微生物燃料电池处理重金属废水的研究进展

基于已有研究基础,解析了在微生物燃料电池(microbial fuel cell,MFC)特有构型和产电条件下涉及的重金属去除机制,综述了装置构型、阴极类型、重金属浓度、外接电阻、pH、电子受体类型等因素对MFC产电性能及重金属去除效能的影响。从生物电化学作用、微生物作用、电子受体竞争机制等侧面,阐明各单一因素对重金属去除速率、还原产物的影响和作用。提出今后MFC去除重金属废水的研究需立足于实际废水,构建中试装置为实际应用提供数据支撑。进一步确定各影响因素的主次地位及作用方向,根据已有理论基础调控各影响因素,得到更快的去除速率和理想的还原产物。同时筛选适于重金属分离的电极材料及考察可实现产物回收的物理化学方法,以期实现重金属真正意义上的回收。     

微生物燃料电池处理重金属废水的研究进展

基于已有研究基础,解析了在微生物燃料电池（microbial fuel cell,MFC）特有构型和产电条件下涉及的重金属去除机制,综述了装置构型、阴极类型、重金属浓度、外接电阻、pH、电子受体类型等因素对MFC产电性能及重金属去除效能的影响。从生物电化学作用、微生物作用、电子受体竞争机制等侧面,阐明各单一因素对重金属去除速率、还原产物的影响和作用。提出今后MFC去除重金属废水的研究需立足于实际废水,构建中试装置为实际应用提供数据支撑。进一步确定各影响因素的主次地位及作用方向,根据已有理论基础调控各影响因素,得到更快的去除速率和理想的还原产物。同时筛选适于重金属分离的电极材料及考察可实现产物回收的物理化学方法,以期实现重金属真正意义上的回收。     

二氧化铅阴极单室微生物燃料电池处理有机废水研究

利用自制单室微生物燃料电池,采用污水处理厂的厌氧污泥接种,以自制钛基二氧化铅电极为阴极,运行微生物燃料电池11907 min,成功获得了电能,最大功率密度为485 mW·m-2.通过稳态放电法测得单室微生物燃料电池的内阻为300Ω.污水COD去除率达到40%左右,日平均去除1 000.5 mg·L-1,说明此单室微生物燃料电池在产生电能的同时对废水有较理想的处理效果.     

微生物燃料电池处理含铬废水

采用双室的微生物燃料电池装置,探讨利用微生物燃料电池处理含铬废水的效率及电池性能.通过测定微生物燃料电池的电压、功率密度和电流密度,研究电池的性能,通过测定出水中Cr(Ⅵ)的浓度探讨微生物燃料电池对Cr(Ⅵ)的处理效率.结果表明,最大值出现在第21天,大约在18 mV左右;电压的最小值在0.5 mV左右,稳定值在2mV左右;装置稳定后,在电流密度等于0.526μA/cm2时,电池的电压达到最大值,为39.5 mV;当电流密度为1.328μA/cm2,功率密度达到最大值,为1.328×10-3mW/cm2;利用微生物燃料电池装置对Cr(Ⅵ)可以达到一定的处理效果,去除率约为20％.     

微生物燃料电池废水生物处理技术

针对传统废水处理技术高的能耗和运行费用,加上世界范围内环境污染与能源危机的日益加剧,迫使人们在寻求更为经济、节能条件下高效运行的替代性废水处理技术的同时开发新型可持续利用的清洁能源。文章简要介绍了一种既能高效降解废水中各种有机化合物又能直接产生电能输出的新型废水生物处理技术—微生物燃料电池技术。     

外阻对双室微生物燃料电池性能的影响

实验分析了阴极硝化耦合阳极反硝化微生物燃料电池在不同外阻(10、100、500Ω和无穷大)下,电池的产电性能、阴极液和阳极液的电导率以及脱氮除碳能力的变化情况。结果表明,在低电阻下,输出的稳定电流较大,有机物降解速率较快,TN去除率较高。当外阻为10Ω时,输出的稳定电流是3.61 m A,COD的去除速率最快为10.33mg/(L·h),在运行160 h时TN去除率达到100%。MFC运行过程中,阳极溶液的电导率逐渐减小,阴极溶液的电导率逐渐增大。当外阻为10Ω时,阴阳极溶液的电导率差最大。CV扫描表明外阻对阳极生物膜氧化还原能力有影响,且低电阻下阳极形成的生物膜上产电活性菌的氧化能力越强。     

