可见光催化耦合微生物一体化处理有机废水的研究

在可见光辐射条件下,采用光催化耦合微生物一体化工艺处理有机废水。比较了有机废水分别进行单独光催化实验、单独微生物实验及光催化耦合微生物实验的降解规律。结果表明:光催化耦合微生物实验对化学需氧量的去除率为81%,较单独光催化实验(15%)和单独微生物实验(63%)显著提高;催化剂的最佳质量为6 g。借助X-射线衍射分析和扫描电子显微镜表征,探寻了光催化耦合微生物的作用机理。     

人工湿地微生物燃料电池处理海水淡化浓盐水研究进展

综述了人工湿地耦合微生物燃料电池(CW-MFC)处理浓盐水的研究现状，分析了植物、微生物、电极、基质及运行环境等对CW-MFC处理效果的影响，总结了CW-MFC处理海水淡化浓盐水当前存在的问题，并对未来的研究方向进行了展望。     

人工湿地-微生物燃料电池系统的发展及展望

人工湿地-微生物燃料电池耦合系统是一种新型生物电化学工艺。在该系统中，人工湿地为微生物燃料电池提供所需的氧化还原梯度和化学能，而微生物燃料电池可以提高人工湿地的处理效能并通过产电的方式回收能源，目前研究主要集中在水处理方面。本文结合近几年人工湿地-微生物燃料电池耦合系统的发展，从系统构建和系统性能的影响因素两个方面综述了人工湿地-微生物燃料电池耦合系统的研究现状，其中影响因素包括系统的组成要素（湿地植物、电极材料、基质材料和微生物）和系统运行参数（有机负荷和废水成分、水力停留时间、溶解氧和进水方式）两个方面。最后提出了人工湿地-微生物燃料电池耦合系统需要解决的主要问题：提高系统的库仑效率，进一步降低构建成本，提高系统去污及产电的综合性能，使该系统最终实现产业化。     

MFC-MBR耦合系统研究进展

对MFC与MBR耦合系统控制膜污染机理研究、MFC与MBR耦合系统反应器构型研究、MFC与MBR耦合系统膜材料研究3个主要研究方向进行解读,具体归纳和分析了耦合系统微生物代谢产物与膜污染之间的关系、耦合系统构型与运行效果的关系、耦合系统膜材料改变与膜污染及运行效果关系。     

城市环境所在光催化耦合微生物同步降解抗生素及机理分析方面获进展

<正>近期,中国科学院城市环境研究所城市污染物转化重点实验室在光催化耦合微生物同步降解抗生素及机理分析方面取得新进展。在已有研究的基础上,对反应体系进行优化设计,在降低光催化材料投加量的情况下,构建了具有快速、高效降解氧四环素(oxytetracycline,OTC)的耦合体系。光催化耦合微生物同步降解污染物(Intimate coupling of photocatalysis and biodegradation,ICPB)是近年来新兴的污染物降解技术。它将     

光催化紧密耦合微生物燃料电池研究综述

光催化紧密耦合微生物燃料电池技术(ICPB)是将光催化与微生物燃料电池结合起来,同时具有光催化及微生物燃料电池(MFC)双重优点.影响其性能的因素主要有光催化剂,阴极和阳极.其主要原理是通过光催化将不易降解的大分子分解成小分子,进而被微生物通过新陈代谢作用氧化降解.ICPB比单一光催化或MFC更具有优势,本文从光催化剂的种类,光催化剂与MFC紧密耦合的方式以及IPCB的优势等方面进行了综述,并对未来的研究进行了展望.     

