折流板式微生物燃料电池处理含铜废水及其产电性能

实验构建折流板式微生物燃料电池,以模拟有机废水为阳极底物,以活性污泥中的混合菌为阳极接种微生物,以模拟含铜废水为阴极液,探讨折流板式MFC对产电性能及废水处理的影响规律。结果表明:当阴极液Cu SO4为5 000 mg/L时,折流板式MFC的产电性能最优,开路电压最高为666 m V,功率密度最大为88.0 m W/m2,电流密度最大为491.7 m A/m2。折流板式MFC能有效处理有机废水和含铜废水,对有机废水COD的去除率最高可达74.9%;对Cu2+的去除率最高可达到95.8%。折流板式MFC可回收铜,阴极板上的沉积物经XRD检测,为Cu2O和单质铜的混合物。     

阳极改性对微生物燃料电池产电及处理废水影响

通过酸浸热处理及搅拌浸渍负载碳粉的方法制备改性碳纸,以此为阳极搭建双室微生物燃料电池(MFC),测试其产电性能及废水处理效果。结果表明,从产电性能来看,酸浸热处理改性碳纸、负载碳粉改性碳纸的最大输出电压为1.144、1.206 V,是未改性碳纸的1.4、1.48倍,最大功率密度分别为14.21、19.92 W/m~2,是未改性碳纸的1.39、1.95倍,产电能力有了较大提高,负载碳粉改性碳纸的MFC产电性能最好;从废水处理效果来看,酸浸热处理改性碳纸和负载碳粉改性碳纸的COD去除率分别为78.6%、78.5%,是未改性碳纸的1.46、1.44倍,二者均有着较好的废水处理效果。     

混合菌群与单菌株微生物燃料电池产电性能初步研究

以厌氧污泥为原始菌群来源构建混茼微生物燃料电池．840h后．最大功率密度达到1900mW·m^-1。从该电池阳极分离纯化出一株产电菌,细胞形态为球形．生长特性为兼性厌氧,经鉴定属于葡萄球菌属（Staphylococcus）,命名为StaphylococcusNJUST—1。以StaphylococcusN-IUS-1。为微生物构建单菌微生物燃料电池．稳定后最大功率密度达到520mw·m^-2,比混菌电池要低许多,同时极化曲线显示．电流密度达到0．18mA·cm^-2后,电压开始快速下降．表明在较大电流下NJUST—1产电受到阻碍。NJUST-1代谢1．0g·L^-1葡萄糖5～10h内。外路电压维持在较高水平;葡萄糖浓度降低到0．1g·L^-1时．电压明显下降;葡萄糖浓度接近0后．仍能检测到电压。     

电极改性强化微生物燃料电池产电同步降解有机污染物研究进展

微生物燃料电池(MFC)是一种利用微生物作为催化剂就能实现同步产电及降解有机污染物的绿色能源装置.电极作为MFC的重要组成部分,在提高污染物降解及产电能力方面发挥着至关重要的作用.介绍了MFC电极,主要包括碳基/合成材料修饰电极、导电聚合物/复合物修饰电极、金属/金属氧化物修饰电极及其他材料修饰电极及其最新研究进展,对...     

微生物燃料电池的研究进展及发展趋势探讨

微生物燃料电池是将废水中有机物的化学能转化为电能,在去除污染物的同时将产生的电能回收,实现了能量转化。本文系统介绍了微生物燃料电池的研究进展,在对微生物燃料电池的产电微生物、电极材料、微生物燃料电池的放大、微生物燃料电池的实际应用等方面总结的基础上,指出了微生物燃料电池研究的发展方向,其中筛选改造产电微生物对不同底物的耐受性和适应性、开发廉价高效的电极材料、构造大型微生物燃料电池堆以及微生物电化学物质合成等是未来研究的重点。     

连续流生物阴极微生物燃料电池废水处理与产电性能

微生物燃料电池(MFC)是一种利用微生物的新陈代谢作用将化学能转化为电能的装置。实验以石墨为电极材料,乙酸钠模拟废水为阳极底物,以厌氧活性污泥为厌氧菌种,驯化后的好氧污泥为好氧菌种,构建了双室连续流生物阴极MFC反应器。研究了连续流生物阴极MFC在降解乙酸钠废水同时的产电性能。结果表明,在外电阻为50Ω的情况下,未加NaCl溶液时,连续流好氧生物阴极MFC的最大电流密度为0.29 mA/m2,加入NaCl溶液后,最大电流密度为0.75 mA/m2,是未添加NaCl溶液MFC的2.59倍,输出功率密度是未加NaCl溶液的6.84倍。阳极室出水进入阴极室,研究了连续流好氧生物阴极废水处理效果。结果表明,COD的去除率随MFC运行时间的增加呈上升趋势,MFC稳定运行后,COD的去除率维持在60.1%～66%。     

