双室微生物燃料电池对电解锰废水中Cr(VI)的去除及其产电性能研究

构建以F026为阳极产电菌和含Cr(VI)电解锰废水为阴极液的双室微生物燃料电池(MFC)。考察电解锰模拟废水pH、Cr(VI)初始质量浓度、MFC运行温度等因素对废水中Cr(VI)的还原率及MFC产电效果的影响规律,并对最优条件下MFC处理实际电解锰含铬废水的效果和Cr(VI)的还原产物进行研究。结果表明:当废水pH为2、MFC运行温度为303K时,MFC对含Cr(VI)废水具有最佳的处理效果。在此条件下,MFC对Cr(VI)质量浓度为124 mg/L的电解锰废水处理80 h后,92.1%的Cr(VI)可有效还原为α-Cr_2O_3,而155h处理后还原率可达100%,产电功率达到914.7 mW/cm^2,表明MFC是一种发展前景良好的含Cr(VI)电解锰废水处理工艺。

槟榔渣烧结碳的制备及其对废水中锰的吸附性能

以槟榔渣(Waste areca,WA)为原料在氩气气氛中于450℃碳化45 min制备槟榔渣烧结碳(ACWA),采用X射线衍射、扫描电镜、碘吸附值测定、比表面测定等对其性能进行表征。结果表明,制备的烧结碳为多孔的碳材料,平均孔径为4.25 nm,比表面积和碘吸附值分别达到742.53 g/m2和1241.82 mg/g。以ACWA为吸附剂,对废水中Mn(Ⅱ)的吸附进行研究,考察ACWA用量、溶液pH值和共存离子(Na^+、NH4^+、Mg^2+、Ca^2+和Al^3+)等因素对吸附效果的影响,并对吸附等温线和吸附动力学进行研究。结果表明:ACWA对Mn(Ⅱ)具有良好的吸附作用,对浓度为180 mg/L的Mn(Ⅱ)废水在60 min内可实现最大吸附容量34.28 mg/g,Mn(Ⅱ)吸附率高达95.2%。热力学和动力学研究表明,ACWA对Mn(Ⅱ)可用Langmuir吸附等温方程来描述,而吸附动力学符合准二级动力学模型。机理研究表明,由于表面具有丰富的负电性官能团,ACWA主要通过化学络合和静电吸附作用而实现对废水中Mn(Ⅱ)的高效去除。

MnO_2@graphene为阴极催化剂的微生物燃料电池产电性能研究

以碳布为阴阳极材料,乙酸钠为底物,MnO_2@graphene为阴极催化剂构建空气阴极单室微生物燃料电池(MFC),研究了阳极液pH、阳极底物初始COD浓度、MFC运行温度等因素对MFC输出电压和产电功率的影响﹒研究结果表明,阳极液pH对MFC产电性能影响最大,而阳极底物初始COD浓度影响最小﹒在阳极液pH为8、MFC运行温度为308 K和阳极底物初始COD浓度为800 mg/L时MFC的产电性能和污水处理最佳﹒在此条件下,MFC对污水中COD的降解率可达98.4%,输出电压和产电功率密度分别可达0.813 V和2 046.9mW/m^2,说明以MnO_2@graphene为阴极催化剂的MFC具有较好的产电性能和污水处理效能﹒