微生物电解池产甲烷技术研究进展

微生物电解池(microbial electrolysis cell,MEC)产甲烷技术是以微生物为催化剂,利用外界输入的电能将CO_2或有机污染物转化为甲烷的新技术。MEC在实现CO_2处置与能量转化的同时,能够处理污水、污泥、沼渣等多种污染物并生产甲烷,具有能量转化率高、生产成本低、环境友好等特点,可望成为解决能源紧缺和环境破坏问题的重要途径之一。近年来,MEC在产甲烷生物阴极结构及电子传递途径、产甲烷微生物群落等方面得到了广泛关注,同时,MEC耦合厌氧消化或其他废水处理系统形成的产甲烷新技术也逐渐研发并成为研究热点。本文综述了产甲烷生物阴极、产甲烷微生物群落等方面的研究现状,介绍了MEC耦合厌氧消化或其他系统产甲烷新技术,总结并分析了MEC产甲烷技术的研究方向和实用化过程仍需解决的技术难题。     

催化铁-厌氧微生物耦合技术还原硫酸根的研究

高浓度硫酸根废水直接排入水体会增大水体的盐度,危害水生生物,破坏土壤结构。利用催化铁与厌氧生物耦合技术进行还原硫酸根试验,并与单纯厌氧微生物处理效果对比。结果表明,催化铁的存在能促进SRB还原SO42-,耦合系统比单纯的微生物系统有更大的还原速率和更高的去除率,且更适合较高浓度的SO42-处理。当温度为30℃、pH=7.6时,COD对耦合系统中硫酸盐还原的影响程度不同,当m(COD)/m(SO42-)≤2时,COD越高,还原速率越快,当m(COD)/m(SO42-)>2时,COD对系统还原过程影响很小。     

高盐废水微生物脱盐池处理研究进展

高盐度是限制废水生化高效处理的重要指标,脱盐处理势在必行。微生物脱盐池因其脱盐效率高、经济性好等优势受到众多学者的关注。本文首先回顾了微生物脱盐池的机理,分析了离子交换膜、pH、电子供体、阴极电解液及电极材料等影响因素对脱盐池脱盐效能的影响,并阐述了微生物脱盐池的进一步耦合工艺,认为微生物脱盐池未来发展趋势应着重于电极模块化、离子交换膜的优化、耦合系统的开发以及工艺的实际应用。     

污水反硝化除磷产电系统特性分析

在综述反硝化除磷同时产电系统的运行原理、产电机理及其发展的基础上,进一步的阐述了产电微生物(反硝化聚磷菌)为两个工艺能够耦合的关键因素,以及从电极材料、电极位置、膜结构、碳源、氧化还原电位、水力停留时间等方面分析讨论了系统运行的影响因素与运行参数。最后对污水反硝化除磷产电系统的潜在应用进行了展望。     

微生物燃料电池处理高盐废水的研究进展

高盐废水通常采用生化、蒸发和膜处理3种方法处理,但无论采用何种方法,高盐废水处理均存在难度大和成本高等问题。微生物燃料电池（MFC）是一种基于产电微生物催化氧化有机物获得电能的装置,应用MFC处理废水可实现在处理废水的同时回收废水中能量,从而降低废水处理成本。近年来,应用MFC处理高盐废水来降低处理成本的研究逐渐开展并成为一个研究热点。本文综述了MFC处理高盐废水研究的最新进展,分析了盐度对MFC产电、污染物脱除、微生物生长和群落的影响,基于耐盐微生物、生物膜、反应器结构及扩展应用等方面提出未来MFC处理高盐废水的研究方向。     

电极间距对CW-MFC处理污泥中Zn和Ni的效果及其产电性能的影响

为有效提高传统人工湿地（CW）处理污泥重金属效能,本文构建了人工湿地微生物燃料电池（CW-MFC）用于污泥中Zn和Ni的去除,并考察了电极间距对Zn和Ni去除效果及其产电性能的影响。结果表明,不同电极间距（12cm、15cm、18cm和20cm）的CW-MFC对Zn的去除率分别为84.68%、64.56%、66.98%和50.23%,对Ni的去除率分别为74.14%、66.09%、64.00%和48.01%。其中,间距为12cm时系统对Zn和Ni去除效果最好,分别较CW提高了64%和26%,此时CW-MFC系统的最高输出电压和最大功率密度分别达到513mV和50.76mW/m³。X射线光电子能谱（XPS）分析显示污泥表层主要的重金属为Zn和Ni,且高价态的Zn和Ni被有效地转化为低价态或者单质金属。在间距为12cm的CW-MFC系统中,植物根系和电极对Zn、Ni的去除贡献最大,此时Zn在植物根系和电极中的富集率分别为23.76% 和30.97%,Ni的富集率分别为14.57%和16.78%。本研究表明CW-MFC对污泥重金属的去除及其产电性能具有较好的效果,并为CW-MFC的优化构建和城市污泥的处置及资源化利用提供了新的思路和借鉴。     