微生物燃料电池处理偶氮含盐废水的产电性能和降解过程

偶氮含盐废水生化处理流程复杂、电耗高,且降解机理尚不明确。本研究基于酸性重铬酸钾法水热处理获取改性阳极,进而构建微生物燃料电池（microbial fuel cell,MFC）对偶氮含盐废水进行处理。考察了不同二价阴离子对MFC产电性能和降解有机物效果的影响,并探究了MFC对直接红13的降解机理。结果表明,偶氮含盐废水中含有硫酸钠时的产电性能高于含有碳酸钠的情况,MFC最大功率密度为265.38mW/m²、最大电流密度为1.10A/m²;MFC处理偶氮含盐废水时,对直接红13的去除率低于无额外添加盐时的效果（71.13%）,对葡萄糖共基质的降解影响程度为：添加硫酸钠>添加碳酸钠>无额外添加盐。微生物群落和降解产物分析表明,MFC阳极生物膜通过变形菌门、拟杆菌门等微生物的协同作用实现了对直接红13的生物电化学降解,产电下降解产物以还原产物芳香胺为主。     

厌氧流化床微生物燃料电池研究进展

厌氧流化床微生物燃料电池采用液固流化床耦合微生物燃料电池技术,使流体与微生物载体颗粒充分混合,可显著提高相间传质效率,进而提升废水处理及电池产电效率.综述了厌氧流化床微生物燃料电池的工作原理及优缺点,分析了温度、pH值、外阻、电极、驯化方式、内阻、基质流速等因素对电池产电性能的影响,介绍了电池的应用前景,并对其未来主要...     

双室MFC对含Cu（Ⅱ）废水处理效能及其产电性能的影响

微生物燃料电池(microbial fuel cells,MFCs)可利用微生物将化学能转化为电能,并实现重金属的去除与还原回收。本研究构建了一种双室MFC用于处理含Cu²⁺的重金属废水,以探究不同初始浓度及阴极电极材料下MFC的产电性能和Cu²⁺的去除效果。结果表明,当阴极电极材料为不锈钢且阴极中Cu²⁺的初始浓度由10 mg/L增大至200 mg/L时,Cu²⁺的去除率由85.37%增大至98.16%(120 h),最大输出电压和功率密度分别为257 mV和36.75 mW/m2。当阴极电极材料为石墨板、钛片时,Cu²⁺的去除率分别为99.02%、98.27%,此时的最大输出电压和功率密度分别是不锈钢的1.45倍、1.18倍和1.71倍1.28倍。对阴极上附着的产物进行扫描电镜分析,Cu²⁺在阴极发生了还原反应,生成了单质铜。本研究可以为实现MFC高效回收重金属提供理论依据,对利用MFC解决环境污染和能源短缺问题有重要意义。     

不同温度下微生物燃料电池的运行特性

实验采用双室型微生物燃料电池（MFC）,以生活废水中厌氧菌作为生物催化剂,葡萄糖为燃料,通过5个不同温度条件下的间歇运行,应用循环伏安、交流阻抗、极化测试等电化学方法考察温度对电池产电性能的影响。结果表明,一定温度范围内,提高温度有助于增强微生物的电化学活性,降低传荷阻抗,提高电池输出功率密度和交换电流密度。32 ℃时,电池产电效能最佳,电池功率密度和交换电流密度分别达到156.2 mW/m2和8.02×10?5 mA/m2,温度太低或太高均不利于细菌的电化学活性。体系温度为18 ℃、25 ℃、32 ℃、39 ℃、46 ℃时,传荷阻抗Rct在阳极内阻中占的比例分别为97.99%、84.02%、47.36%、91.30%、99.61%,说明传荷阻抗在阳极内阻中占绝对份额,MFC是传荷过程控制下的电化学反应体系。     

微生物燃料电池与人工湿地耦合系统研究进展

将微生物燃料电池(microbial fuel cell, MFC)与人工湿地(constructed wetland, CW)相结合是近几年来出现的一种新型产能及废水净化工艺。在综述CW-MFC耦合系统产电机理及其发展的基础上进一步分析讨论了当前研究中影响系统性能的组成要素(植物、微生物、电极及分隔材料)和运行参数(碳源、氧化还原电位及水力停留时间)两个方面,最后总结了当前尚未解决的关键问题,对今后耦合系统的潜在应用进行了展望。     

