双室微生物燃料电池处理硝酸盐废水

基于双室微生物燃料电池(microbial fuel cell,MFC),针对阴极分别接种活性污泥(A-MFC)和反硝化细菌(D-MFC),研究其产电情况和硝酸盐废水去除效果。结果表明,在产电的同时都可有效去除废水中的硝酸盐污染物。在外接电阻100Ω的情况下,2种MFC均具有良好的产电性能,A-MFC和D-MFC达到的最大输出电压分别为119.6 mV和117.2mV,最大功率密度分别为23.40 mW/m2和26.63 mW/m2;同时两者在阴极室的平均反硝化速率分别为1.86 mg/(L.d)和2.19 mg/(L.d),阳极室的平均COD去除率分别为81.9%和82.4%。另外,通过扫描电镜观察可知,A-MFC和D-MFC阴极碳布表面形貌存在差异,并且阳极与阴极碳布表面形貌差异显著。     

双室微生物燃料电池同时去除废水中的苯酚和硝酸盐

构建了一种双室微生物燃料电池,以苯酚为阳极燃料,同时去除阴极室的硝酸盐废水。结果表明,在闭合情况下,该微生物燃料电池阳极室的苯酚降解效率达到7.6 mg/(L·h),是开路情况下的2倍;反应开始后的5 d内,闭合系统阴极室硝酸盐降解效率达到4.43 mg/(L·d),是开路情况下的2倍多,表明了该MFC系统可以同时去除废水中2种难降解污染物,并且与传统的生物降解方式相比较,具有更快的降解速率。     

炼油废水微生物燃料电池启动及影响因素

以炼油废水为碳源,构建双室填料型微生物燃料电池,考察接种液、外接电阻等电池启动条件,以及电导率、pH值和缓冲溶液强度等溶液性质对电池产电性能的影响。利用微生物燃料处理炼油废水,COD去除率(52±4)%,含油量去除率(81.8±3)%;利用废水中存在的原生菌即可启动电池,但启动期长,外加接种液可快速启动电池;启动时外接电阻的大小对电池稳定运行后的输出功率有明显影响,对电池内阻影响相对较小,当启动外接电阻为2 000Ω,电池输出功率最大,为288 mW/m3;随阳极溶液电导率电池增大,电池内阻降低,输出功率升高;pH值变化对电池阳极电势影响较大,进而影响电池输出,当溶液pH为9时,电池输出电压最大(388 mV),pH过高或过低均不利于电池产电;随着缓冲强度的增大,电池输出电压增大,且PBS缓冲强度的增大可从电导率增大和改善质子传递条件两方面提高电池的输出功率。     

微生物燃料电池在污水处理中的研究进展

微生物燃料电池（microbial fuel cell，MFC）利用微生物催化剂将其代谢能直接转化为电能，具有原料广泛、反应条件温和、清洁高效等优点。简述了MFC的工作原理及分类，总结了用于污水处理的MFC的性能及其影响因素。探讨了MFC在实际应用中的瓶颈，并展望其在污水处理中的应用前景。     

微生物燃料电池在污水处理中的研究进展

微生物燃料电池(microbial fuel cell,MFC)利用微生物催化剂将其代谢能直接转化为电能,具有原料广泛、反应条件温和、清洁高效等优点.简述了MFC的工作原理及分类,总结了用于污水处理的MFC的性能及其影响因素.探讨了MFC在实际应用中的瓶颈,并展望其在污水处理中的应用前景.     

微生物燃料电池处理污染废水的研究进展

微生物燃料电池(MFC)在处理污染废水的同时还能产生电能,成为环境和能源领域的研究热点之一。结合典型MFC结构,分别介绍了阳极室、阴极室和中间室所具有的不同功能,比较分析了各个室去除污染物的基本原理和当前的研究进展,讨论了MFC应用于实际工程中存在的问题,展望并提出了未来MFC的发展目标及发展方向。     

生物阴极式碳纸隔膜微生物燃料电池的反硝化和产电性能

为了探讨生物阴极式廉价隔膜微生物燃料电池(microbial fuel cell,MFC)的基本性能,首先以生物反硝化作用为基础构建了生物阴极MFC,并进一步以涂布聚四氟乙烯(PTFE)的廉价碳纸代替昂贵的质子交换膜(PEM)构建碳纸隔膜生物阴极式MFC。研究结果显示,对于生物阴极式MFC,阴极室中最适宜反硝化细菌生长的NO-3-N浓度为99.2 mg/L,此时输出电压最高可达0.11 V,1 h内NO-3-N的去除率达到80.0%,COD去除率为62.8%;以涂PTFE的碳纸代替PEM的生物阴极式MFC与有PEM的MFC最高输出电压基本一致(均达到0.22 V,外阻500Ω),但碳纸隔膜MFC的产电更稳定。结果验证了廉价隔膜生物阴极式MFC的可行性,并为其应用于污水脱氮奠定基础。     

