基于底物类型的微生物燃料电池的产电特性

针对目前太湖流域大量蓝藻水需销纳的状况,研究开发了从蓝藻水中回收电能同时将其中的有机污染物质降解的沉积型微生物燃料电池(Sediment Microbial Fuel Cell,SMFC)体系。作者主要考察了不同底物类型对SMFC体系产电特性的影响。结果表明,底物类型对所构建SMFC体系的运行特性有较大影响。功率密度峰值依蓝藻+乙酸钠、蓝藻、蓝藻+葡萄糖和空白体系的顺序递减,分别为15.59、12.72、10.52、8.35 mW/m2。COD去除率则依蓝藻+乙酸钠、蓝藻+葡萄糖、蓝藻和空白体系的顺序递减,分别为60.1%、27.2%、19.6%、18.1%。功率密度和COD去除率变化规律的区别,主要归因于发酵型底物葡萄糖的存在导致体系中去除的COD并非全部被产电微生物所利用。

可利用蓝藻产电的沉积型微生物燃料电池的构建与启动

沉积型微生物燃料电池(Sediment Microbial Fuel Cell,SMFC)是一种新型无膜微生物燃料电池(Microbial Fuel Cell,MFC)。本文以产电功率为评价指标,通过研究接种污泥来源、添加甲烷菌抑制剂——氯仿的体积分数和阳极外径尺寸对系统产电的影响,构建并启动了可将有机污染物转化为电能的SMFC体系;同时探讨了所构建SMFC利用蓝藻产电的可行性。结果表明,以厌氧颗粒污泥为接种污泥,添加产甲烷菌抑制剂——氯仿体积分数为3%,阳极外径为80 mm的条件下,驯化挂膜45 d后,SMFC的产电效率趋于稳定,外电阻1 000 Ω时,最大功率密度为14.1 mW/m^2。在所构建SMFC阳极污泥中投加太湖蓝藻代替葡萄糖作为利用的底物,当蓝藻投加量为100 g时,最大功率密度为5.7 mW/m^2,该蓝藻资源化新技术具有较大的研究价值和应用空间。

基于pH值调控的沉积型微生物燃料电池(SMFC)运行特性

以蓝藻发酵液为处理对象,分别研究两极区pH值对沉积型微生物燃料电池(Sediment Microbial FuelCell,SMFC)运行特性的影响.结果表明,阳极碱性(pH=8.5)阴极酸性(pH=5.5)时,SMFC输出功率最高(83.55 mW·m-2),COD去除率(63%)仅次于阴、阳极中性(阴、阳极pH值均为7)时(48.74 mW·m-2,68%).通过稳态放电法确定阳极碱性阴极酸性条件下最大输出功率达98.94 mW·m-2,极化曲线拟合其内阻为360Ω.此外,从电池电势方面进一步考察SMFC产电特性.研究结果表明可以通过调节阴阳极pH优化SMFC产电性能.

水厂活性炭滤池换炭方式对生产运行的影响

W市Z、X、D水厂的臭氧-生物活性炭滤池已运行超过8年,面临大规模炭滤池换炭问题,为探寻最佳换炭方式,3家水厂分别采用了活性炭滤料的全换和半换2种方式进行对比。主要研究相同水源条件下2种换炭方式对生产运行的影响。研究结果表明,2种换炭方式在并网运行5个月后,活性炭滤料表面生物量稳定,均成功挂膜。相比于半换炭,全换炭方式对COD_(Mn)、UV_(254)、TOC和消毒副产物等去除效果更佳,并且可以深入检查配水系统等隐蔽工程。但是,全换炭用炭量大,需要全部更换承托层,总体投入成本较大,短期投资效益较低。因此,选择全换炭还是半换炭方式,各厂应结合自身实际情况确定。

阳极初始pH值对沉积型微生物燃料电池运行特性的影响

以太湖蓝藻水为主要处理对象,研究阳极区pH值对沉积型微生物燃料电池(Sediment Microbial Fuel Cell,SMFC)运行特性的影响.结果表明,SMFC系统阳极的碱性条件有利于功率密度的提高及污染物的去除.阳极初始pH值为5.5和8.5时,系统稳定运行功率密度和COD、VSS的去除率分别为3.5mW.m-2、7.3%、4.2%和5.4mW.m-2、11.5%、9.2%.系统功率密度与污染物去除率呈正相关,污染物去除率越大,系统功率密度越高.