UASB-MFC耦合反应器处理废水和产电效率研究

上流式厌氧污泥反应器(Upflow Anaerobic Sludge Blanket,UASB)和微生物燃料电池(Microbial fuel cell,MFC)这两项污水生物处理技术吸引了研究者的目光。但UASB反应器在运行过程中存在需要较长时间启动、易酸化等缺点。MFC反应器作为一种清洁型处理技术,可以实现有机物化学能到电能的转换。本实验将UASB反应器与MFC反应器结合,构建UASB-MFC耦合系统,以糖蜜废水为底物,研究耦合系.统处理废水和产电能力。本次实验在低进水负荷下启动反应器,保持水力停留时间为6 h,进水流量40 L/d,分别控制进水的COD浓度为2500 mg/L,3500 mg/L.4500 mg/L,不断提高进水COD浓度。实验结果表明:当进水COD浓度为4500 mg/L时,最高COD去除率为70.62%。控制pH在7左右,温度控制在(35+1)℃,并对处于污泥悬浮层的微生物燃料电池外接1000Ω电阻,用万用表测定外接电阻两侧电压,电压稳定在105 mV,整个过程中最大的功率密度为56.1 mW/m^(2)。结合进水COD浓度变化,可知有机负荷影响产电微生物活性。本次实验过程中,测得氧化还原电位始终在-470 mV至-440 mV之间波动,pH稳定在5.8左右,反应器内产酸菌的发酵类型为乙酸型发酵。氧化还原电位与pH共同影响着反应器内部发酵类型。

连续流UASB-MFC处理废水和产电效率研究

本实验以糖蜜废水为底物,通过构建UASB-MFC耦合系统来研究耦合系统处理废水和产电能力。本实验进水浓度在初始时为2000 mg/L,反应器在低进水负荷下启动,通过改变水力停留时间使反应器成功启动。其性能优化通过不断提高进水COD浓度实现。实验结果表明:耦合系统在水力停留时间为6 h,温度(35±1)℃,pH7.0-8.0,容积负荷为8.0 kg·m^-3·d^-1时,经过47 d实现成功启动。经检测60.85%为系统最高COD去除率,出水pH值为6.7,发酵类型以混合酸性发酵为主。耦合系统所能承受的最大容积负荷为16.0 kg·m^-3·d^-1,这种情况下进水COD浓度是4000 mg/L,COD的最高去除率是69.21%,最大功率密度为98 mW/m^2。