基于催化膜耦合颗粒活性炭阴极的微生物燃料电池体系处理焦化废水

含难降解污染物的工业废水,处理难度大、成本高,如未达标却大量排放,会造成严重的水体污染并威胁生态平衡和人类健康。为了开发高效、节能和可持续的环保技术,制备了新型催化电极膜组件,并内置活性炭颗粒或负载二氧化锰的活性炭颗粒,以扩大阴极的总体积,研究了其在11 L上流式微生物燃料电池与膜生物反应器耦合系统中对焦化废水的处理效果,考察了其对系统的产电性能和废水处理效果。结果表明,在产电和水处理成效上,催化电极膜内放置负载二氧化锰的活性炭颗粒阴极的耦合体系>催化电极膜内置活性炭颗粒阴极的体系>碳纤维布电极内置活性炭颗粒阴极的体系。碳纤维负载催化剂电极膜及内置活性炭颗粒阴极的系统,最大功率密度为1 041.35 mW·m−3,比仅用碳纤维布的电极膜内置活性炭颗粒阴极的对照组,提高了7.4倍,系统内阻也由309 Ω减小至104 Ω,有效降低了能量损耗。催化电极膜内置负载二氧化锰活性炭颗粒阴极的耦合系统,可高效去除焦化废水中的COD和${ {\rm{NH}}_4^ + }$-N,去除率最高可达95.75%和92.81%;COD去除负荷为1.55 kg·(m3·d)−1,比对照组提高了25%。增大阴极曝气速率,可提高COD去除效率(另一焦化废水,出水COD值低于40 mg·L−1,达到一级排放标准);COD去除负荷达到1.67 kg·(m3·d)−1。该耦合体系对焦化废水具有较好的处理效果和较高的产电能力,可为焦化废水等工业废水的处理提供一种有效可行的新方法。     

串联补给式微生物燃料电池加速处理含铜废水

微生物燃料电池（microbial fuel cells,MFC）可用于处理有机废水并同时处理污水中的重金属。为了对MFC处理含铜废水进行优化,采用了KMnO4-MFC与Cu-MFC串联,通过前者产生的较高电压对后者处理含铜废水过程提供电压和功率的补给并获得额外电能,结果表明,KMnO4-MFC在KMnO4浓度为0.5、1、2 g·L-1时输出最大功率密度分别为288、433、700 mW·m-2,而Cu-MFC在Cu2+浓度为10 mg·L-1时最大功率密度仅为218.75 mW·m-2,二者串联能够明显加快Cu-MFC对Cu2+的回收速率,串联时Cu2+的回收率可达98%,24 h回收率可达91.7%,与单独Cu-MFC相比速率提高1倍。串联后,该种方法在加速铜回收过程的同时还能获得额外的电能,其最高输出功率可达143 mW。     

Treatment of mixed dairy and dye wastewater in anode of microbial fuel cell with simultaneous electricity generation

Environmental Science and Pollution Research - Microbial fuel cell (MFC) is a green technology that converts the stored chemical energy of organic matter to electricity; therefore, it can be used...     

以尿液为阳极基质的微生物燃料电池研究进展

微生物燃料电池 (MFC) 是一种利用微生物将有机物中的化学能直接转化成电能的环境友好型技术,已成为污水资源化领域的研究重点。尿液以高有机浓度、高电导率、营养物质丰富且产量庞大等特点成为MFC的优选基质。梳理了近十年以尿液为阳极基质的MFC研究工作,详细阐述了尿液作为MFC阳极基质的优势和工作机理,以及该研究领域的发展历程;总结了以尿液为阳极基质的MFC中产电微生物、电极及膜材料、反应器构型等因素对产电性能的影响;在现有研究的基础上就产电性能、能源与资源回收效益的提升以及工程化应用方面现存挑战与发展方向给出建议,以期为更好地解决基于尿液为阳极基质的MFC在实际应用中的难题提供参考。     

不同pH下微生物燃料电池降解含硫偶氮染料废水的效能及其机理

构建单室空气阴极微生物燃料电池反应器(MFC)并用于处理含硫偶氮染料有机废水,研究初始pH对单室MFC的产电性能和对偶氮染料及硫化物的去除效果以及阳极生物膜电化学行为的影响。利用紫外可见光谱全波长扫描(UV-vis), 高效液相(HPLC)和液相色谱-质谱联用(LC-MS)分析偶氮染料还原反应过程的中间产物。结果表明,以乙酸盐为底物,单室MFC的阳极液在中性条件下有利于系统性能的提高。pH由5.0增加到9.0过程中,单室MFC的产电性能先增加后减小,中性条件下产电性能和目标物降解率最佳,其次为偏酸和偏碱条件,过酸或过碱最差。当pH=7.0时,电池的最大功率密度为24.5 mW·m⁻²,内阻最小为154.1 Ω;微生物的活性最高,硫化物和偶氮染料的降解率最大,硫化物去除率为98.40%,染料的脱色率达到84.60%,COD的降解率为49.56%。另外,通过CV扫描可知,pH对阳极产电菌的氧化还原能力有显著影响,中性条件下阳极产电菌的氧化能力最强。联苯胺和3,4-二氨基萘-1-磺酸被证实为刚果红降解反应典型的中间产物,而硫化物氧化的主要产物是硫单质,硫代硫酸盐和硫酸盐。以上研究结果可为处理实际的含硫偶氮染料废水提供一定的参考。     

Production of electricity from proteins using a microbial fuel cell.

