碳毡和碳布2种生物阴极材料微生物燃料电池产电性能

为了降低构建微生物燃料电池(MFCs)的成本,比较了以碳毡和碳布作为阴极材料,在阴极利用功能微生物作为催化剂时电池的产电性能。结果表明,两电池启动时间基本相同,20 d左右达到稳定,但稳定期碳布作阴极的电池电压比碳毡作阴极的电池电压高出了60 mV左右。碳毡和碳布作阴极时,电池在10 d和20 d的最大功率密度分别由10.24和11.14 mW/m2提升到了18.18和30.15 mW/m2,相应内阻则分别由1 000和600Ω降到了250和200Ω。循环伏安法(CV)显示两材料单独做电极时氧化还原情况相似,扫描电镜(SEM)观察到两者不同表面特性导致碳毡对污泥附着强于碳布,进而使氧气传递受到限制,产电降低。     

两种不同方式培养硝化细菌的比较研究

在全自养(不投加有机碳源)与保持COD∶N=1.7∶1.0(质量比)条件下,研究了硝化细菌的培养生长规律。结果表明,两种培养方式下,硝化率均能达到99%以上,但发展趋势有所不同。全自养时,培养末期亚硝酸盐细菌和硝酸盐细菌个数分别达到了2.5×106、4.5×104 cfu/mL,COD∶N=1.7∶1.0时分别为2.0×106、7.5×104 cfu/mL,处于同一数量级上。扫描电镜(SEM)观察则表明,两种培养方式下微生物均以杆菌和球菌为主,与硝化细菌的特征相符。然而碳源的单一性会使全自养条件下污泥浓度逐渐减小,而保持一定碳氮比时则使污泥浓度逐渐增加,有助于维持系统的稳定。