微生物燃料电池处理有机废水研究进展_徐金球

微生物燃料电池处理有机废水研究进展_徐金球第30卷第3期2013年9月上海第二工业大学学报JOURNALOFSHANGHAISECONDPOLYTECHNICUNIVERSITYVol.30No.3Sep.2013文章编号:1001-4543(2013)03-0173-07微微微生生生物物物燃燃燃料料料电电电池池池处处处理理理有有有机机机废废废水水水研研研究究究进进进展展展徐金球,雷晓晓,王景伟,白建峰,方佳丽(上海第二工业大学城市建设与环境工程学院,上海201209)摘要:简单介绍了微生物燃料电池(MFC)处理废水的发展历史、基本结构和工作原理,总结了国内外用MFC处理各类实际有机污废水时的试验条件、处理效果和产电的功率密度等方面的研究成果,探讨了MFC在实际应用中遇到的瓶颈,展望了用MFC处理实际有机污废水的应用前景。关键词:微生物燃料电池;实际有机废水;处理效果;功率密度中图分类号:X703.5文献标识码:A0引言微生物燃料电池(microbialfuelcells,简称MFC)是利用微生物的代谢活动实现有机物的降解和电子的转移而使化学能直接转化为电能的生物化学催化装置[1-2]。MFC技术不但可以用来处理废水,而且可以用来从废水的污染物中收获电能[3]。早在1910年,英国植物学家Potter[3]以葡萄糖为底物、以酵母和大肠杆菌为产电微生物在MFC中获得了电压。Habermann等[4]第一次将MFC用于处理废水并进行了探索。此后,MFC在空间科学研究领域取得了较大的进展[5]。MFC具有比常规燃料电池的燃料来源更加多样化、操作条件更温和、无污染、可实现零排放、无需能量的输入等方面的优点[6],成为近年来国内外处理污水或者废水的研究热点。在20世纪80年代,由于电子传递中间体的广泛应用使MFC的输出功率有了很大的提高。90年代后期,随着研究工作的进行,发现了无需使用介体而能够实现电子传递的微生物,从此开始了对无介体MFC的研究[7]。在无介体MFC中,底物作为能量转化的来源,它的类型和利用效率影响着微生物群落的结构及生长速度,成为了决定产电效率高低的重要因素之一,因此,对底物进行分析对提高MFC的产电能力具有重要的意义。以MFC为核心的污水处理系统可以在降解污染物的同时产生能量,而且其所产生的能量的最大值可以达到传统处理方式所耗能量的数倍,这些能量不仅可以