微生物脱盐电池中酸碱度平衡的优化研究

本文为了解决由于pH值不稳定对微生物脱盐电池(MDC)性能造成的影响,通过对MDC反应器进行优化设计,在MDC反应器的基础上,加装细软管和蠕动泵,增加外源推动力,使阳极室和阴极室中的溶液不断相互中和,研究了rMDC的产电量、脱盐率、两室实验前后pH变化以及与MDC进行比较。经实验我们发现MDC启动阶段的最大输出电压值为221.6 mV,启动时间需要12天,rMDC启动阶段的最大输出电压值为419 mV,启动时间缩短至7天,并且具有3天的电压平台期。在确定最佳底物溶液循环流速为0.25 mL·min^-1,初始盐浓度为20 g·L^-1的前提下,以MDC模式和rMDC模式分别进行一个脱盐周期,周期结束后,MDC的脱盐率为39%,rMDC的脱盐率为56.5%,MDC和rMDC复合模式的脱盐率为73%;MDC阳极室溶液pH由6.17变为4.2,阴极室溶液pH由6.1变为10.2,rMDC阳极室溶液PH由6.8变为6.42,阴极室溶液pH由6.8变为6.65。实验结果表明了此次改造对于解决系统内部PH不平衡问题有很大的改善效果,同时也相应提高了产电量和脱盐率,十分具有可行性。