強(qiáng)化剩余污泥微生物燃料電池產(chǎn)電的試驗(yàn)研究.pdf

1、以污泥作為燃料構(gòu)建微生物燃料電池具有處理污泥和直接提供能源的潛力。但目前存在庫倫效率低、功率密度低等問題。本試驗(yàn)在分析前人研究成果的基礎(chǔ)上,通過優(yōu)化陰極材料,構(gòu)建了新型單室無膜壁式空氣陰極微生物燃料電池,開展了影響因素及優(yōu)化試驗(yàn)的研究和微生物燃料電池與單純厭氧消化底物變化的對(duì)比研究。獲得以下主要結(jié)論:
　　(1)成功快速啟動(dòng)了單室無膜壁式空氣陰極MFCs。利用剩余污泥作為底物在不加入任何營養(yǎng)元素的條件下,經(jīng)過20天電壓值達(dá)到423

2、mV。
　　(2)影響因素及優(yōu)化試驗(yàn)結(jié)果表明:單室無膜壁式空氣陰極MFCs在最優(yōu)的參數(shù)條件下,其產(chǎn)電性能優(yōu)于目前國內(nèi)相關(guān)污泥微生物燃料電池。在恒溫30℃下,取污泥濃度約為21000mg/L,陽極面積取31.4cm2,銅線作為導(dǎo)線,加入200mM的NaCl離子濃度劑,外接電阻為1000Ω,在此條件下產(chǎn)生的最大電壓為597.3mV,最大輸出功率密度為301.3mW/m2,內(nèi)阻為92.5Ω,庫侖效率為15.7％,而目前國內(nèi)研究的以污泥為

3、底物的MFCs,產(chǎn)生的最大功率密度為256.1mW/m2,內(nèi)阻最低為212?。
　　(3)對(duì)pH、SCOD、蛋白質(zhì)、還原糖、氨氮、TN、TP的分析結(jié)果表明:微生物燃料電池底物降解優(yōu)于單純厭氧消化。
　?、費(fèi)FCs由于產(chǎn)電,有機(jī)物的分解較劇烈,其pH比對(duì)照試驗(yàn)略高,體積減少量比對(duì)照大;
　　②SCOD呈現(xiàn)先上升,后下降,最后上升的變化趨勢(shì)。反應(yīng)結(jié)束后MFCs裝置的SCOD濃度比對(duì)照裝置的低。
　?、圻€原糖的變化則是

4、出現(xiàn)先下降,再迅速上升,然后再下降直至穩(wěn)定。反應(yīng)結(jié)束后,MFCs裝置的還原糖濃度比對(duì)照裝置的低;
　　④蛋白質(zhì)的濃度呈現(xiàn)一個(gè)先上升后下降的趨勢(shì),MFCs裝置和對(duì)照裝置的蛋白質(zhì)濃度差異不大;
　?、菘偟桶钡暮吭谡麄€(gè)反應(yīng)周期呈現(xiàn)上升的趨勢(shì)。在反應(yīng)中期以前,MFCs裝置的TN含量比對(duì)照裝置的TN含量略低,在反應(yīng)中期以后,MFCs裝置的TN含量卻比對(duì)照裝置的TN含量略高;而MFCs裝置的氨氮濃度整體比對(duì)照裝置的氨氮濃度低。