Electricity generation was examined from proteins and a protein-rich wastewater using a single chamber microbial fuel cell (MFC). The maximum power densities achieved were 354 +/- 10 mW/m2 using bovine serum albumin (BSA) and 269 +/- 14 mW/m2 using peptone (1100 mg/L BSA and 300 mg/L peptone). The recovery of organic matter as electricity, defined as the Coulombic efficiency (CE), was comparable to that obtained with other substrates with CE = 20.6% for BSA and CE = 6.0% for peptone. A meat packing wastewater (MPW), diluted to 1420 mg/L chemical oxygen demand, produced 80 +/- 1 mW/m2, and power was increased by 33% by adding salt (300 mg/L sodium chloride) to increase solution conductivity. A wastewater inoculum generated 33% less power than the MPW inoculum. The MFC was an effective method of wastewater treatment, demonstrated by >86% of biochemical oxygen demand and total organic carbon removal from wastewater.     

Advanced microbial fuel cell for waste water treatment—a review

Environmental Science and Pollution Research - Petroleum, coal, and natural gas reservoir were depleting continuously due to an increase in industrialization, which enforced study to identify...     

微生物燃料电池阴阳两级分步降解对氯酚效果

构建一种微生物燃料电池（MFC）,首先将对氯酚在阴极室降解为苯酚,随后将阴极处理液在阳极室降解。研究了对氯酚废水经过阴阳双室分步处理后的去除效果和该MFC的产电性能,结果表明,在外电阻1 000 Ω时,阴极脱氯阶段最大输出电压为216 mV,产电周期为132 h;阳极降解阶段最大输出电压为277 mV,产电周期为48 h,对氯酚的总去除率为96.2%。实验结果表明该MFC能较好处理对氯酚废水,且与传统的生化处理技术相比,有较大的优势。     

不同污泥负荷下SBR处理游泳馆污水的微生物群落的演变

污泥负荷直接影响微生物的生长模式,当污泥负荷发生变化时,短时间内微生物群落结构将发生明显变化.为了研究污泥负荷冲击对SBR系统内活性污泥微生物群落结构的影响,应用聚合酶链式反应-变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)技术,对不同污泥负荷冲击时,SBR处理游泳馆污水中的活性污泥微生物进行了考查.研究表明,在不同污泥负荷冲击的条件下,以MBR污泥为接种污泥,SBR工艺处理游泳馆污水系统内活性污泥微生物群落结构变化明显,多样性指数随着污泥负荷升高而逐渐增加并趋于稳定,但污泥冲击负荷过高多样性指数反而下降, SBR系统内微生物菌种大部分为未经培养菌种,肠杆菌属、甲苯单胞菌属以及γ-变形菌纲细菌等.微生物通过对不同负荷阶段环境条件的适应及演变,逐渐形成了适应相应污泥负荷的微生物种群.     

焦化纳滤浓水的生物脱氮及其微生物菌群结构分析

针对焦化纳滤浓水中高总氮的问题,采用序批式反应器(SBR)对纳滤浓水进行了生物脱氮实验,并对其反硝化脱氮效果和反应器中微生物菌群特征开展了研究。结果表明,在SBR系统稳定运行期间,总氮和硝态氮的平均去除率分别为58.2%和93.8%,出水中硝态氮平均浓度为2.0 mg·L⁻¹。微生物菌群结构分析表明：变形菌门和拟杆菌门为纳滤浓水反硝化过程中的核心菌门,相对丰度之和为90.0%~96.0%;反硝化功能基因定量检测表明,在纳滤浓水反硝化过程中,亚硝酸盐还原酶nirS的拷贝数高于亚硝酸盐还原酶nirK约1~2个数量级,这说明nirS在亚硝酸转化为一氧化氮过程中起到了重要作用。SBR工艺处理焦化纳滤浓水具有良好的效果,为解决高盐水生物脱氮提供了新的途径。     

微波预处理污泥上清液为燃料的微生物燃料电池的影响因素研究

以微波预处理的剩余污泥上清液做为燃料,经过30 d成功地启动了单室无膜燃料电池.考察了可能影响输出功率密度的相关因素.结果表明,电池阳极面积越大,输出功率密度反而越小.阴阳极距离从5 cm缩小到0.5 cm时,输出功率密度先增加后降低,在距离为2 cm时,输出功率密度达到最大值282.7 mW/m2,说明阴阳极距离过近...