废水同步生物处理与微生物电解池产氢的研究进展

第30卷第9期2()1O年9月现代化工Mode￡私(bj1li矗jh；dLl￡j5ep201()·3l·废水同步生物处理与微生物电解池产氢的研究进展王利勇，叶晔捷，陈英文。，祝社民，沈树宝(1．南京工业大学制药与生命科学学院，江苏南京210009；2．南京工业大学材料科学与工程学院，江苏南京210009)摘要：微生物电解池(MEC)制氢技术可以将有机废水中的化学能直接转化为最清洁的氢能，同时又能处理污水，具有显著的环境效益和经济效益。较详细介绍了MEC的原理和组成，综述了MEC制氢的关键材料和核心技术，展望了其发展前景。关键词：生物制氢；微生物电解池；废水处理中图分类号：TQ035；TQ116．2文献标识码：A文章编号：0253—4320(2010)09—0031—05AdvancesinbiologicalwastewatertreatmentandsimultaneouslyhydrogengenerationfromorganicwastewaterbymicrobialelectrolysiscellWANGLi一，YEYe-jie。，CHENng—wen，ZHUShe—min，SHENShu—bao(1．NationalEngineeringResearchCentreforBiochemistry，NamingUniversityofTechnology，Nanjing210009，China；2．CollegeofMaterialScienceandEngineering，NanjingUniversityofTechnology，Naming210009，China)Abstract：Hydrogenproductionbymicrobialelectrolysiscell(MEC)iscapableofconvertingchemicalenergypresentedinorganicwastewaterintocleanhydrogenenergywithaccomplishmentofwastewatertreatmentssimultaneously，whichpossiblycapturesconsiderableenvironmentalandeconomicbenefits．ThemechanismandcompositionofMECaresummarized．ThekeymaterialsandcoretechnologiesofMECarereviewedanditspotentialapplicationisproposed．Keywords：biohydrogenproduction；microbialelectrolysiscell(MEC)；wastewatertreatment氢是一种无污染和可再生的能源，且具有可储可输的特点，已引起广泛重视。目前研究用氢作为能源已经成为国际上的研究热点，氢能经济已经成为一个热门的话题。微生物电解池(microbialelectrolysiscell，MEC)是在微生物的作用下利用电化学技术将废水中有机物的化学能转化为氢能，并同时处理废水的一种装置。MEC技术可以实现生物质废物的资源化利用，在能源和环境问题13益受到重视的今天具有广阔的发展前景。MEC作为一种最有前途的废水处理技术已受到国内外学者的广泛关注，特别是近几年来在此研究领域取得了长足的进步。。本文首先简述了MEC制氢技术的基本原理、组成、与微生物燃料电池(MFC)的差异及其效率评价，然后从影响MEC性能的因素和MEC制氢技术的关键材料——阳极、阴极和膜材料等方面阐述了最近国内外的研究进展，探讨了今后工作的发展趋势。1MEC制氢技术简介1．1基本原理和组成微生物电解池是以阳极微生物作为催化剂，利用电化学技术将废水中有机物的化学能转化为氢能的装置，由阳极和阴极组成，中间用质子交换膜(PEM)分开，如图1所示。图1微生物电解池及工作原理1．2MEC与MFC的差异MEC与MFC系统存在很多相似之处，因此，MFC系统中提高电能输出的方法可供MEC借鉴收稿日期：2010—05—28基金项目：国家“973”项目(2009CB724700)；江苏省环境工程重点实验室开放课题(KF2009003)；国家水体污染控制与治理科技重大专项(2008ZX07101—003)；江苏省环保科技项目(2007020)；南京工业大学青年教师学术基~(39708014)作者简介：王利勇(I985一)，男，硕士生；沈树~(1957～)，男，博士，教授，博士生导师，主要从事酶工程、多肽合成、环境工程的研究，通讯联系人，025—83587349，zsbshen@126．com。·32·现代化丑第30卷第9期用于提高氢气产量。但是