微生物燃料電池處理啤酒廢水的實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、微生物燃料電池(microbial fuel cell,MFC)可以將廢水中的有機(jī)物轉(zhuǎn)化成電能,在降解廢水的同時(shí)實(shí)現(xiàn)廢水的資源化。本實(shí)驗(yàn)構(gòu)建了單室空氣陰極MFC和陰陽極聯(lián)合雙室MFC,以碳纖維作陽極、以啤酒廢水作底物,研究了MFC在產(chǎn)電的同時(shí)對(duì)啤酒廢水的降解效果。
　　 單室空氣陰極MFC在降解啤酒廢水的同時(shí)有著良好的產(chǎn)電性能。水力停留時(shí)間為2.13h,有機(jī)物濃度為614 mg/L時(shí),MFC的最大輸出電壓可達(dá)到0.578V,最大

2、輸出功率為9.52W/m3,啤酒廢水中有機(jī)物去除率達(dá)到40％以上。陽極室操作條件對(duì)MFC的性能有很大影響。MFC的輸出功率隨著啤酒廢水濃度的升高逐漸增大。濃度增大到2062 mg/L時(shí),最大輸出功率達(dá)到42.6W/m3。濃度越高,COD去除率越高,但庫侖效率越低。廢水中加入磷酸鹽緩沖溶液也可以提高M(jìn)FC的輸出功率,同時(shí)提高廢水處理效果。
　　 啤酒廢水濃度為614 mg/L,水力停留時(shí)間為2.13h的條件下,實(shí)驗(yàn)建立了單室空氣陰

3、極MFC的基本電化學(xué)模型:通過對(duì)該條件下極化曲線的非線性擬合,得到影響MFC性能的主要因素是動(dòng)力學(xué)活化損耗和濃度損耗,并且整個(gè)MFC的控制因素在陰極。
　　 陰陽極聯(lián)合雙室MFC工藝可以大大提高啤酒廢水的處理效果。當(dāng)整個(gè)連續(xù)流系統(tǒng)水力停留時(shí)間(HRT)為14.7h時(shí),MFC對(duì)啤酒廢水COD去除率可達(dá)到90％以上,其中陽極室和陰極室的貢獻(xiàn)幾乎各占到一半。同時(shí)MFC的開路電壓和最大輸出功率可達(dá)到0.434 V和0.83 W/m3(2