统了解MFC的发展历程、基本原理、研究现状,继而从工程角度分析MFC在污水处理中得以应用的潜力。在总结MFC最新研发进展的基础上,对MFC用于实际污水处理可获得的能量进行了匡算,发现其能源转化效率还不及污水处理剩余污泥厌氧消化产甲烷可获得的能源转化效率。况且,MFC的有限能量转化是以牺牲脱氮除磷所需碳源作为代价。以MFC为基础衍生而来的微生物电解电池(MEC)产氢技术在实际应用时可能亦存在相同问题。面对MFC/MEC目前的应用窘境,对其未来技术研发走向进行了定位。 【作者单位】： 北京建筑大学北京应对气候变化研究与人才培养基地;
【关键词】： 微生物燃料电池 产电微生物 库仑效率
【基金】：国家自然科学基金资助项目(51278025) 城市雨水系统与水环境教育部重点实验室项目(2014)
【分类号】：X703;TM911.45
【正文快照】： 就污水处理行业来说,传统污水处理工艺大多是“以能消能”、“污染转嫁”的过程[1]。实际上,污水中的主要污染物——有机物(COD、BOD)本身就是一种绿色能源。有人曾计算过生活污水中潜在的能量蕴藏量,污水中含能潜力比处理污水本身所消耗的能量要高出9~10倍[2]。有鉴于此,欧洲

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