微生物燃料电池处理含油废水研究进展

介绍了微生物燃料电池(MFC)的产电机理,总结了不同含油废水处理方法的特点以及微生物燃料电池对含油废水的处理效果。指出未来在含油废水处理领域MFC的发展重点是优化反应器性能,开发高效廉价的阴极催化剂,研究产电微生物与油类降解菌之间的协同作用,并阐明油类物质在MFC中的降解机理以及与传统的水处理工艺耦合使用,以最大限度的提高含油废水处理效果。     

电极对微生物燃料电池同时处理有机废水和含铜重金属废水产电性能的影响

实验以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,以含铜废水为阴极液,构建双室MFC,探讨电极对MFC同时处理有机废水和含铜重金属废水产电性能的影响.结果表明:MFC对阳极有机废水COD的去除率最高为79.1%,对阴极液中Cu²⁺的去除率最高为95.6%.活性炭/石墨棒电极MFC产电性能最优,开路电压最高为800mV,是石墨棒电极MFC的1.25倍,是活性炭/碳纸电极MFC的1.3倍,是碳纸电极MFC的1.5倍.当电极距离为2cm时,MFC开路电压580mV,内阻为181Ω,产电性能最优.电极表面积为75cm²时,MFC的开路电压470mV,是电极表面积为50cm²的MFC的1.1倍,是电极表面积为30cm²的MFC的2.1倍.当A_An/A_cat=0.4时MFC产能最佳,MFC的开路电压最高为600mV,最大功率密度48.2mW/m².     

微生物燃料电池处理含柠檬酸钠废水的研究

柠檬酸钠由于其优良的性质被广泛应用于食品、医药、化工等诸多领域,越来越广泛的应用导致工业和市政污水中柠檬酸钠的含量升高,加剧了水体的富营养化。将柠檬酸钠作为微生物燃料电池（microbial fuel cell, MFC）阳极底物,研究得到了柠檬酸钠单独作为混合菌种MFC底物时的产电性能。结果显示,与乙酸钠和葡萄糖相比,以柠檬酸钠为底物的MFC（Na₃C₆H₅O₇-MFC）获得的最大功率密度为742.96 mW·m^-2,是乙酸钠（NaAc-MFC）和葡萄糖（Glu-MFC）的1.77倍和1.12倍。NaAc-MFC和Glu-MFC的启动时间分别约为Na₃C₆H₅O₇-MFC（57 h）的1.8倍和2.9倍。同时,Na₃C₆H₅O₇-MFC对COD的去除率为87.65%,与NaAc-MFC和Glu-MFC相差不大。Na₃C₆H₅O₇-MFC的库仑效率高达61.31%,明显优于NaAc-MFC和Glu-MFC。实验结果表明MFC可以有效地降解柠檬酸钠,能够处理含柠檬酸钠废水,并为柠檬酸钠单独作为底物应用于MFC提供了依据。     

双室微生物燃料电池阳极区域动态模拟

为了探究不同因素对微生物燃料电池(MFC)电流输出影响,建立了以葡萄糖为底物,硫瑾为电子中介体的微生物燃料电池阳极区域一维动态传质模型。模型方程用MATLAB软件编程求解,考查并分析了微生物、葡萄糖和还原态电子中介体初始浓度与外接电阻值对电池电流的影响,并与实验结果进行了对比。模拟结果表明:与稳态传质模型相比,作者所建立的动态传质模型模拟结果和实验结果能够更好吻合;增加阳极室中微生物初始浓度、葡萄糖初始浓度,还原态电子中介体初始浓度或减小外接电阻值均有利于增加电池电流且模拟结果与实验结果一致;当阳极室中还原态电子中介体的初始浓度为0.1 mmol×L~(-1)电极表面浓差极化现象对电池电流影响较大,导致模拟数据与实验数据有偏差。该模型可为研究其他复杂模型提供参考。     