微生物燃料电池研究和应用方面的最新进展

微生物燃料电池是一种利用微生物的催化作用将化学能转变为电能的生物装置。微生物燃料电池在作为可替代性能源、新颖的污水处理方法以及氧和污染物的生物传感器等方面具有较大的潜能,但仍需进一步优化。本文确定了限制微生物燃料电池应用操作的几种因素,并在其性能提高方面进行了探讨。     

微生物燃料电池研究进展

微生物燃料电池的研究早在二十世纪七十年代就有开展,但是直到最近两年,随着其功率的提高才成为研究热点。其基本原理与与燃料电池相似,但可以利用更复杂的燃料(如葡萄糖,蔗糖,乙酸盐等)来产生电流,因此可以在处理污水的同时实现电力输出。文章就其基本原理,最新研究方向和在污水处理方面的应用做了简单介绍,并对其前景进行了展望。     

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。     

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。     

Electrochemical characterization of anodic biofilm development in a microbial fuel cell

Electrochemical impedance spectroscopy, cyclic voltammetry, and polarization tests were used to monitor the progress of the anode colonization by electrode-reducing microorganisms in a single-chamber membraneless microbial fuel cell seeded with anaerobic sludge. The electrochemical methods showed that an increase in microbial fuel cell power output coincided with a progressive decrease of the anode internal resistance and a more negative open circuit potential. Two redox systems were observed in cyclic voltammograms shortly after microbial fuel cell startup, while a redox system with a peak around ?330 mV (vs. Ag/AgCl) was predominant in the mature biofilm. The redox systems were also dependent on the external resistance chosen for microbial fuel cell operation. This suggests that within the diverse microbial populations several species are capable of electron transfer to the anode, and that the microorganisms with the highest electron transfer rate become predominant. Furthermore, the growth of these electrode-reducing microorganisms can be accelerated by optimizing the microbial fuel cell electrical load.     

Treatment of cassava mill wastewater and production of electricity through microbial fuel cell technology

Cassava mill wastewater has a high organic content and is an important economic product of traditional and rural low technology agro-industry in many parts of the world. This study explores the utilization of agro-industrial wastewater collected from cassava mills as a resource for electricity generation by microbial fuel cells (MFCs). Mixed culture sludge was used to inoculate the bottom chamber of the MFCs whilst cassava mill wastewater was used in the MFCs. Experimental results showed that the MFCs could generate electricity from full-strength cyanide laden wastewater (16000 mg-COD/L, 86 mg/L cyanide) with a maximum power density of 1771 mW/m². The results from this study demonstrate the feasibility of using MFC technology to generate electricity whilst simultaneously treating cyanide laden cassava mill wastewater effectively. Using MFCs for cassava mill wastewater treatment provides an attractive way to reduce the cost of wastewater treatment in addition to generating electricity.     

微生物燃料电池阳极产电微生物研究进展

微生物燃料电池（Microbial fuel cells,简称 MFCs）是一种生物电化学混合系统,利用微生物的氧化代谢作用将有机物或者无机物中的能量转化为电能,具有节能、减少污泥生成及能量转换的突出优势,目前得到研究者们的广泛关注。其中产电微生物是MFCs系统的核心组成部分,筛选及培养高效产电微生物对促进MFCs的产电性能具有重要作用。通过对产电微生物电子传递机制、产电微生物种类以及影响微生物产电的因素进行分析总结,综述了阳极产电微生物的最新研究进展,最后从微生物角度展望了未来的研究方向,以期为产电微生物在MFCs中的应用提供指导和支持。