生物燃料电池处理生活污水同步产电特性研究

【摘要】：以某生活污水处理厂缺氧池活性污泥为接种体,以葡萄糖为模拟生活废水,构建双室型微生物燃料电池。利用微生物燃料电池(MFC,Microbial fuel cell)实现生活废水降解与同步产电。研究基质降解动力学及温度对MFC电极过程动力学的影响,明确微生物电化学活性、阳极传荷阻抗、阳极电势、电池产能之间的关系,考察库伦效率及COD去除率。研究结果表明,电池功率输出与基质浓度关系遵循莫顿动力学方程:P=Pmaxc/(ks+c),其中,半饱和常数ks为138.5 mg/L,最大功率密度Pmax为320.2 mW/m2。葡萄糖浓度较小时,反应遵循一级动力学规律:-dcA/dt=kcA,k=0.262 h-1。操作温度从20℃提高到35℃,生物膜电化学活性不断提高,传荷阻抗从361.2Ω减小到36.2Ω,阳极电极电势不断降低,同时,峰值功率密度从80.6 mW/m2提高到183.3 mW/m2。45℃时,产电菌活性降低,峰值功率密度减小到36.8 mW/m2。葡萄糖浓度为1 500 mg/L,温度为35℃时,MFC电化学性能最佳,稳定运行6 h后库伦效率为44.6%,COD去除率为49.2%。 【作者单位】： 太原理工大学洁净化工研究所;
【关键词】： 生物燃料电池 浓度 温度 动力学
【基金】：国家自然科学基金(21176168) 山西省留学基金(2012081016)
【分类号】：TM911.45
【正文快照】： 微生物燃料电池(MFC,Microbial fuel cell)是一种以微生物作为催化剂,将有机物中所蕴含的化学能直接转化成电能的生物电化学反应装置[1]。微生物统燃料电池最大优势是原料来源广泛,可以利用单一有机燃料及各种废水中复杂污染物作为燃料。应用该技术使废水处理与获取电能同步进

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