微生物燃料电池的研究应用进展

微生物燃料电池是利用微生物作为催化剂,氧化分解生物质同时输出电能的一种新装置,因其可将生物质中化学能直接转化为电能,可获得更高的能量转化效率,是未来缓解能源和环境问题的有效途径,引起了科研工作者的广泛关注。本文结合近几年微生物燃料电池的发展,综述了产电微生物种类、电池材料及其改性、反应器的放大以及微生物燃料电池应用方面的研究进展,分析了该领域未来发展的主要方向及面临的问题,指出筛选和诱导产电菌对不同有机底物的耐受性,开发高效价廉的电极材料以及构建易于放大的电池模式,是微生物燃料电池未来研究的重点。在此基础上,应该着重于反应器放大,深入研究其在废水处理、产氢、微生物电化学合成以及传感器方面的应用,确定其实际应用的相关参数和模型,为微生物燃料电池早日实际应用打下坚实基础。     

微生物燃料电池耦合型废水处理反应器研究进展

随着生物电化学技术研究的发展,多种应用于废水处理的新型微生物燃料电池(MFC)耦合反应器不断出现,在污染物降解和能量回收中展现了多种优势。重点综述了近年来报道的典型的MFC耦合型废水处理反应器,并对其耦合机理、运行效果及存在的问题进行了比较分析,以期为生物电化学耦合型废水处理反应器的进一步优化和发展提供参考。     

Electricity generation with simultaneous wastewater treatment by a microbial fuel cell (MFC) with Cu and Cu–Au electrodes

Background: A microbial fuel cell (MFC) consisting of anaerobic and aerobic chambers separated by a salt‐agar slab was used for electricity generation with simultaneous wastewater treatment where copper and gold covered copper wires were used as anode and cathode, respectively. The electrons produced from degradation of carbohydrates in anaerobic chamber traveled through the copper wire generating electricity and the protons were transferred from cathode to anode through the salt‐agar slab. Variation of the current intensity (mA) and the electrical power (mW) were investigated as function of the surface area of anode and also the chemical oxygen demand (COD) content of the synthetic wastewater. Results: The generated power density (mW m^?2) increased with increasing surface area of the electrodes and also with the COD content of the wastewater. Both the current intensity (mA) and the power generated (mW) increased with time and reached maximum levels at the end of batch operation. More than 80% COD removal was achieved in the aerobic chamber with an electricity generation of 2.9 mW m^?2 when the initial COD content was 6000 mg l^?1. Conclusion: The MFC configuration and the use of Cu and Cu‐Au electrodes instead of graphite were proven to be effective for electricity generation with simultaneous wastewater treatment. The electrical current (0.24 mA) and power (2.9 mW m^?2) obtained in our microbial fuel cell are comparable with the literature studies utilizing salt bridge. The microbial fuel cell developed in this study can be improved further to yield higher power generations by modifications. Copyright © 2007 Society of Chemical Industry     

微生物燃料电池在废水处理中的研究进展

随着全球工业化进程加快,水污染和能源短缺问题日益严重。微生物燃料电池（MFC）作为一种新型微生物电化学工艺,可以在降解有机物的同时产电,具有清洁、节能、经济等优势,引起人们的广泛关注,成为水处理领域的研究前沿。本文首先介绍了MFC原理和电子传递机制,分析影响其处理性能的关键因素（阳极材料、阴极材料、接种微生物、反应器构型和系统运行参数）;然后回顾了近年来MFC在废水（生活废水、农业废水和工业废水）处理领域的应用,并拓展性地阐述了MFC与其他技术（电芬顿、光催化、人工湿地系统和微生物电解池）的耦合应用;最后指出MFC存在的问题,并提出未来可行的发展方向,包括深度挖掘机理、优化接种微生物种群、改进装置材料与构型、改善进水模式与运行参数和研究新的耦合系统等。     

微生物燃料电池在污水生物脱氮中的研究进展

微生物燃料电池(MFC)是一种新型污水处理技术,其在处理污水的同时能产生电能,引起众多研究者的关注.将MFC应用于含氮污水的处理中便形成了反硝化或同步硝化反硝化MFC系统.本文回顾了MFC生物脱氮的发展历程,并从MFC实验装置的设计构造(空间构型、电极材料、分隔材料)、影响因素(含氮污染物浓度、水力停留时间、溶解氧、碳源与碳氮比、温度、pH值、外电阻)和反硝化细菌的基因表达与多样性等3个方面进行了综述与分析,提出需要从以下方面进行MFC生物脱氮效能的强化:开发具有强电子传输能力和氨氧化催化功能的廉价高效电极材料,优化MFC脱氮的运行条件和探索不同环境下的脱氮机理,通过研究MFC阴极微生物种群构成筛选培育优势反硝化功能菌.