生物强化工艺微生物燃料电池产电特性和COD去除效果研究

生物强化工艺微生物燃料电池产电特性和COD去除效果研究江苏农业科学2012年第40卷第10期--——339．-——郑宝臣，冯辉琴，汪银梅，等．生物强化工艺微生物燃料电池产电特性和COD去除效果研究[J]．江苏农业科学，2012，40(10)：339—341生物强化工艺微生物燃料电池产电特性和COD去除效果研究郑宝臣1，冯辉琴2，汪银梅1，曹文平1，杨杨阳1，刘刚1，刘瑞1(1．徐州工程学院环境工程学院，江苏徐州221111；2．河南省乎顶山市自来水公司，河南平顶山467000)摘要：在研究空气阴极对不同浓度的城市污水处理效果和产电效果的基础上，考察活性污泥法和生物膜代替空气阴极的微生物燃料电池系统的产电效果和最终COD浓度。结果表明：空气阴极、活性污泥阴极、生物膜阴极微生物燃料电池系统的电流密度分别平均为1．13、3．90、4．39mA／m2。最终出水COD浓度分别为92、65．6、53．5mg／L。提高微生物密度和复杂度有利于提高微生物燃料电池系统的运行效能。关键词：双室微生物燃料电池；生物膜法；活性污泥法；空气阴极中图分类号：X703文献标志码：A文章编号：1002～1302(2012)10—0339—02微生物燃料电池(microbialfuelcell，MFC)是一种以微生物为催化剂，将化合物中的化学能转化成电能的装置⋯。2004年美国洛根教授提出了微生物燃料电池能实现污水净化和产生电能的理论，证实了微生物燃料电池与污水净化相结合的可能性口。1。MFC系统具有燃料多样性、条件温和性、无污染、无能量输入、高效等特点H。1。传统双室微生物燃料电池是使有机物在阳极室内氧化产生的电子、质子通过外电路到达阴极室，质子与氧气结合形成水分子，电子则通过外电路到达阴极形成电流旧-。传统的微生物燃料电池是以可溶性物质或不可溶性物质为燃料，导致微生物燃料电池可能会存在燃料不足等问题。近年来，城市污水量逐年增加，如果将污水中的污染物转化为燃料，就能实现污水处理和能源回收双重效益。为了提高MFC的产电效果，通常采用增加电极面积、加大搅拌、调整外阻等手段。而将污水处理中的好氧活性污泥或生物膜代替空气以提高MFC产电能力的研究尚未见报道。水污染是目前最为严重的环境问题之一，水污染控制中常见的工艺有活性污泥法、生物膜法、生态修复技术等o“。本研究探讨将微生物燃料电池和污水生物处理有效结合