基于微生物燃料电池处理含铬废水的研究

本研究采用自制两室的MFC装置,通过利用污泥浓缩池所驯化的厌氧微生物作为阳极生物,以模拟的含铬废水作为阴极液,考察了在不同的pH值、Cr（Ⅵ）初始浓度、外接电阻和电解质条件下,Cr（Ⅵ）的去除效果和产电性能。结果表明,pH值越低,有利于Cr（Ⅵ）的去除,在pH值为2时,初始浓度为10mg·L^-1的Cr（Ⅵ）在72h的去除率可达到60%左右;pH值的增高,会抑制开路电压（OCP）和输出功率;Cr（Ⅵ）初始浓度的增加,会降低其降解速率,但能促进输出功率的增加,不过对OCP值的影响不大;在一定范围内,外接电阻越小,越有利于Cr（Ⅵ）的去除;以Na Cl作为协同电解质,反而会降低Cr（Ⅵ）的去除率。将Cr（Ⅵ）作为微生物燃料电池的阴极电子受体,不仅可以有效的去除Cr（Ⅵ）,还可以产电,得到一定的能量输出,具有较好的研究前景。     

微生物燃料电池在重金属处理中的应用

重金属处理过程需要消耗大量的能量,而重金属本身含有化学能,若将其化学能转化为电能的同时得以去除,无疑是重金属废水处理中的崭新技术和方法。本文从重金属离子在阴极接受电子完成电化学还原的燃料电池系统角度,对重金属离子的产电原理进行了阐述,结合实例介绍了重金属在阴极完成还原反应的方式,讨论了重金属自产电能处理技术的优势和存在的问题。利用污染物自身产生一定的能量,而不是消耗的电化学处理技术有着十分美好的前景。     

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。     

微生物燃料电池催化处理废水的研究进展

微生物燃料电池(MFC)技术近年来发展迅速,将其应用于废水处理具有理想的发展前景,是当下的研究热点之一。简要介绍MFC技术的原理、设计和特点,较全面地概述了目前MFC技术应用于废水处理的研究进展,并就该技术从实验室走向工程应用面临的挑战提出了现有的强化方法。最后展望了未来该技术在废水处理以及其他领域的应用和可持续发展。     

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。     

微生物燃料电池处理染料废水的研究进展

染料废水中含有大量的有机污染物,这些污染物毒性强,色度深,难降解,流入生态系统中对生态环境安全和人类自身健康造成严重威胁.与传统染料废水处理技术相比,微生物燃料电池(MFC)技术具有成本低廉、回收能源,清洁无二次污染等优点.目前,许多研究通过对MFC的阳极电极进行修饰、改性,或者调整电极间距、耦合其他处理技术等方式提升...     

微生物燃料电池处理含铬废水的研究进展

概述了3价铬和6价铬废水的来源及其特点、现阶段已存在的处理方法的优劣性。简介了微生物燃料电池的基本原理,重点从该方法用于处理含铬废水的研究现状、两室之间交换膜的研究、影响含铬废水的处理效率和产电性能的因素及特点等方面评述了微生物燃料电池法在6价铬废水处理中的最新研究进展,并针对此研究方向提出了展望。     

废水生物处理中的微生物燃料电池研究进展

生物处理高浓度有机废水是一种相对低耗高效的废水治理技术,然而,现有的生物处理技术依然面临着耗能大、运行费用高等难题。利用微生物酶为催化剂,直接将生物质能或有机质转化为电能的微生物燃料电池作为一种全新的节能降耗有机废水的资源化处理技术成为研究热点,主要从其工作原理、结构、电极材料以及应用等方面进行了详尽的综述。     

微生物燃料电池法处理腐竹加工废水

探讨了产电微生物的产电特性及其处理腐竹废水的能力。建立双室微生物燃料电池,阳极为腐竹废水,筛选阳极腐竹废水中的优势产电微生物,并通过测序技术鉴定优势产电微生物。调节微生物燃料电池阳极pH和温度,研究负载电压的变化规律。结果表明,阳极的化学需氧量(COD)从16496 mg/L将至668 mg/L。从阳极筛选得到单菌落,提取基因组,聚合酶链式反应(PCR)扩增基因16S rDNA片段,测序结果表明为泛菌(Pantoea)。在电池运行过程中,调至30℃时电池产电能力最佳; pH在8～10的范围内电池产电能力最强,最大功率密度为14 m W/m~2。这为产电微生物在腐竹废水中的应用奠定了基础。