微生物燃料电池对膜生物反应器系统节能降耗的影响

在膜生物反应器(MBR)系统上负载双室型微生物燃料电池(MFC),比较其与传统MBR的COD去除效果以及其节能降耗效果。分析结果表明,相比传统MBR系统,MFC-MBR系统中COD去除率为91.5%,提高3.2%。MFC的最大功率密度值为41.7mW/m^(2),库伦效率达到53.1%,且阳极交换电流密度为3.3×10^(-2)A/m^(2),因此该MFC具有较高的微生物产电活性和电子传递速率。MBR系统中污水泵、搅拌器、空气泵及膜清洗的耗电量分别为0.179kW·h/d、0.004kW·h/d、0.396kW·h/d及0.020kW·h/d,得到吨水能耗量为1.248kW·h/t;而MFC-MBR系统中空气泵及膜清洗的耗电量降低为0.277kW·h/d及0.009kW·h/d,得到吨水能耗量降低为0.978kW·h/t,实现节能21.6%的效果。

耦合厌氧氨氧化反应的高氮负荷型双室MFC性能研究

实验针对厌氧氨氧化反应在双室型MFC阳极和阴极2种形式的耦合,将厌氧氨氧化菌分别接种于a、b-双室型MFC的阳、阴极,并探究其产电、脱氮性能及脱氮机理.结果表明,2种类型的MFC均可在NH+4-N、NO-2-N浓度分别为400 mg·L-1和528 mg·L-1的高氮浓度模拟配水条件下稳定启动.与开路状态下的线性关系曲线不同,2类MFC在闭路状态下氨氮、亚硝态氮浓度均呈单指数关系衰减曲线,脱氮效率显著提高,周期内氨氮、亚硝态氮去除率均分别达到99%和85%以上.另外a、b-MFC平均容积氮去除负荷分别为0.417 kg·m-3·d-1和0.516 kg·m-3·d-1.在外阻1500Ω条件下,a-MFC最高输出电压48.0 m V,b-MFC最高输出电压可达到502.2 m V,b-MFC稳定输电周期约2170 min.